[0001] Die Erfindung betrifft eine Steckbuchse, eine Anschlußvorrichtung, Installationssysteme,
welche ein Datenübertragungskabel und die Steckbuchse bzw. die Anschlußvorrichtung
umfassen, ein Verfahren zur Herstellung eines Datenübertragungskabels und ein Datenübertragungskabel.
[0002] Für die Datenübertragung im Bereich hoher Frequenzen (z.B. 3-100 MHz, 3-250 MHz oder
3-600 MHz) haben Kabel mit einem oder mehreren Übertragungselementen in Form einer
symmetrischen Paarleitung oder Sternviererleitung weite Verbreitung gefunden. Zum
Verbinden solcher Kabel mit Verteilerfeldern, Geräten, anderen Kabeln etc. kommen
im allgemeinen RJ45-Buchsen und -Stecker zur Anwendung. Einen Überblick hierüber gibt
"unilan Handbuch der universellen Gebäudeverkabelung", Dätwyler AG, 1998.
[0003] Aus der DE 196 36 287 A1 ist ein Datenübertragungskabel bekannt, welches aus vier
in sich und miteinander verdrehten Paarleitungen aufgebaut ist. Die beiden Adern jedes
Paares sind in einer Einbettung eingebettet. Sie weisen jeweils eine eigene Aderisolierung
auf. In der Druckschrift ist auch erwähnt, daß die Aderisolierungen entfallen können
und die Einbettung die Isolierungsfunktion übernehmen kann.
[0004] Aus der EP 0 665 608 A2 ist ein elektrisches Installationssystem bekannt, welches
aus einem Flachkabel und einer Anzapfvorrichtung besteht. Das Flachkabel weist einen
Datenübertragungsteil auf, welcher für niedrige Übertragungsfrequenzen (< 1 MHz) ausgelegt
ist. Er hat die Form einer nicht verdrehten abgeschirmten Paarleitung, deren Adern
mit einer Aderisolierung ausgerüstet sind. Die Anschlußvorrichtung weist zum abisolierungsfreien
Kontaktieren der Adern Schrauben mit einer Kontaktspitze auf, die in dem Bereich,
der an der Abschirmung zu liegen kommt, eine isolierte Oberfläche haben.
[0005] Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben als Nachteil der im Stand der Technik
verwendeten Datenübertragungskabel für hohe Frequenzen samt zugehöriger Buchsen und
Stecker erkannt, daß das Anschließen der Kabel relativ aufwendig ist und viel Zeit
erfordert. Denn im allgemeinen muß zuerst der Außenmantel des Kabels abgesetzt werden.
Danach wird in den meisten Fällen eine Abschirmung, welche aus Metallband und/oder
Metallgeflecht besteht, abgesetzt. Die einzelnen Paare oder Vierer werden nun aufgedrillt,
und die Adern einzeln, meistens auf Schneidklemmen angeschlossen. Schließlich wird
auch die Schirmung angeschlossen. Dieser Vorgang dauert mehrere (typischerweise drei)
Minuten.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Installationszeit zu verkürzen und
den Installationsaufwand zu verringern.
[0007] Der Lösungsgedanke geht dahin, daß kein Stecker mehr an das Datenübertragungskabel
angebracht zu werden braucht. Gemäß einem Aspekt der Erfindung dient das Kabel oder
ein Übertragungselement des Kabels selbst als Stecker. Hierzu stellt die Erfindung
eine geeignete Steckbuchse bereit. Gemäß einem anderen Aspekt kann das Kabel oder
das Übertragungselement abisolierfrei mit Hilfe einer Anschlußvorrichtung angeschlossen
werden. Die Erfindung stellt auch Installationssysteme bereit, die Kombinationen der
genannten Steckbuchse bzw. Anschlußvorrichtung mit besonders geeigneten Datenübertragungskabeln
sind. Die Erfindung gibt schließlich ein derartiges Datenübertragungskabel und ein
entsprechendes Herstellungsverfahren an. Sämtliche Gegenstände der Erfindung entsprechen
vorzugsweise den Anforderungen der sog. Kategorie 5 (3-100 MHz), besonders vorzugsweise
Kategorie 6 (3-250 MHz) oder Kategorie 7 (3-600 MHz) (siehe Normen EN 50173, IEC 61156
und pr EN 50288).
