EP3074985A1 - Datenleitung sowie verfahren zur herstellung der datenleitung - Google Patents

Datenleitung sowie verfahren zur herstellung der datenleitung

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EP3074985A1
EP3074985A1 EP14812416.7A EP14812416A EP3074985A1 EP 3074985 A1 EP3074985 A1 EP 3074985A1 EP 14812416 A EP14812416 A EP 14812416A EP 3074985 A1 EP3074985 A1 EP 3074985A1
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EP
European Patent Office
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data line
conductive layer
conductive
foil
end edge
Prior art date
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EP14812416.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3074985B1 (de
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Erwin Köppendörfer
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Leoni Kabel GmbH
Original Assignee
Leoni Kabel Holding GmbH
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Publication date
Application filed by Leoni Kabel Holding GmbH filed Critical Leoni Kabel Holding GmbH
Publication of EP3074985A1 publication Critical patent/EP3074985A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3074985B1 publication Critical patent/EP3074985B1/de
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1895—Particular features or applications
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/26—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping
    • H01B13/2613—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping by longitudinal lapping
    • H01B13/2693—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
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    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1808—Construction of the conductors
    • H01B11/1826—Co-axial cables with at least one longitudinal lapped tape-conductor
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
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    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers

Definitions

  • the invention relates to a data line with the features of the preamble of claim 1, in particular for use in a motor vehicle and a method for producing such a data line.
  • Such a data cable designed as a coaxial cable can be taken, for example, from US Pat. No. 7,084,343 B1.
  • the coaxial cable described therein has a central inner conductor, an insulation surrounding this as a dielectric, a multi-layered shielding as an outer conductor and an outer sheath.
  • the multi-layered shield is formed from a longitudinally folded screen foil and a screen braid mounted above it.
  • the coaxial cable is comparatively stiff.
  • this is designed in the manner of a corrugated pipe, as is known in the case of the so-called semi-rigid cables.
  • such a cable is less suitable for use in the automotive sector for cost reasons, especially because of the multi-layer shield structure.
  • One of the biggest cost and time factors is namely the formation of the shield. It is technically used to keep away from the trapped inside the coaxial line disturbing radiation and also for bundling and guiding a propagating field.
  • the shielding is usually made of a braid, more rarely also of a helical shield or a foil screen.
  • the shielding is usually made of a braid, more rarely also of a helical shield or a foil screen.
  • there are also combinations of different umbrella structures In the case of a braided shield, only slow speeds can be realized during production. which lead to a very large number of machines on braiding machines, which naturally requires a lot of manpower, space and energy.
  • Semi-rigid cables are coaxial cables whose outer conductor consists of a closed tube. These lines have excellent electrical properties but are difficult to manufacture, expensive and almost inflexible.
  • the shield is formed from a longitudinally folded screen foil, which in turn is helically surrounded by ground wires.
  • the screen film itself is two- or three-layered with a plastic carrier film with metal layer applied thereon. This shield construction is relatively expensive to manufacture.
  • the present invention seeks to provide a cost-effective to produce shielded data line with good shielding effect and a method for their preparation.
  • the object is achieved by a data line with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 14.
  • Preferred developments are contained in the subclaims.
  • the advantages and preferred embodiments cited with regard to the data line are also to be transferred analogously to the method.
  • the data line includes a longitudinally extending lead core having at least one conductor surrounded by insulation and surrounded by a multilayer screen foil.
  • the shielding foil is finally surrounded by an outer sheath.
  • the shielding film has a non-conductive layer and a conductive layer, wherein in an overlapping region a free end edge of the shielding film overlaps a further subregion of the shielding film. In the overlapping area, an electrically conductive connection of the conductive layer to the front edge is now formed with the conductive layer in the partial area. The conductive layer is therefore connected at the front edge with the further portion of the conductive layer. As a result, despite the non-conductive layer, a completely circumferential conductive connection is formed within the conductive layer, so that a transverse current flow perpendicular to the longitudinal direction is made possible.
  • the shielding film Due to the multi-layered design of the shielding film, a layer sequence between the conductive layer and the non-conductive layer is given in the case of conventional films in the overlapping region. As a result, interfering high-frequency radiation can occur between the conductive layers due to the non-conductive layer of the screen foil. Due to the configuration with the conductive connection of the free end edge with the other flat partial area, the shielding of the cable is therefore improved compared to a normal overlapping shielding foil.
  • the shielding film is not folded in the overlapping area, ie, in the overlapping area, the ends of the shielding foil lie flat on one another and without folding. In the edge area is therefore no bending or folding the shielding film (by about 180 °) required, which would usually be complicated and thus expensive to implement in the production.
  • This multilayer screen foil is a conventional screen foil having a plastic carrier layer as a non-conductive layer, in particular a PET carrier layer. On this an electrically conductive coating is applied at least on one side. Suitable materials are electrically conductive metals and optionally also electrically conductive carbon compounds. Preferably, a copper layer is used as the conductive layer. Depending on the application, the surface of the copper layer is additionally functionally adapted to desired application conditions of the data line by additional layers, such as tin, silver or even nickel.
  • a three-layered screen film with a central carrier layer is used as the non-conductive layer, on each of which a metallic coating is applied on both sides.
  • a merely two-layered screen foil with a non-conductive layer and a conductive layer can also be used.
  • the individual layers are attached to each other over the entire surface, in particular by a laminating process.
  • the conductive layer therefore covers the non-conductive layer over the entire area and completely.
  • a short-circuit bridge is formed between the front edge and the further subregion. This is formed in particular by a mounted in the region of the front edge conductive strip.
  • This is expediently formed by applying a conductive material by means of a suitable application method, such as, for example, spraying, printing or brushing on.
  • the conductive strip can also be glued on.
  • the outer jacket is applied by means of a (shell) extruder in an extrusion process.
  • this extrusion process is now modified in such a way that the conductive strip is applied immediately before the application of the outer jacket by means of the jacket extruder. In terms of process technology, this can be achieved without sacrificing process speed through the mentioned application methods.
  • a conductive liquid is applied in this case.
  • This has a sufficiently high viscosity that it does not flow off. Additionally or alternatively, it has corresponding fast-drying properties.
  • the applied conductive material is for example a conductive ink, conductive silver or a conductive adhesive.
  • a method of application such methods are used, which allow a continuous order, in particular in the context of a continuous extrusion process.
  • so-called printing wheels are used, the so-called pad printing process or spray and dispensing method used.
  • the conductive strip is applied directly in the extrusion in front of an extrusion head, with the outer jacket is applied in the overlap region.
  • the desired short-circuit bridge is formed by the conductive strip from the front edge to the further flat partial region of the conductive layer.
  • the screen foil itself is modified to form the electrically conductive connection in the overlapping region, specifically such that the conductive layer projects beyond the nonconductive layer at the end edge.
  • a direct contact and thus electrical contact between the projecting portion of the conductive layer and the other portion of the same conductive layer is achieved.
  • the screen foil is beveled at the front edge at an angle. Therefore, in terms of production technology, a conventional, standard-produced film merely needs to be bevelled at an edge region.
  • the oblique front edge is formed for example by a cutting tool, in particular a knife, when cutting the film.
  • the knife is therefore slanted at the desired angle with respect to the film.
  • This angle is - based on a surface normal of the film - preferably more than 30 ° and in particular more than 45 °. Conveniently, the angle is at least 60 °, so that therefore the free end edge is oriented at this angle with respect to one of the surface normals of the screen foil.
  • the chamfering can also be achieved by grinding or scraping initially vertical cutting edges. Improvements in screen attenuation, which are in the range of approximately 5 dB, are to be expected with such oblique front geometries.
  • This method with the beveled on the front edge end foil can be used in principle for all shielded types, ie both for banded shielding foils, which are helically wound around the lead core, as well as for longitudinally applied screen foils, in which the overlap region is parallel to the longitudinal direction.
  • the screen foil is formed as a longitudinally folded film in which the end edge extends parallel to the longitudinal direction.
  • the design is to be preferred in view of high process speeds in the production, as in wound screen films by the winding process is a slowing down of the manufacturing process, which adversely affects the manufacturing cost.
  • the longitudinally folded shielding film and the simultaneous omission of further shield layers, in particular braided shields in addition to the electrically conductive connection on the front edge, the advantages of a tube-like shielding in a semi-rigid cable, with those of a braid shield associated with low production costs.
  • Because of the longitudinally applied film results a closed surface comparable to that of a semi-rigid cable.
  • high flexibility is ensured by the use of a screen foil, which makes the data line suitable for applications with flexural stresses or for applications in which high bending flexibility is desired.
  • the conductive layer of the screen film has a total thickness of preferably less than 50 ⁇ and is in particular in the range of 3 ⁇ to 35 ⁇ . It preferably has a thickness in the range of 20-30 ⁇ . In principle, thicker conductive layers, for example up to 100 ⁇ or up to 200 ⁇ can be used. However, this increasingly leads to an undesirable stiffening.
  • the thicknesses of the individual layers of the shielding film are usually approximately comparable, wherein often the thickness of the non-conductive plastic carrier layer is greater than the applied by a metal layer conductive layer. The thickness of this metal layer is as mentioned preferably in the range between 20-30 ⁇ .
  • the total thickness of the shielding film is then preferably about 40 ⁇ to ⁇ for a two-layered shielding foil having only one conductive layer and about 50 to 100 ⁇ for a three-layered shielding foil having two conductive layers.
  • the shielding film is adhesively bonded to the insulation surface, so that therefore the insulation is peripherally completely connected to the shielding film.
  • an adhesive layer is formed, which is formed as an adhesive layer and especially as a hot-melt adhesive layer.
  • this adhesive layer is applied to the screen foil.
  • the adhesive layer is applied to the insulation on the outside. In order to enable this full-surface bonding in terms of manufacturing technology, the adhesive layer is preferably applied during the production process only immediately before the attachment of the screen foil.
  • a heat-activatable hot-melt adhesive layer is applied.
  • This alone by the in the subsequent coat extrusion introduced heat is activated, ie the screen foil is glued to the insulation.
  • the bonding is therefore carried out directly during the extrusion process.
  • the screen foil is reliably fixed in the desired position.
  • Another advantage is the fact that just the overlap point at which the individual portions of the film rest against each other, are fixed together.
  • the electrical contacting of the shielding foil with a contact element is not readily possible due to the low rigidity of the shielding foil.
  • Conventional contacting operations such as crimping, can not be used.
  • the screen foil is connected to the end of the data line with a contact element in a materially bonded manner, in particular by gluing or soldering, in an electrically conductive manner.
  • the contact element is formed according to a first embodiment as a contact sleeve, in which the end of the data line of the shielding film is inserted. Subsequently, the glued or soldered connection, which in turn is expediently heat activated.
  • a conventional crimp contact element which usually has a cage or receiving area with Crimplaschen.
  • the data line is inserted at the end and then the screen foil is electrically conductively connected in this crimping in particular by soldering.
  • solder or adhesive connection is expediently applied in the manufacturing process at one end of the data line on the outside of the screen film of the conductive adhesive or the solder in particular annular before then the data line is inserted into the contact element and contacted with this electrically.
  • the short-term heating is preferably carried out electrically by a briefly impressed via contacts high current.
  • spatially and temporally delimited effect of heat can be provided in a simple manner.
  • two electrical electrodes for electrical resistance heating are brought to the contact element in the region of the contacting zone / soldering zone.
  • this expedient in order to avoid damage to the insulation during the soldering process, this expediently consists of a heat-resistant material which withstands a temperature of more than 100 ° C. and preferably of more than 150 ° C., at least for the duration of the soldering process.
  • a heat-resistant material which withstands a temperature of more than 100 ° C. and preferably of more than 150 ° C., at least for the duration of the soldering process.
  • the insulation is not damaged by the heat input.
  • the insulation is in particular made of a crosslinked plastic. As insulation massive or foamed insulation can be used.
  • the data line is preferably designed as a coaxial cable, in which the shielding film forms an outer conductor.
  • the data line is therefore formed from the one central conductor, which is surrounded by the insulation acting as a dielectric, which in turn is surrounded directly by the particular all-over glued screen foil as the only screen element. Finally, the outer jacket is applied directly around it.
  • the conductor core comprises a plurality of conductors each surrounded by a (core) insulation, that is to say it is in particular multi-core.
  • the entire multi-core conductor core is then surrounded by the one common screen foil.
  • Each of the individual wires consists of a conductor and a surrounding core insulation.
  • the shielding film surrounds the composite of the cores, wherein if necessary, the cores can be embedded in a common insulation, then the screen foil is attached.
  • the wires form a composite around which the shielding film is guided directly.
  • a data cable can also be constructed from several of the coaxial cables described here.
  • the design of the data line is provided as a coaxial cable.
  • Such a data line is expediently used within a motor vehicle electrical system.
  • FIGS. show in simplified representations:
  • FIG. 1 is a perspective view of a coaxial cable as a data line with each partially exposed components for clarity
  • Fig. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a screen with
  • Lead core in an overlapping area with a conductive strip for forming a conductive bridge between a front edge and a flat portion of the screen foil
  • FIG. 4 shows a simplified cross-sectional representation in the end region of a data line with a contact element.
  • like-acting parts are provided with the same reference numerals.
  • the data line 2 shown in FIG. 1 is shown by way of example in the preferred embodiment of a coaxial cable.
  • the data line 2 in this case comprises a central inner conductor 4, which is surrounded by an insulation 6 directly and concentrically.
  • the insulation 6 forms a dielectric.
  • On the insulation 6 is again directly and concentrically mounted a screen foil 8, which constitutes an outer conductor.
  • the shielding foil is then in turn immediately and concentrically surrounded by an outer jacket 10.
  • the shielding film 8 is a longitudinally folded shielding film 8 which, in the production process, is usually applied longitudinally inwardly immediately before an extrusion of the outer jacket 10.
  • the screen foil 8 therefore forms an overlapping region 12, which is oriented parallel to a longitudinal direction 14 of the data line 2.
  • the screen foil 8 is a multi-layered screen foil 8, in the exemplary embodiment a three-layered screen foil 8.
  • This has a non-conductive layer 16 as a carrier layer and conductive layers applied to both sides 18a, 18b.
  • Reference numeral 18a denotes the outwardly directed conductive layer
  • reference numeral 18b denotes the inwardly directed conductive layer.
  • the screen film 8 is a laminated film, in which metal layers for forming the conductive layers 18a, 18b are applied to the carrier layer 16 on both sides in particular.
  • the conductive layers 18a, 18b extend over the entire surface of the non-conductive layer 1 6.
  • the screen film 8 has a total thickness d, which is preferably ⁇ 60 ⁇ .