[0008] Im einzelnen ist Anspruch 1 auf eine Steckbuchse zur Herstellung einer Steckverbindung
mit einem Übertragungselement eines Datenübertragungskabels in Form einer abgeschirmten,
eingebetteten, symmetrischen Paar- oder Sternviererleitung, das selbst als Stecker
dient, gerichtet. Die Steckbuchse weist Verbindungsbuchsen auf, in welche die von
der Einbettung freigelegten Leiterenden direkt oder mit Stiften versehen einsteckbar
sind.
[0009] Um das Einstecken zu erlauben, müssen die Leitungsebene und die Verbindungsebene
gleich orientiert werden. Dies kann z.B. durch Drehen des Übertragungselements, durch
eine drehbare Ausgestaltung der Steckbuchse und/oder durch eine Ausrüstung der Steckbuchse
mit überzähligen Verbindungsbuchsen für verschiedene Steck-Drehwinkel erfolgen. Vorzugsweise
weisen die Leiter keine eigene Aderisolierung auf, so daß die Leitereinbettung die
Isolierungsfunktion übernimmt. Falls jedoch herkömmliche Datenübertragungskabel mit
Aderisolierung zusätzlich zur Leitereinbettung verwendet werden, sind die Leiterenden
nicht nur von der Leitereinbettung, sondern auch von der Aderisolierung zu befreien.
Die Leiter sind bei allen Aspekten und Ausgestaltungen der Erfindung vorzugsweise
aus massivem Metall, sie können aber auch Litzenleiter sein.
[0010] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0011] Gemäß Anspruch 2 ist die Steckbuchse mit einer Abschirmungsweiterführung ausgerüstet,
welche vorzugsweise den Verbindungsbereich umschließt. Dies trägt zur Erzielung günstiger
Nebensprecheigenschaften bei.
[0012] Im Stand der Technik werden durch das Aufdrillen der Paare oder Vierer zum Anschließen
eines Steckers die elektrischen Werte der Leitung im Steckbereich massiv verschlechtert,
und zwar vor allem hinsichtlich des Nebensprechverhaltens, des Impedanzverlaufs und
der Dämpfung. Diese Nachteile kann die erfindungsgemäße Steckbuchse vermeiden. Denn
sie macht es nicht erforderlich, eine etwa vorhandene Verdrehung der Adern aufzudrillen
(Die oben genannte, gegebenenfalls zum Einstecken erforderliche Verdrehung des Übertragungselements
ist in dieser Hinsicht unschädlich). Zum anderen ist gemäß der Ausgestaltung des Anspruchs
3 der Abstand der Verbindungsbuchsen voneinander und von der Abschirmungsweiterführung
so gewählt, daß die Impedanz der Leitung im Bereich der Steckbuchse im wesentlichen
der Impendanz der Leitung im Übertragungselement gleicht. Sofern sich keiner der geometrischen
Parameter der Leitung beim Übergang in die Steckbuchse ändert, wird dies dadurch erzielt,
daß der Abstand der Verbindungsbuchsen gleich dem Leiterabstand im Übertragungselement
ist. Vergrößert sich aber beispielsweise der Durchmesser der Leiter im Steckbereich
(etwa durch Verwendung von Stiften, die einen größeren Durchmesser als die Leiter
haben), so kann die damit einhergehende Kapazitätsvergrößerung durch eine entsprechend
größere Beabstandung der Verbindungsbuchsen kompensiert werden. Entsprechendes gilt,
wenn etwa in der Steckbuchse ein Material verwendet wird, welches eine größere Elektrizitätskonstante
als die Einbettung aufweist. Die damit einhergehende Kapazitätsvergrößerung kann ebenfalls
beispielsweise durch größere Beabstandung der Verbindungsbuchsen kompensiert werden.
Bei einer abgeschirmten Paar- oder Sternviererleitung ist die Impedanz der Leitung
aber nicht nur durch den Durchmesser und Abstand der Leiter und das zwischen ihnen
befindliche Dielektrikum bestimmt, sondern auch durch den Abstand zwischen Leitern
und Abschirmung und das zwischen Leitern und Abschirmung befindliche Dielektrikum.
Verwendet beispielsweise die Steckbuchse ein Material mit höherer Dielektritätskonstante
als diejenige der Einbettung, so kann die damit einhergehende Kapazitätsvergößerung
beispielsweise auch durch einen vergrößerten Radialabstand der Abschirmungsweiterführung
kompensiert werden. Entsprechend läßt sich auch eine mit der Verwendung dickerer Stifte
einhergehende Kapazitätsvergrößerung durch Wahl eines größeren Radialabstands der
Abschirmungsweiterführung kompensieren. Unter einer "im wesentlichen" gegebenen Gleichheit
wird im übrigen verstanden, daß die asymtotischen Werte der Impedanz im Bereich der
Steckbuchse nicht mehr als ±15%, vorzugsweise nicht mehr als ±10% und besonders vorzugsweise
nicht mehr als ±5% von der Impedanz des Übertragungselements abweichen.
[0013] Gemäß Anspruch 4 weist die Steckbuchse eine zum Einstecken eines Endes des Übertragungselements
geeignete Aufnahme auf. Diese kann als Führung für das einzusteckende Übertragungselement
dienen und im eingesteckten Zustand für eine bessere mechanische Verbindung des Übertragungselements
mit der Steckbuchse sorgen.
[0014] Gemäß Anspruch 5 hat die Aufnahme zudem die Funktion, beim Einstecken des Übertragungselements
die Abschirmung zu kontaktieren.
[0015] Während bei der oben genannten Steckbuchse und deren Ausgestaltungen die Steckbewegung
und das damit einhergehende Eindringen der Leiterenden bzw. Verbindungsstifte in die
Verbindungsbuchsen in der Axialrichtung des Übertragungselements erfolgt, ist die
Erfindung mit ihren zweiten Aspekt auf eine Anschlußvorrichtung gerichtet, bei der
die Kontaktierung quer zur Axialrichtung erfolgt.
[0016] Im einzelnen stellt die Erfindung gemäß Anspruch 6 eine Anschlußvorrichtung für wenigstens
ein Übertragungselement eines Datenübertragungskabels in Form einer abgeschirmten,
eingebetteten, symmetrischen Paar- oder Sternviererleitung bereit, wobei die Anschlußvorrichtung
folgendes aufweist: Kontaktelemente zum Durchstechen zumindest der Einbettung und
zum Kontaktieren der Leiter, Führungen, welche die Kontaktelemente quer zur Axialrichtung
führen, eine Abschirmungskontaktierung und eine Abschirmungsweiterführung, welche
die Kontaktelemente und/oder hieran anschließende Verbindungsleiter ganz oder zumindest
teilweise umschließt.
[0017] Grundsätzlich ist eine Ausgestaltung möglich, bei der die Abschirmung vor dem Einbringen
des Übertragungselements in die Aufnahme an denjenigen Stellen zu entfernen ist, an
denen die Kontaktstifte eingestochen werden. Um den Installationsaufwand zu verringern,
ist es jedoch vorteilhafter, wenn die Abschirmung auf dem Übertragungselement belassen
- also durchstochen - werden kann. Bei bestimmten, unter näher beschriebenen Ausführungsformen
werden ein äußerer Gesamtschirm und/oder ein äußerer Kabelmantel durchstochen.
[0018] Um beim Durchstechen von Abschirmung und ggf. Gesamtschirm Kurzschlüsse zwischen
Leiter und Abschirmung bzw. Gesamtschirm zu vermeiden, sind die Kontaktelemente zumindest
in demjenigen Bereich isoliert ausgebildet, in dem die Abschirmung und ggf. der Gesamtschirm
im eingestochenen Zustand zu liegen kommt (Anspruch 7).
[0019] Die Kontaktelemente können die Form von Stiften haben, die z.B. zum Herstellen einer
Schneid-Klemm-Verbindung mit den Leitern eingerichtet sind, etwa indem sie an ihren
Kontaktenden mit zwei schräg nach innen zusammen laufenden Schneiden ausgerüstet ist.
Es ist aber auch möglich, Stifte mit Kontaktspitzen oder ähnliches zu verwenden.
[0020] Gemäß Anspruch 8 sind die Führungen in verschiedenen Richtungen und ggf. axial versetzt
angeordnet. Dies ist insbesondere zum Anschluß der beiden Leitungen eines Sternvierer-Übertragungselements
vorteilhaft. Beispielsweise können die Führungen für die beiden Kontaktelemente einer
der beiden Leitung eines Sternvierers um 90° gedreht und axial versetzt gegenüber
den zur anderen Leitung gehörenden angeordnet sein.