  • the two conductive layers 18a, 18b have, for example, a thickness in the range of 20 to 30 ⁇ and the rest is attributable to the non-conductive layer 1 6 of the carrier layer.
  • two longitudinal edge regions of the screen foil 8 overlap in the overlapping region 12 in a planar manner, without the screen foil 8 being folded over in the region of one of the longitudinal edges. In the region of these longitudinal edges, the screen foil 8 has an end edge 20 in each case.
  • an electrically conductive connection of one of the two conductive layers 18a, 18b to the front edge 20 is now formed with a planar further partial region 22 of the same layer 18a, 18b in the overlapping region 12.
  • this is done by means of a conductive strip 24, which is attached to the end edge 20 and, so to speak, surrounds the end edge 20 in the longitudinal direction 4 with conductive material.
  • a conductive strip 24 which is attached to the end edge 20 and, so to speak, surrounds the end edge 20 in the longitudinal direction 4 with conductive material.
  • an electrically conductive connection and thus a guide bridge between the outer conductive layer 18a at the end edge 20 and the same conductive layer 18a in the further portion 22 is formed.
  • the outer layer 18a is electrically closed, so that in the circumferential direction transverse currents can flow within the layer 18a.
  • the end edge 20, in particular that of the lower longitudinal edge of the screen foil 8, is beveled, so that a preferably acute angle ⁇ is formed.
  • the end edge 20 is oriented with respect to a surface normal 26 at the angle ⁇ , which is preferably> 45 ° and in particular> 60 °.
  • FIGS. 2 and 3 can also be combined with one another, ie in addition to the conductive strip 24, the beveled end edge 20 is also formed.
  • an adhesive layer 28 is further formed, which is disposed between the insulation 6 and the innermost layer 18b of the screen film 8. This is illustrated by way of example in FIG. 2.
  • the adhesive layer 28 is, for example, a hot-melt adhesive layer which is applied to the lower conductive layer 18b immediately before the attachment of the screen foil 8 thereto.
  • the special advantage is achieved that the two longitudinal edges of the shielding film 8 are fixed to one another in the overlap region 12 via the adhesive layer 28.
  • the outer shell 10 is applied by means of an extrusion process.
  • a so-called jacket extruder is used.
  • the shield foil 8 is fed in lengthwise to the jacket extruder.
  • an application device for example a nozzle, etc., is arranged in front of the extrusion head for the outer jacket 10, by means of which the conductive strip 24 is applied in the region of the front edge 20.
  • the heat introduced during the extrusion of the outer jacket 10 activates the hot-melt adhesive of the adhesive layer 28 and thereby forms the adhesive bond between the insulation 6 and the screen foil 8.
  • the beveled end edge 20 in the embodiment of Fig. 3 is preferably formed by means of a cutting operation.
  • a conventionally prepared shielding film 8 is cut, for example, with the aid of an inclined blade.
  • a conventionally prepared visor foil 8 with vertical cut edges is beveled at the cut edges, for example by scraping.
  • the contacting of the screen foil 8 with a contact element 30 is shown by way of example in FIG. 4.
  • the contact element 30 is preferably designed as a ring-shaped or cylindrical contact sleeve.
  • the data line 2 is inserted into the contact element 30 with a front end freed from the outer jacket 10.
  • an annular strip of a solder paste 32 is attached to the screen foil 8.
  • the electrical contact connection is made with the contact element 30. For this no exercise of a pressing pressure is required.
  • the contact connection is therefore pressure-free and cohesive.
  • an electrical current in the area of the solder paste 32 is expediently supplied with the aid of two electrodes 34 so that the solder paste 32 melts and the desired permanently electrically conductive connection is formed.
  • a conductive adhesive can also be used.
  • the contact element 30 is a crimping region of a conventional plug-in contact element.
  • a crimping area usually forms a cage for receiving the line to be contacted. This is usually formed by Crimplaschen that protrude and bent during a normal crimping process.
  • crimping which are usually formed as a sheet metal stamped parts, is dispensed with the use of the present data line 2 on the crimping and formed only the material connection described for Fig. 4.
  • the contact element 30 is generally part of a plug contact.
  • the data line 2 described here is used in particular in a vehicle electrical system of a motor vehicle.
  • a particularly cost-effective production is achieved with good shielding effect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Die Datenleitung (2) ist insbesondere als Koaxialkabel ausgebildet und umfasst einen sich in einer Leitungslängsrichtung (14) erstreckenden Leitungskern, der zumindest von einer Isolierung (6) umgebenen Leiter (4) aufweist und der von einer mehrlagigen Schirmfolie (8) umgeben ist, die eine nicht leitende Lage (16) und eine leitfähige Lage (18a, 18b) aufweist. In einem Überlappungsbereich (12) überlappt eine freie Stirnkante (20) einen weiteren Teilbereich (22), wobei ergänzend eine leitfähige Verbindung der leitfähigen Lage (18a,18b) an der Stirnkante (20) mit dem weiteren Teilbereich (22) ausgebildet ist, so dass ein transversaler Stromfluss senkrecht zur Längsrichtung (14) innerhalb der leitfähigen Lage (18a,18b) ermöglicht ist. Die leitfähige Verbindung ist dabei wahlweise als ein leitfähiger Streifen (24) und/oder durch eine abgeschrägte Stirnkante (20) ausgebildet. Bei der Datenleitung (2) handelt es sich insbesondere um eine ausschließlich mit der Schirmfolie (8) geschirmte Datenleitung (2). Sie wird insbesondere in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz eingesetzt.

Description

Beschreibung
Datenleitung sowie Verfahren zur Herstellung der Datenleitung
Die Erfindung betrifft eine Datenleitung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 , insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Datenleitung.
Eine derartige als Koaxialkabel ausgebildete Datenleitung ist beispielsweise aus der US 7,084,343 B1 zu entnehmen. Das darin beschriebene Koaxialkabel weist einen zentralen Innenleiter, eine diesen als Dielektrikum umgebende Isolierung, eine mehrschichtige Schirmung als Außenleiter sowie einen Außenmantel auf. Die mehrschichtige Schirmung ist dabei gebildet aus einer längsgefalteten Schirmfolie sowie einem darüber angebrachten Schirmgeflecht. Durch diesen Aufbau ist das Koaxialkabel vergleichsweise steif. Alternativ zu der mehrschichtigen Schirmung ist diese nach Art eines Wellrohres ausgebildet, wie dies bei den sogenannten Semi-rigid-Kabeln bekannt ist.
Durch die hohe Steifigkeit ist ein solches Kabel nur bedingt in Bereichen mit Wechselbiegebeanspruchungen einsetzbar. Auch ist der Einsatz in Kraftfahrzeugen aufgrund der Steifheit häufig nicht zweckmäßig.
Auch ist ein derartiges Kabel aus Kostengründen weniger für die Verwendung im Kraftfahrzeugbereich geeignet, insbesondere auch wegen des mehrschichtigen Schirmaufbaus. Einer der größten Kosten- und Zeitfaktoren stellt nämlich die Ausbildung der Schirmung dar. Er dient technisch dazu, von den im Inneren der Koaxialleitung eingeschlossenen Signalen störende Einstrahlung fern zu halten sowie auch zur Bündelung und Führung eines sich ausbreitenden Feldes. Dazu ist die Schirmung üblicherweise aus einem Geflecht, seltener auch aus einem Wendelschirm oder einem Folienschirm gefertigt. In einer Reihe von Leitungen gibt es auch Kombinationen von verschiedenen Schirmaufbauten. Bei einem Geflechtschirm lassen sich bei der Herstellung nur langsame Geschwindigkeiten rea- lisieren, die zu einem sehr großen Maschinenpark an Flechtautomaten führen, der naturgemäß viel Personal, Platz und Energie benötigt.
Bei den Semi-rigid-Kabel handelt es sich um Koaxialleitungen, deren Außenleiter aus einer geschlossenen Röhre besteht. Diese Leitungen weisen hervorragende elektrische Eigenschaften auf, sind jedoch schwer herzustellen, teuer und nahezu unflexibel.
Ein weiteres Koaxialkabel ist aus der US 3,927,247 zu entnehmen. Bei diesem ist die Schirmung gebildet aus einer längsgefalteten Schirmfolie, welche wiederum helixförmig von Erdungsdrähten umgeben ist. Die Schirmfolie selbst ist zwei- oder dreilagig mit einer Kunststoff-Trägerfolie mit darauf aufgebrachter Metallschicht ausgebildet. Auch dieser Schirmaufbau ist in der Herstellung vergleichsweise teuer.
Neben den Koaxialleitungen sind auch Highspeed-Datenleitungen bekannt, bei denen üblicherweise ein Adernpaar von einer Paarschirmung umgeben ist. Bei diesen Highspeed-Datenleitungen werden üblicherweise ebenfalls mehrlagige Schirmfolien zur Abschirmung verwendet. Aus der DE 10 2008 019 968 A1 ist ein Beispiel für ein derartiges Datenübertragungskabel mit einem von einer Paar- schirmung umgebenen Adernpaar zu entnehmen. Die Schirmfolie ist auch hier längsgefaltet, wobei das eine Folienende in einem Überlappbereich zusätzlich gefaltet ist, so dass eine leitfähige Schicht nach au ßen hin zu einem Beilauf- oder Erdungsdraht orientiert ist, so dass eine elektrische Verbindung zum Erdungsdraht ausgebildet ist. Derartige Highspeed-Datenkabel werden für sehr hohe Übertragungsfrequenzen bis hin in den Gigahertz-Bereich eingesetzt, sind jedoch in der Herstellung vergleichsweise teuer.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig herzustellende geschirmte Datenleitung mit guter Schirmwirkung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Datenleitung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 14. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Die im Hinblick auf die Datenleitung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen.
Die Datenleitung umfasst einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Leitungskern, der zumindest einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweist und der von einer mehrlagigen Schirmfolie umgeben ist. Die Schirmfolie ist schließlich noch von einem Außenmantel umgeben. In der bevorzugten Ausgestaltung unmittelbar ohne weitere Zwischenlagen. Die Schirmfolie weist eine nicht leitende Lage und eine leitfähige Lage auf, wobei in einem Überlappungsbereich eine freie Stirnkante der Schirmfolie einen weiteren Teilbereich der Schirmfolie überlappt. Im Überlappungsbereich ist nunmehr eine elektrisch leitende Verbindung der leitfähigen Lage an der Stirnkante mit der leitfähigen Lage im Teilbereich ausgebildet. Die leitfähige Lage wird daher an der Stirnkante stirnseitig mit dem weiteren Teilbereich der leitfähigen Lage verbunden. Dadurch ist trotz der nicht leitenden Lage eine vollständig umlaufend leitende Verbindung innerhalb der leitenden Lage ausgebildet, so dass ein transversaler Stromfluss senkrecht zur Längsrichtung ermöglicht ist.
Aufgrund der mehrlagigen Ausbildung der Schirmfolie ist bei herkömmlichen Folien im Überlappungsbereich eine Schichtfolge zwischen der leitfähigen Lage und der nicht leitenden Lage gegeben. Dies führt dazu, dass eine störende Hochfrequenzstrahlung zwischen den leitfähigen Lagen durch die nicht leitende Lage der Schirmfolie einfallen kann. Durch die Ausgestaltung mit der leitenden Verbindung der freien Stirnkante mit dem weiteren flächigen Teilbereich wird daher die Schirmung des Kabels gegenüber einer normalen überlappenden Schirmfolie verbessert.
Zweckdienlicherweise ist dabei die Schirmfolie im Überlappungsbereich nicht gefaltet, d.h. im Überlappungsbereich liegen die Enden der Schirmfolie flächig und faltungsfrei aufeinander. Im Kantenbereich ist daher kein Umbiegen oder Umfalten der Schirmfolie (um etwa 180°) erforderlich, welches bei der Herstellung üblicherweise aufwendig und damit teuer umzusetzen wäre.
Im Hinblick auf eine möglichst kostengünstige und einfache Ausgestaltung ist weiterhin auf ein weiteres Schirmelement verzichtet. Es handelt sich daher um eine rein foliengeschirmte Datenleitung, bei der als das einzige Schirmelement die eine mehrlagige Schirmfolie vorgesehen ist.
Bei dieser mehrlagigen Schirmfolie handelt es sich um eine übliche Schirmfolie mit einer Kunststoff-Trägerschicht als nicht leitende Lage, insbesondere eine PET- Trägerschicht. Auf diese ist zumindest auf einer Seite eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufgebracht. Als Material kommen elektrisch leitfähige Metalle und gegebenenfalls auch elektrisch leitfähige Kohlenstoffverbindungen in Betracht. Vorzugsweise wird eine Kupferschicht als leitfähige Lage verwendet. Die Oberfläche der Kupferschicht ist je nach Anwendungsfall ergänzend funktional durch zusätzliche Schichten, wie Zinn, Silber oder auch Nickel an gewünschte Anwendungsbedingungen der Datenleitung angepasst.
Vorzugsweise wird dabei eine dreilagige Schirmfolie mit einer mittleren Trägerschicht als nicht leitende Lage verwendet, auf der beidseitig jeweils eine metallische Beschichtung aufgebracht ist. Alternativ kann auch eine lediglich zweilagige Schirmfolie mit einer nicht leitenden Lage und einer leitfähigen Lage verwendet werden. Die einzelnen Lagen sind dabei aneinander jeweils vollflächig angebracht, insbesondere durch einen Kaschiervorgang. Die leitfähige Lage bedeckt daher die nicht leitende Lage vollflächig und vollständig.