[0021] Gemäß Anspruch 9 ist die Anschlußvorrichtung zum abisolierfreien Anschließen eines
einzelnen Übertragungselements eingerichtet. Falls das Datenübertragungskabel mehrere
Übertragungselemente aufweist, sind demnach zum Anschließen ein ggf. vorhandener Außenmantel
und/oder Gesamtschirm abzusetzen und das Bündel der Übertragungselemente aufzulösen.
[0022] Hingegen ist die Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 zum abisolierfreien Anschließen
eines Datenübertragungskabels eingerichtet, ohne daß der Anschlußmantel/Gesamtschirm
abgesetzt und/oder das Bündel von Übertragungselementen aufgelöst werden müßte. Entsprechend
sind die Kontaktelemente zum Durchstechen auch des ggf. vorhandenen äußeren Kabelmantels
und/oder Gesamtschirms ausgebildet. Je nach Ausführungsform ist die Anschlußvorrichtung
zum Anschließen eines, mehrerer oder aller Übertragungselemente des Kabels ausgebildet.
[0023] Gemäß Anspruch 11 ist zum Anschließen eines Datenkabels (auch) die Abschirmungskontaktierung
der Anschlußvorrichtung zum Durchstechen des äußeren Kabelmantels und/oder des Gesamtschirms
ausgebildet. Letzteres kann z.B. entfallen, wenn statt der Übertragungselement-Abschirmungen
der (mit diesen elektrisch leitend verbundene) Gesamtschirm kontaktiert wird.
[0024] Gemäß Anspruch 12 ist die Anschlußvorrichtung zum abisolierfreien Anschließen eines
Flachkabels mit mehreren (z.B. vier) in einer Ebene nebeneinander angeordneten Übertragungselementen
ausgebildet.
[0025] Eine andere Variante ist in Anspruch 13 angegeben, bei der statt eines Flachkabels
ein Rundkabel mit mehreren (z.B. vier) längs des Kabelumfangs angeordneten Übertragungselementen
zugrunde gelegt wird. "Rund" ist hier nicht etwa nur im engen Sinn von "kreisrund"
zu verstehen. Gemeint ist vielmehr, daß sich das Kabel im Querschnitt im wesentlichen
im gleichem Ausmaß in zwei Dimensionen erstreckt, während beim Flachkabel im Querschnitt
die Erstreckung in einer Dimension deutlich diejenige in der anderen übersteigt.
[0026] Wie bei der oben erläuterten Steckbuchse sind die Kontaktelemente und die Abschirmungsweiterführung
gemäß Anspruch 14 vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, daß die Impedanz im
Bereich der Anschlußvorrichtung im wesentlichen derjenigen im Übertragungselement
gleicht. Wegen der Einzelheiten, insbesondere der Bedeutung von "im wesentlichen",
sei auf die obigen Ausführungen zu Anspruch 3 verwiesen.
[0027] Im Stand der Technik werden Anschlußvorrichtungen mit Durchstech-Technik zum Anzapfen
durchlaufender Koaxialleitungen oder abgeschirmter Doppelleitungen (wie bei der eingangs
genannten EP 0 6656 608 A2) verwendet. Bei symmetrischen Leitungen ist bei den hier
interessierenden hohen Frequenzen (z.B. oberhalb 3 MHz) ein Anzapfen aus elektrischen
Gründen im allgemeinen nicht möglich. Vielmehr geht es hier im allgemeinen nur um
Verbindungen von Kabelenden. Die vorliegende Erfindung schlägt vor, die Durchstech-Technik
auch bei symmetrischen geschirmten Datenübertragungskabeln für die genannten hohen
Frequenzen zu verwenden. Gemäß der Ausgestaltung von Anspruch 15 ist die Anschlußvorrichtung
entsprechend zur Aufnahme nur eines Endes des Übertragungselements eingerichtet, schließt
also z.B. mit Hilfe eines Endanschlags das Anzapfen eines durchgehenden Kabels aus.
Ein solcher Endanschlag definiert vorteilhaft die Lage des Kabelendes relativ zum
Durchstech-Ort, so daß die Kontaktierung in einem definierten Abstand zu dem Ende
erfolgt. Dieser ist i.a. klein; er beträgt vorteilhaft weniger als 5 cm, vorzugsweise
weniger als 2 cm, und besonders vorzugsweise weniger als 1 cm.