In zweckdienlicher Ausgestaltung ist dabei zwischen der Stirnkante und dem weiteren Teilbereich eine Kurzschlussbrücke ausgebildet. Diese ist insbesondere durch einen im Bereich der Stirnkante angebrachten leitfähigen Streifen gebildet. Dieser ist zweckdienlicherweise durch Auftragen eines leitfähigen Materials mittels eines geeigneten Auftragsverfahrens, wie beispielsweise Aufspritzen, Aufdrucken oder Aufstreichen ausgebildet. Alternativ kann der leitfähige Streifen auch aufgeklebt werden. Bei derartigen Datenleitungen wird der Außenmantel mit Hilfe eines (Mantel-) Extruders in einem Extrusionsprozess aufgebracht. Zum Aufbringen des leitfähigen Streifens wird dieser Extrusionsprozess nunmehr derart modifiziert, dass unmittelbar vor dem Aufbringen des Außenmantels mittels des Mantelextruders der leitfähige Streifen aufgebracht wird. Dies lässt sich prozesstechnisch ohne Einbußen der Prozessgeschwindigkeit durch die angesprochenen Auftragsverfahren erreichen. Insbesondere wird hierbei eine leitfähige Flüssigkeit aufgebracht. Diese weist dabei eine ausreichend hohe Viskosität auf, dass sie nicht abfließt. Ergänzend oder alternativ besitzt sie entsprechende schnell trocknende Eigenschaften. Das aufgebrachte leitfähige Material ist beispielsweise eine leitfähige Druckfarbe, Leitsilber oder auch ein Leitkleber. Als Auftragsverfahren werden dabei derartige Verfahren verwendet, die einen kontinuierlichen Auftrag insbesondere im Rahmen eines kontinuierlichen Extrusionsverfahrens ermöglichen. Hierzu werden beispielsweise sogenannte Druckräder verwendet, das sogenannte Tampondruck- Verfahren oder auch Sprüh- und Dispenserverfahren eingesetzt. Der leitfähige Streifen wird direkt bei der Extrusion vor einem Extrusionskopf, mit dem der Außenmantel aufgebracht wird, im Überlappungsbereich aufgebracht. Durch den leitfähigen Streifen wird die gewünschte Kurzschlussbrücke von der Stirnkante zu dem weiteren flächigen Teilbereich der leitfähigen Lage ausgebildet.
Alternativ oder ergänzend zu der Aufbringung eines leitfähigen Streifens ist zur Ausbildung der elektrisch leitenden Verbindung im Überlappungsbereich die Schirmfolie selbst modifiziert und zwar derart, dass an der Stirnkante die leitfähige Lage über die nicht leitende Lage übersteht. Dadurch ist eine direkte Berührung und damit elektrische Kontaktierung zwischen dem überstehenden Teilbereich der leitfähigen Lage und dem weiteren Teilbereich derselben leitfähigen Lage erzielt.
Um dies in besonders kostengünstiger und herstellungstechnisch einfacher Weise zu ermöglichen, ist dabei die Schirmfolie an der Stirnkante unter einem Winkel abgeschrägt. Herstellungstechnisch braucht daher eine übliche, standardmäßig hergestellte Folie an einem Randbereich lediglich abgeschrägt zu werden. Hierzu wird die schräge Stirnkante beispielsweise durch ein Schneidwerkzeug, insbesondere ein Messer, beim Zuschneiden der Folie ausgebildet. Das Messer wird daher bezüglich der Folie unter dem gewünschten Winkel schräg angestellt. Dieser Winkel beträgt - bezogen auf eine Flächennormale der Folie - vorzugsweise mehr als 30° und insbesondere mehr als 45°. Zweckdienlicherweise beträgt der Winkel dabei zumindest 60°, so dass also die freie Stirnkante unter diesem Winkel bezüglich einer der Flächennormalen der Schirmfolie orientiert ist. Insgesamt wird durch eine vergleichsweise flach auslaufende Stirnkante, also durch einen großen Winkel gewährleistet, dass an der Stirnseite die leitfähige Lage mit sich selbst kontaktiert wird. Im Überlappungsbereich schmiegt sich daher der weitere Teilbereich quasi „flächig" an die abgeschrägte Stirnkante an.
Alternativ zu einem Schneiden der Folie zur Ausbildung der gewünschten Schräge kann die Abschrägung auch durch ein Schleifen oder Schaben von zunächst senkrechten Schnittkanten erzielt werden. Mit derartig schrägen Stirngeometrien sind Verbesserungen in der Schirmdämpfung zu erwarten, die sich im Bereich von ca. 5 dB bewegen.
Dieses Verfahren mit der an der Stirnkante abgeschrägten Stirnfolie lässt sich grundsätzlich bei allen geschirmten Typen einsetzen, also sowohl für bandierte Schirmfolien, die helixförmig um den Leitungskern gewickelt sind, als auch für längs laufend aufgebrachte Schirmfolien, bei denen der Überlappungsbereich parallel zur Längsrichtung verläuft.
Zweckdienlicherweise wird die Schirmfolie jedoch als eine längs gefaltete Folie ausgebildet, bei der die Stirnkante parallel zur Längsrichtung verläuft. Die Ausgestaltung ist im Hinblick auf hohe Prozessgeschwindigkeiten bei der Herstellung zu bevorzugen, da bei gewickelten Schirmfolien durch den Wicklungsvorgang eine Verlangsamung des Herstellungsprozesses erfolgt, was sich nachteilig auf die Herstellungskosten auswirkt. Insgesamt sind daher mit der längs gefalteten Schirmfolie und dem gleichzeitigen Verzicht auf weitere Schirmlagen, insbesondere Geflechtschirme, in Ergänzung mit der elektrisch leitenden Verbindung an der Stirnkante die Vorteile einer nach Art einer Röhre ausgebildeten Schirmung bei einem Semi-rigid-Kabel, mit denen eines Geflechtschirms bei geringen Herstellungskosten verbunden. Wegen der längslaufend aufgebrachten Folie ergibt sich eine geschlossene Oberfläche, die vergleichbar zu der eines Semi-rigid-Kabels ist. Gleichzeitig ist durch die Verwendung einer Schirmfolie eine hohe Flexibilität gewährleistet, welche die Datenleitung für Anwendungen mit Biegewechselbeanspruchungen oder auch für solche Anwendungen geeignet macht, bei denen eine hohe Biegeflexibilität gewünscht ist.
Um diese hohe Flexibilität zu gewährleisten weist die leitende Lage der Schirmfolie dabei insgesamt eine Dicke von vorzugsweise kleiner 50μηπ auf und liegt insbesondere im Bereich von 3 μηπ bis 35 μηπ. Bevorzugt weist sie dabei eine Dicke im Bereich von 20-30μηπ auf. Grundsätzlich können auch dickere leitfähige Lagen beispielsweise bis 100μηπ oder bis 200μηπ eingesetzt werden. Dies führt jedoch zunehmend zu einer unerwünschten Versteifung. Die Dicken der einzelnen Lagen der Schirmfolie sind üblicherweise in etwa vergleichbar, wobei häufig die Dicke der nicht leitfähigen Kunststoff-Trägerschicht größer ist als die durch eine Metallschicht aufgebrachte leitfähige Lage. Die Dicke dieser Metallschicht liegt wie erwähnt bevorzugt im Bereich zwischen 20-30μηπ. Die Gesamtdicke der Schirmfolie liegt dann vorzugsweise bei einer zweilagigen Schirmfolie mit nur einer leitfähigen Lage bei etwa 40μηπ bis δθμηπ und bei einer dreilagigen Schirmfolie mit zwei leitfähigen Lagen bei etwa 50 bis 100 μηπ.