[0028] Die Tatsache, daß das Kabelende stirnseitig i.a. nicht abgeschirmt ist, wird sich
wegen der relativ kleinen Stirnfläche und der senkrechten Orientierung der Leiter
zu dieser Fläche meist nicht nachteilig auswirken. Soll aber das von dieser Quelle
herrührende mögliche Nebensprechen vermindert werden, so kann die Anschlußvorrichtung
gemäß Anspruch 16 eine Abschirmung für das stirnseitig offene Ende des Übertragungselements
bzw. des Datenübertragungskabel aufweisen.
[0029] Insbesondere bei außen runden Übertragungselementen und Kabeln kann sich aufgrund
der Drehsymmetrie die Schwierigkeit ergeben, daß die Lage der im Inneren befindlichen
Leiter nicht bekannt ist. Die genaue Kenntnis hierüber ist aber zum Kontaktieren durch
Anstechen erforderlich. Eine einfache Lösungsmöglichkeit liegt darin, die offene Stirnseite
des abgeschnittenen Ende des Elements bzw. Kabels zu betrachten, dort sind die Leiter
nämlich i.a. sichtbar. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die innere Leiterlage
außen z.B. optisch oder mechanisch zu kodieren, etwa durch eine entsprechende Markierung
oder eine die Drehsymmetrie aufhebende Vertiefung oder Erhebung auf dem Äußeren des
Übertragungselements bzw. dem Kabel.
[0030] Eine besonders schnelle und einfache Installation ist möglich, wenn die Steckbuchse
gemäß Ansprüchen 1 bis 5 zusammen mit einem Datenübertragungskabel verwendet wird,
bei dem die Leiter der Übertragungselemente direkt - d. h. ohne eine eigene Aderisolierung
aufzuweisen - in der Einbettung eingebettet sind. Das Freilegen der Leiterenden kann
dann nämlich einfach durch Absetzen der Einbettung erfolgen. Entsprechend ist die
Erfindung gemäß Anspruch 17 auf ein Installationssystem gerichtet, welches durch die
Steckbuchse und ein entsprechendes Datenübertragungskabel gebildet wird. Gemäß Anspruch
18 gehört zu dem Installationssystem vorteilhaft ein im folgenden näher beschriebenes,
besonderes Datenübertragungskabel, welches den Gegenstand der Patentansprüche 33 bis
37 bildet.
[0031] Es sei angemerkt, daß durch die ganze Beschreibung und insbesondere im Zusammenhang
mit dem Installationssystem das Wort "ein" (z.B. bei "ein Datenübertragungskabel")
nicht etwa nur im Sinn eines Zahlworts zu verstehen ist, sondern auch als unbestimmter
Artikel. Selbstverständlich kann das beanspruchte Installationssystem - neben anderen
Elementen - mehrere Datenübertragungskabeln und eine Vielzahl von Steckbuchsen umfassen.
[0032] In ähnlicher Weise ist Anspruch 19 auf ein weiteres Installationssystem gerichtet,
welches durch die oben geschilderte Anschlußvorrichtung gemäß einem der Ansprüche
6 bis 16 und ein Datenübertragungskabel mit einem oder mehreren Übertragungselementen
in Form einer abgeschirmten symmetrischen Paar- und/oder Sternviererleitung und einer
Einbettung für die Leitung gebildet wird. Eine "direkte" Einbettung ist zwar vorteilhaft,
aber hier nicht gefordert, da sich beim Durchstechen eine eventuell vorhandene, zusätzliche
Aderisolierung kaum störend bemerkbar macht. Vorteilhaft gehört gemäß Anspruch 21
zu diesem Installationssystem das unten näher beschriebene Datenübertragungskabel
nach einem der Ansprüche 33 bis 39.