Insbesondere bei biegeflexiblen Leitungen ist für eine zuverlässige Schirmung ein Faltenwurf der Schirmfolie bei einer Biegung möglichst zu vermeiden. Um dies zu erreichen ist die Schirmfolie in bevorzugter Ausgestaltung mit der Isolierung flächig verklebt, so dass also die Isolierung umfangsseitig vollständig mit der Schirmfolie verbunden ist. Hierzu ist insbesondere eine Haftschicht ausgebildet, die als eine Klebeschicht und speziell als eine Heißkleberschicht ausgebildet ist. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist diese Haftschicht auf die Schirmfolie aufgebracht. In einer alternativen Ausführungsvariante ist die Haftschicht auf die Isolierung außen aufgebracht. Um herstellungstechnisch dieses vollflächige Verkleben zu ermöglichen, wird die Haftschicht beim Herstellungsprozess bevorzugt erst unmittelbar vor dem Anbringen der Schirmfolie aufgebracht. Hierzu wird insbesondere eine hitzeaktivierbare Heißklebeschicht aufgebracht. Der besondere Vorteil besteht darin, dass diese allein durch die bei der nachfolgenden Mantelextrusion eingebrachte Wärme aktiviert wird, d.h. die Schirmfolie wird mit der Isolierung verklebt. Bei der Verwendung einer derartigen Heißkleberschicht wird die Verklebung daher unmittelbar beim Extrusionsvorgang durchgeführt. Nach der Abkühlung ist die Schirmfolie in der gewünschten Position zuverlässig fixiert. Durch diese Maßnahme wird der kontinuierliche Herstellungsprozess nicht gestört und zudem werden zuverlässig Falten bei einer Biegung der Datenleitung vermieden, welche bei HF-Signalen störend wären.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass gerade auch die Überlappungsstelle, an der die einzelnen Teilbereiche der Folie aneinander aufliegen, miteinander fixiert sind.
Bei einer derartigen rein foliengeschirmten Datenleitung ist die elektrische Kontak- tierung der Schirmfolie mit einem Kontaktelement, beispielsweise für das Anschlagen eines Steckers, aufgrund der geringen Steifigkeit der Schirmfolie nicht ohne weiteres möglich. Herkömmliche Kontaktierungsvorgänge, wie beispielsweise Crimpen, lassen sich nicht verwenden. In zweckdienlicher Ausgestaltung wird daher die Schirmfolie endseitig der Datenleitung mit einem Kontaktelement stoffschlüssig insbesondere durch Kleben oder Löten elektrisch leitend verbunden. Das Kontaktelement ist dabei gemäß einer ersten Ausführungsvariante als eine Kontakthülse ausgebildet, in die das Ende der Datenleitung der Schirmfolie eingesteckt wird. Anschließend erfolgt die Kleb- oder Lötverbindung, welche wiederum zweckdienlicherweise hitzeaktiviert ist.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung wird ein herkömmliches Crimpkontakt- Element verwendet, welches üblicherweise einen Käfig oder Aufnahmebereich mit Crimplaschen aufweist. In diesen Aufnahmebereich wird die Datenleitung endseitig eingelegt und anschließend wird die Schirmfolie in diesem Crimpbereich elektrisch leitend insbesondere durch Löten verbunden.
Zur Ausbildung der Löt- oder Klebeverbindung wird zweckdienlicherweise beim Herstellverfahren an einem Ende der Datenleitung außenseitig auf die Schirmfolie der Leitkleber oder das Lot insbesondere ringförmig aufgebracht wird, bevor dann die Datenleitung in das Kontaktelement eingelegt und mit diesem elektrisch kontaktiert wird.
Zur Ausbildung der Lötverbindung wird dabei kurzzeitig das Kontaktelement lokal erhitzt, so dass die aufgebrachte Lötpaste zum Schmelzen gebracht wird und dabei für eine dauerhafte Lötverbindung zwischen Schirmfolie und Kontaktelement sorgt. Das kurzfristige Erhitzen erfolgt dabei vorzugsweise elektrisch durch einen über Kontakte kurzzeitig aufgeprägten hohen Strom. Dadurch kann in einfacher Weise eine räumlich und zeitlich abgegrenzte Hitzeeinwirkung bereitgestellt werden. Es werden also an das Kontaktelement im Bereich der Kontaktierungszone / Lötzone zwei elektrische Elektroden zur elektrischen Widerstandsbeheizung herangeführt.
Um bei dem Lötprozess eine Beschädigung der Isolierung zu vermeiden, besteht diese zweckdienlicherweise aus einem hitzebeständigen Material, welches einer Temperatur von über 100°C und vorzugsweise von über 150°C zumindest kurzfristig für die Zeitdauer des Lötvorgangs standhält. Hierunter wird verstanden, dass die Isolierung nicht durch den Hitzeeintrag beschädigt wird. Im Hinblick auf die gewünschte hitzebeständige Ausgestaltung besteht die Isolierung dabei insbesondere aus einem vernetzten Kunststoff. Als Isolierung können dabei massive oder auch geschäumte Isolierungen zum Einsatz kommen.
Die Datenleitung ist vorzugsweise als ein Koaxialkabel ausgebildet, bei dem die Schirmfolie einen Außenleiter bildet. Die Datenleitung ist daher gebildet aus dem einen zentralen Leiter, welcher von der als Dielektrikum wirkenden Isolierung umgeben ist, welche wiederum unmittelbar von der insbesondere vollflächig aufgeklebten Schirmfolie als einziges Schirmelement umgeben ist. Um diese herum ist schließlich der Außenmantel unmittelbar aufgebracht.
Alternativ umfasst der Leitungskern mehrere, jeweils von einer (Ader-)lsolierung umgebene Leiter, ist also insbesondere mehradrig ausgebildet. Der gesamte mehradrige Leitungskern ist dann von der einen gemeinsamen Schirmfolie umgeben. Die einzelnen Adern bestehen dabei jeweils aus einem Leiter und einer die- sen umgebenden Aderisolierung. Die Schirmfolie umgibt dabei den Verbund der Adern, wobei bei Bedarf die Adern in einer gemeinsamen Isolierung eingebettet sein können, um die dann Schirmfolie angebracht ist. Üblicherweise bilden die Adern jedoch einen Verbund, um den die Schirmfolie direkt geführt ist. Beispiele hierfür sind die sogenannten geschirmten Paare, bei denen also ein insbesondere paarverseiltes Adernpaar unmittelbar von einer Schirmfolie umgeben ist, wie dies beispielsweise bei den Highspeed-Datenkabeln vorgesehen ist. Auch bei anderen Aufbauten, wie beispielsweise einem Sternvierer-Aufbau, kann die spezielle Ausbildung der hier beschriebenen Schirmfolie eingesetzt werden. Insgesamt kann ein Datenkabel auch aus mehreren der hier beschriebenen Koaxialkabel aufgebaut sein.
Bevorzugt ist jedoch die Ausgestaltung der Datenleitung als ein Koaxialkabel vorgesehen.
Eine derartige Datenleitung wird zweckdienlicherweise innerhalb eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes eingesetzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Koaxialkabels als Datenleitung mit jeweils teilweise freigelegten Komponenten zur besseren Übersicht,
Fig. 2 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer Schirmfolie mit
Leitungskern in einem Überlappungsbereich mit einem leitfähigen Streifen zur Ausbildung einer leitfähigen Brücke zwischen einer Stirnkante und einem flächigen Teilbereich der Schirmfolie,
Fig.3 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer Schirmfolie im
Überlappungsbereich gemäß einer zweiten Ausführungsvariante mit abgeschrägter Stirnkante, sowie
Fig. 4 eine vereinfachte Querschnittsdarstellung im Endbereich einer Datenleitung mit einem Kontaktelement. In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in der Fig.1 dargestellte Datenleitung 2 ist beispielhaft in der bevorzugten Ausführungsvariante eines Koaxialkabels dargestellt. Die Datenleitung 2 umfasst hierbei einen zentralen Innenleiter 4, welcher von einer Isolierung 6 unmittelbar und konzentrisch umgeben ist. Die Isolierung 6 bildet ein Dielektrikum. Auf die Isolierung 6 ist wiederum unmittelbar und konzentrisch eine Schirmfolie 8 angebracht, die einen Außenleiter darstellt. Die Schirmfolie ist anschließend wiederum unmittelbar und konzentrisch von einem Außenmantel 10 umgeben.