[0033] Gemäß dem unabhängigen Anspruch 23 ist die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung
eines Datenübertragungskabels mit einem oder mehreren Übertragungselementen in Form
einer symmetrischen Paar- oder Sternviererleitung gerichtet. Das Verfahren ist durch
die Angabe von einzelnen Herstellungsschritten definiert. Dabei versteht es sich,
daß diese Schritte angesichts einer bei Kabeln üblichen Herstellung in einer langgestreckten
Herstellungsanlage mit gleichförmigem Vorschub nicht zeitlich nacheinander durchgeführt
zu werden brauchen. Vielmehr finden Sie im allgemeinen gleichzeitig, aber an verschiedenen
Stellen der Herstellungsanlage statt, die durch den Vorschub nacheinander erreicht
werden. Bezogen auf einen bestimmten Punkt des Kabels werden die Schritte natürlich
nacheinander ausgeführt:
a) die Leiter der Paar- bzw. Sternviererleitung werden in einem bestimmten Abstand
voneinander, der größer als deren Berührabstand ist, mit Hilfe einer Drahtführung
geführt; dabei wird keine Verdrehung vorgenommen;
b) die Leiter werden in einen im plastischen Zustand befindlichen Kunststoff eingebettet;
c) die Leiter werden mitsamt dem (noch plastischen) Einbettungskunststoff aus einer
Extrusionsöffnung herausgeführt;
d) die Einbettung wird gehärtet (oder härtet ohne weiteres Zutun) ;
e) eine Abschirmung wird aufgebracht.
[0034] Die Abschirmung kann auch vor der Härtung oder vor einer vollkommenen Härtung aufgebracht
werden.
[0035] Die oben genannten Verfahrensschritte behandeln nur die Herstellung eines Übertragungselements.
Zur Herstellung eines Kabels mit nur einem solchen Element kann dieses z.B. noch mit
einem Geflechtschirm und/oder einem äußeren Mantel ausgerüstet werden. Für ein Kabel
mit mehreren Elementen können diese z.B. miteinander verdreht, mit einem Zwischenmantel
umspritzt, mit einem Geflechtschirm versehen und/oder einem äußeren Mantel ausgerüstet
werden.
[0036] Bei der Drahtführung kann es sich beispielsweise um eine Lochplatte mit zwei oder
vier an den Ecken eines Quadrats angeordneten Löchern handeln. Der Lochdurchmesser
ist im allgemeinen etwas größer als der Leiterdurchmesser. Ein Spannen des in Herstellung
befindlichen Übertragungselements kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß einerseits
die der Drahtführung zugeführten Leiterdrähte und andererseits die gehärtete Einbettung
mit den eingebetteten Leiterdrähten mit entgegengerichteten Spannkräften beaufschlagt
werden. Ein Vorschub kann dadurch erzielt werden, daß die Spannkraft, welche die Einbettung
samt Leitern aus der Extrusionsöffnung herauszuziehen trachtet etwas größer als die
entgegengesetzt wirkende Kraft ist.
[0037] Vorteilhaft wird als Einbettungskunststoff ein Thermoplast (insbesondere auf Polyethylen-
oder Polypropylenbasis) in geschäumter oder ungeschäumter Form verwendet. Gemäß Anspruch
22 erfolgt dann das Härten im Schritt d) dadurch, daß das Übertragungselement nach
dem Austritt aus der Extrusionsöffnung gekühlt wird, beispielsweise in dem es unmittelbar
hinter der Extrusionsöffnung durch ein Wasserbad geführt wird. Diese Maßnahme führt
zu einer möglichst frühzeitigen Fixierung der Leiter in der Einbettung.
[0038] Gemäß Anspruch 23 wird die Abschirmung so aufgebracht, daß sie ganzflächig mit der
Oberfläche der Einbettung verbunden ist. Beispielsweise kann eine Abschirmungsfolie
ganzflächig aufgeklebt werden. Die ganzflächige Verbindung hat den Vorteil, daß sich
die Abschirmung beim Abschneiden des Kabel oder Übertragungselemente nicht etwa aufdrehen
und ablösen kann.