Bei der Schirmfolie 8 handelt es sich um eine längsgefaltete Schirmfolie 8, welche beim Herstellverfahren längs einlaufend üblicherweise unmittelbar vor einer Extru- sion des Außenmantels 10 aufgebracht wird. Die Schirmfolie 8 bildet daher einen Überlappungsbereich 12 aus, welcher parallel zu einer Längsrichtung 14 der Datenleitung 2 orientiert ist.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, handelt es sich bei der Schirmfolie 8 um eine mehrlagige Schirmfolie 8, im Ausführungsbeispiel eine drei- lagige Schirmfolie 8. Diese weist als Trägerschicht eine nicht leitende Lage 1 6 sowie beidseitig auf dieser angebrachte leitfähige Lagen 18a,18b auf. Mit Bezugsziffer 18a ist dabei die nach außen gerichtete leitfähige Lage und mit Bezugsziffer 18b die nach innen gerichtete leitfähige Lage bezeichnet. Bei der Schirmfolie 8 handelt es sich insbesondere um eine kaschierte Folie, bei der also auf die Trägerschicht 1 6 beidseitig insbesondere Metallschichten zur Ausbildung der leitfähigen Lagen 18a,18b aufgebracht sind. Die leitfähigen Lagen 18a,18b erstrecken sich dabei über die gesamt Fläche der nicht leitfähigen Lage 1 6. Die Schirmfolie 8 weist insgesamt eine Dicke d auf, die vorzugsweise <60 μηπ ist. Die beiden leitfähigen Lagen 18a,18b weisen dabei beispielsweise eine Dicke im Bereich von 20 bis 30 μηπ auf und der Rest entfällt auf die nicht leitende Lage 1 6 der Trägerschicht. Wie aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, überdecken sich im Überlappungsbereich 12 zwei Längskantenbereiche der Schirmfolie 8 flächig, ohne dass im Bereich einer der Längskanten die Schirmfolie 8 umgefaltet wäre. Im Bereich dieser Längskanten weist die Schirmfolie 8 jeweils eine Stirnkante 20 auf. In beiden Ausführungsvarianten ist nunmehr eine elektrisch leitfähige Verbindung einer der beiden leitfähigen Lagen 18a, 18b an der Stirnkante 20 mit einem flächigen weiteren Teilbereich 22 derselben Lage 18a, 18b im Überlappungsbereich 12 ausgebildet.
Bei der Ausführungsvariante der Fig. 2 erfolgt dies mit Hilfe eines leitfähigen Streifens 24, welcher an der Stirnkante 20 angebracht ist und sozusagen die Stirnkante 20 in Längsrichtung 4 mit leitfähigem Material umgibt. Hierdurch ist eine elektrisch leitfähige Verbindung und damit eine Leitbrücke zwischen der äußeren leitfähigen Lage 18a an der Stirnkante 20 und derselben leitfähigen Lage 18a im weiteren Teilbereich 22 gebildet. Dadurch ist also die äußere Lage 18a elektrisch geschlossen, so dass auch in Umfangsrichtung Querströme innerhalb der Lage 18a fließen können.
Bei der Ausführungsvariante der Fig. 3 ist die Stirnkante 20, insbesondere die der unten liegenden Längskante der Schirmfolie 8, abgeschrägt ausgebildet, so dass ein bevorzugt spitzer Winkel α ausgebildet ist. Die Stirnkante 20 ist bezüglich einer Flächennormalen 26 unter dem Winkel α orientiert, welcher vorzugsweise >45° und insbesondere >60° liegt. Durch diese Maßnahme wird bei der unteren leitfähigen Lage 18b ein über die mittlere nicht leitende Lage 1 6 überstehender Bereich ausgebildet, über den dann die elektrisch leitende Verbindung an der Stirnkante 20 mit derselben unteren Lage 18b im weiteren Teilbereich 22 erfolgt. In diesem weiteren Teilbereich 22 schmiegt sich die Schirmfolie 8 daher mit ihrer unteren leitfähigen Lage 18b an die abgeschrägte Stirnkante 20 an.
Grundsätzlich lassen sich die Ausführungsvarianten der Fig. 2 und 3 auch miteinander kombinieren, d.h. ergänzend zu dem leitfähigen Streifen 24 ist noch die abgeschrägte Stirnkante 20 ausgebildet. Um eine zuverlässige flächige dauerhaft feste Haftung der Schirmfolie 8 an der Isolierung 6 zu gewährleisten ist weiterhin eine Haftschicht 28 ausgebildet, die zwischen der Isolierung 6 und der innersten Lage 18b der Schirmfolie 8 angeordnet ist. Dies ist beispielhaft in der Fig. 2 illustriert. Die Haftschicht 28 ist beispielsweise eine Heißklebeschicht, die unmittelbar vor dem Anbringen der Schirmfolie 8 auf diese an der unteren leitfähigen Lage 18b aufgebracht wird. Neben der Verbindung mit der Isolierung 6 wird dabei auch der besondere Vorteil erzielt, dass über die Haftschicht 28 die beiden Längskanten der Schirmfolie 8 im Überlappungsbereich 12 aneinander fixiert sind.
Unmittelbar nachfolgend zu dem Anbringen der Schirmfolie 8 wird noch der Außenmantel 10 mittels eines Extrusionsverfahrens aufgebracht. Hierzu wird ein sogenannter Mantelextruder eingesetzt. Unmittelbar vorlaufend zur Mantelextrusion wird längseinlaufend dem Mantelextruder die Schirmfolie 8 zugeführt. Gleichzeitig ist vor dem Extrusionskopf für den Außenmantel 10 eine Auftragsvorrichtung, beispielsweise eine Düse etc. angeordnet, mittels der der leitfähige Streifen 24 im Bereich der Stirnkante 20 aufgebracht wird.
Durch die bei der Extrusion des Außenmantels 10 eingebrachte Wärme wird der Heißkleber der Haftschicht 28 aktiviert und dadurch die Klebeverbindung zwischen der Isolierung 6 und der Schirmfolie 8 ausgebildet.
Die abgeschrägte Stirnkante 20 bei der Ausführungsvariante der Fig. 3 wird vorzugsweise mit Hilfe eines Schneidvorgangs ausgebildet. Hierzu wird eine herkömmlich präparierte Schirmfolie 8 beispielsweise mit Hilfe eines schräg gestellten Messers zugeschnitten. Alternativ wird eine herkömmlich vorbereitete Schirmfolie 8 mit senkrechten Schnittkanten an den Schnittkanten beispielsweise durch Abschaben abgeschrägt.
Die Kontaktierung der Schirmfolie 8 mit einem Kontaktelement 30 ist beispielhaft in der Fig. 4 dargestellt. Das Kontaktelement 30 ist vorzugsweise als eine ring- oder zylinderförmige Kontakthülse ausgebildet. Die Datenleitung 2 ist mit einem von dem Außenmantel 10 befreiten Stirnende in das Kontaktelement 30 eingelegt. Auf die Schirmfolie 8 ist dabei ein ringförmiger Streifen einer Lötpaste 32 angebracht. Über die Lötpaste 32 erfolgt die elektrische Kontaktverbindung mit dem Kontaktelement 30. Hierzu ist keine Ausübung eines Pressdruckes erforderlich. Die Kontaktverbindung ist daher druckfrei und stoffschlüssig.
Zur Ausbildung der elektrischen Kontaktverbindung wird beim Herstellen derselben zweckdienlicherweise ein elektrischer Strom im Bereich der Lötpaste 32 mit Hilfe zweier Elektroden 34 zugeführt, so dass kurzfristig und lokal eine Überhitzung erfolgt, so dass die Lötpaste 32 aufschmilzt und die gewünschte dauerhaft elektrisch leitfähige Verbindung ausgebildet wird. Alternativ zur Lötpaste 32 kann auch ein Leitkleber verwendet werden.
Bei dem Kontaktelement 30 handelt es sich alternativ zu einer Kontakthülse um einen Crimpbereich eines herkömmlichen Steckkontaktelements. Ein derartiger Crimpbereich bildet üblicherweise einen Käfig für die Aufnahme der zu kontaktierenden Leitung aus. Dieser ist üblicherweise gebildet durch Crimplaschen, die abstehen und bei einem normalen Crimpvorgang umgebogen werden. Bei der Verwendung eines derartigen herkömmlichen Steckkontaktelements mit Crimpbereich, die üblicherweise als Blechbiegestanzteile ausgebildet sind, wird bei der Verwendung der vorliegenden Datenleitung 2 auf das Crimpen verzichtet und lediglich die zur Fig. 4 beschriebene stoffschlüssige Verbindung ausgebildet. Das Kontaktelement 30 ist allgemein ein Teil eines Steckkontakts.
Die hier beschriebene Datenleitung 2 wird insbesondere in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Durch die hier beschriebenen Maßnahmen ist eine besonders kostengünstige Herstellung bei gleichzeitig guter Schirmwirkung erreicht.
Bezugszeichenliste
2 Datenleitung
4 Innenleiter
6 Isolierung
8 Schirmfolie
10 Außenmantel
12 Überlappbereich
14 Längsrichtung
16 nicht leitfähige Lage
18a leitfähige äußere Lage
18b leitfähige innere Lage
20 Stirn kante
22 weiterer Teilbereich
24 leitfähiger Streifen
26 Normale
28 Haftschicht
30 Kontaktelement
32 Lötpaste
34 Elektrode d Dicke

Claims

Ansprüche
1 . Datenleitung (2) mit einem sich in einer Längsrichtung (14) erstreckenden Leitungskern (4,6), der zumindest einen von einer Isolierung (6) umgebenen Leiter (4) aufweist und der von einer mehrlagigen Schirmfolie (8) umgeben ist, die eine nichtleitenden Lage (16) und eine leitfähige Lage (18a,18b) aufweist und in einem Überlappungsbereich (12) eine freie Stirnkante (20) der Schirmfolie (8) einen weiteren Teilbereich (22) der Schirmfolie (8) überlappt, dadurch gekennzeichnet,
dass im Überlappungsbereich (12) eine elektrisch leitende Verbindung der leitfähigen Lage (18a,18b) an der Stirnkante mit derselben leitfähigen Lage (18a,18b) im Teilbereich (22) ausgebildet ist.
2. Datenleitung (2) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrisch leitfähige Verbindung durch einen im Bereich der Stirnkante (20) angebrachten leitfähigen Streifen (24) gebildet ist.
3. Datenleitung (2) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der leitfähige Streifen (24) durch Aufbringen eines leitfähigen Materials mittels eines Auftragsverfahrens wie Aufspritzen, Aufdrucken oder Aufstreichen oder durch Aufkleben ausgebildet ist.
4. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) an der Stirnkante (12) unter einem Winkel abgeschrägt ist und dass an der abgeschrägten Stirnkante (12) ein Kontakt zu dem weiteren Teilbereich der leitfähige Lage (18a,18b) ausgebildet ist.
5. Datenleitung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Winkel bezüglich einer Flächennormalen (26) der Schirmfolie (8) größer 30°, vorzugsweise größer 45° und insbesondere größer 60 ° ist.
6. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) als eine längsgefaltete Folie ausgebildet ist, bei der die Stirnkante (12) parallel zur Längsrichtung (14) verläuft.
7. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die leitfähige Lage (18a,18b) der Schirmfolie (8) eine Dicke (d) kleiner 50μηπ und insbesondere im Bereich von 3μηπ bis 35μηπ aufweist.
8. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) mit der Isolierung (6) flächig verklebt ist und hierzu insbesondere eine Haftschicht (28), bevorzugt eine (Heiß-) Kleberschicht ausgebildet ist, die wahlweise Teil der Schirmfolie (8) oder der Isolierung (6) ist.
9. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) endseitig mit einem Kontaktelement (30) stoffschlüssig insbesondere durch Kleben, Löten oder Schweißen elektrisch leitend verbunden ist.
10. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolierung (6) aus einem hitzebeständigen Material besteht, welches einer Temperatur von über 100°C und vorzugsweise von über 150°C standhält.
1 1 . Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolierung (6) aus einem vernetzten Kunststoff besteht.
12. Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie als Koaxialkabel ausgebildet ist und die Schirmfolie (8) als einziges Schirmelement einen Außenleiter bildet, welcher von einem Außenmantel (10) umgeben ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Datenleitung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem um einen Leitungskern (4,6), der zumindest einen von einer Isolierung (6) umgebenen Leiter (4) aufweist, eine Schirmfolie (8) gelegt wird, die eine nichtleitenden Lage (1 6) und eine leitfähige Lage (18a,18b) aufweist, wobei in einem Überlappungsbereich (12) eine freie Stirnkante (20) der Schirmfolie (8) überlappend zu einem weiteren Teilbereich (22) der Schirmfolie (8) positioniert wird und wobei ein Außenmantel (10) aufextrudiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Überlappungsbereich (12) eine elektrisch leitende Verbindung der leitfähigen Lage (18a,18b) an der Stirnkante mit derselben leitfähigen Lage (18a,18b) im Teilbereich (22) ausgebildet wird.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass die leitende Verbindung durch Aufbringen eines leitfähigen Streifens (24) mittels eines Auftragsverfahrens wie Aufspritzen, Aufdrucken, Aufstreichen oder durch Aufkleben ausgebildet wird.
15. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) längslaufend mit nachfolgender Extrusion des Außenmantels angebracht wird.
16. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor der Extrusion des Außenmantels (10) der leitfähige Streifen (24) auf die Stirnkante (12) aufgebracht wird und unmittelbar nachfolgend der Außenmantel (10) aufextrudiert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 1 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) zunächst an der Stirnkante (12) abgeschrägt ausgebildet wird und anschließend beim Anbringen um den Leitungskern (4,6) die abgeschrägte Stirnkante (12) in Kontakt mit der leitfähigen Lage (18a,18b) gebracht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schirmfolie (8) vollflächig mit der Isolierung (6) verklebt wird und hierzu eine Haftschicht (28) angeordnet ist, die wahlweise zunächst Teil der Schirmfolie (8) oder der Isolierung (6) ist, wobei die Verklebung insbesondere durch einen Wärmeeintrag beim Herstellprozess ausgebildet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einem Leitungsende auf die Schirmfolie (8) eine Lötpaste (32) oder ein Leitkleber aufgebracht wird und das Leitungsende in ein Kontaktelement (30) eingelegt und mit diesem elektrisch leitend verlötet oder verklebt wird
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