[0039] Das Umspritzen der Leiter mit plastischem Kunststoff in Schritt b) übt im allgemeinen
Kräfte auf diese aus, die - je nach dem, ob der Kunststoff von außen nach innen oder
von innen nach außen gedrückt wird - danach trachten, den von der Drahtführung vorgegebenen
Leiterabstand zu verkleinern oder zu vergrößern. Grundsätzlich kann man diesen Effekt
dadurch auszuschalten versuchen, daß man eine relativ hohe Drahtspannung und/oder
eine relativ kleine Vorschubgeschwindigkeit wählt. Eine andere Lösung besteht darin,
den Effekt des Zusammen- oder Auseinanderdrückens der Leiter dadurch zu kompensieren,
daß man eine Drahtführung verwendet, die den Leitern einen entsprechend größeren oder
kleineren Abstand vorgibt, so daß sich im fertigen Übertragungselement im wesentlichen
der Soll-Abstand ergibt (Anspruch 24). Da sich bei dieser Lösung der Soll-Abstand
in einer Art dynamischem Gleichgewicht einstellt, werden diejenigen Kabelabschnitte,
die beispielsweise beim Hochfahren der Anlage hergestellt werden, im allgemeinen Abweichungen
vom Soll-Abstand zeigen und daher nicht brauchbar sein. Entsprechend sollte bei dieser
Ausgestaltung des Verfahrens darauf geachtet werden, daß der dynamische Gleichgewichtszustand
möglichst schnell erreicht und mit relativ großer Genauigkeit eingehalten wird.
[0040] Grundsätzlich ist es möglich, die Übertragungselemente in der nicht-verdrehten Form
zu belassen. Allein auf Grund der auf der Einbettung angeordneten völlig geschlossenen
Abschirmung kann ein Kabel aus nicht-verdrehten Übertragungselementen den Anforderungen
der Kategorie 5 und ggf. 6 genügen. Gemäß Anspruch 25 wird das Übertragungselement
aber nach dem Schritt d) oder e) in sich verdreht. Die Abschirmung wird also vorzugsweise
vor der In-sich-Verdrehung aufgebracht, so daß auch sie mit verdreht wird. Alternativ
ist es auch möglich, die Abschirmung erst nach dem Verdrehen aufzubringen. Diese Maßnahmen
stehen im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellungsverfahren, bei denen zunächst die
Leiter eines Paares oder Sternvierers miteinander verdreht werden, und dieses Verseilelement
erst anschließend eingebettet wird. Bei der vorliegenden Ausgestaltung erfolgt die
Verdrehung von Leitern und Einbettung ausschließlich gemeinsam.
[0041] Während herkömmlicherweise die In-sich-Verdrehung der mechanischen Stabilisierung
der Paare oder Sternvierer diente und daher keine Dralllängen im Bereich einiger Centimeter
vorherrschten (z.B. 1 - 3 cm bei verdrehten Paaren), können vorliegend deutlich größere
Dralllängen für die In-sich-Verdrehung gewählt werden, z.B. zwischen 5 und 50 cm und
vorzugsweise 10 und 40 cm. Derart große Dralllängen erleichtern die Konfektionierung,
insbesondere mit der erfindungsgemäßen Steckbuchse.
[0042] Gemäß Anspruch 26 werden - wie bereits oben angesprochen - mehrere Übertragungselemente
zu einem Datenübertragunskabel zusammengefaßt. Hierauf wird dann ein Gesamtschirm
und/oder ein Außenmantel aufgebracht.
[0043] Gemäß Anspruch 27 werden die Übertragungselemente vorzugsweise miteinander verdreht.
Eine solche Verdrehung erteilt dem einzelnen Übertragungselement eine In-sich-Verdrehung
gleicher Dralllänge und gleicher Drehrichtung wie die Miteinander-Verdrehung, falls
dieses bei der Verdrehung festgehalten wird. Wenn diese In-sich-Verdrehung unerwünscht
ist, kann gemäß Anspruch 28 bei der Miteinander-Verdrehung eine Rückdrehung der einzelnen
Übertragungselemente erfolgen.
[0044] Bei einer vollständigen Rückdrehung (d.h. einer Rückdrehung um 100%) kommt es zu
keiner In-sich-Verdrehung; es liegt nur eine Miteinander-Verdrehung vor. Gemäß Anspruch
29 wird eine In-sich-Verdrehung bei einigen der oder allen Übertragungselementen dadurch
erzielt, daß eine nicht vollständige oder eine übermäßige Rückdrehung gewählt wird.
[0045] Um das Übersprechen zwischen Übertragungselementen eines Datenübertragungskabels
zu minimieren, wird gemäß Anspruch 30 das Ausmaß der Rückdrehung bei einigen der oder
allen Übertragungselementen unterschiedlich gewählt. Beispielsweise kann ein Datenübertragungskabel
mit vier Paaren folgende Rückdrehungen aufweisen: Paar 1: 40%; Paar 2: 100%; Paar
3: 150%; Paar 4: 190%. Bei einer Dralllänge der Miteinander-Verdrehung von 15 cm ergeben
sich folgende Drallrichtungen und -längen für die In-sich-Verdrehung. Paar 1: +25
cm; Paar 2: keine Verdrehung; Paar 3: -30 cm; Paar 4: -16,7 cm. Vorzugsweise liegen
die Rückdrehungen im Bereich zwischen 20% und 200%.
[0046] Die Ausgestaltungen gemäß Anspruch 31 und 32 sind auf die Herstellung von Kabeln
mit mehreren Übertragungselementen gerichtet, die durch einen Außenmantel und einen
ggf. vorhandenen Gesamtschirm hindurch kontaktierbar sind. Zu diesem Zweck handelt
es sich bei den Übertragungselementen um unverdrehte Paarleitungen, deren Lage und
Orientierung längs des Kabels gleich bleibt. Gemäß Anspruch 31 wird aus den Übertragungselementen
ein Flachkabel gebildet, wobei die Paarleitungen zu dessen Flachseite orientiert werden.
Das heißt, die von jeweils einer Paarleitung aufgespannte Ebene liegt parallel zur
Flachseite des Flachkabels. Gemäß Anspruch 32 wird aus den Übertragungselementen ein
Rundkabel gebildet, wobei die Paarleitungen quer zur Radialrichtung des Kabels orientiert
werden.
[0047] Eines der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Datenübertragungskabel
mit einem oder mehreren Übertragungselementen in Form einer symmetrischen Paar- und/oder
Sternviererleitung einer Einbettung für die Leitung und einer Abschirmung zeichnet
sich dadurch aus, daß die Leiter direkt in der Einbettung eingebettet sind, die Einbettung
für die Beabstandung der Leiter untereinander sorgt und Leitung und Einbettung entweder
gemeinsam miteinander oder nicht verdreht sind (Anspruch 33).
[0048] Für eine einfache Anschließbarkeit des Kabels ist es gemäß Anspruch 34 bevorzugt,
daß die Leiter mit elektrisch nicht isolierter Oberfläche eingebettet sind, so daß
die Einbettung alleine für die Leiterisolierung sorgt.
[0049] Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen des Kabels gemäß Ansprüchen 35-39 wird auf
die obigen Ausführungen zum Herstellungsverfahren Bezug genommen.
[0050] Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und der angefügten Zeichnung
näher beschrieben. Auch Merkmale die nur zeichnerisch gezeigt, aber im Text nicht
ausdrücklich erwähnt sind, gehören zur Erfindung. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1:
- eine Querschnittsdarstellung eines Installationssystems mit einem, in eine Steckbuchse
eingesteckten Übertragungselement;
- Fig. 2:
- eine Figur 1 entsprechende Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels, bei dem
das Übertragungselement Verbindungsstifte aufweist;
- Fig. 3:
- eine Figur 1 entsprechende Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem zwei Steckbuchsen
zu einer Verbindungsmuffe zusammengefaßt sind;
- Fig. 4:
- eine Axialschnittdarstellung eines Installationssystems mit einer Anschlußvorrichtung
und einem angeschlossenem Übertragungselement in Form einer Paarleitung;
- Fig. 5:
- eine Figur 4 entsprechende Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit einem Übertragungselement
in Form eines Sternvierers wobei zwecks Veranschaulichung auch ein vor der Schnittebene
liegendes Paar von Kontaktelementen gezeichnet ist;
- Fig. 6:
- eine Axialschnittdarstellung eines Installationssystems mit einer Anschlußvorrichtung
zum Anschließen eines Flachkabels samt Kabel;
- Fig. 7:
- eine Axialschnittdarstellung eines Installationssystems mit einer Anschlußvorrichtung
zum Anschließen eines Rundkabels samt Kabel;
- Fig. 8:
- eine Anlage zur Herstellung eines Datenübertragungskabels mit eingebetteten Leitern;
- Fig. 9:
- ein mit dieser Anlage herstellbares Datenübertragungskabel mit direkt eingebetteten
Leitern.
[0051] In den Figuren sind funktionsähnliche Teile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
[0052] Ein Installationssystem gemäß Figur 1 umfaßt ein Datenübertragungskabel mit einem
Übertragungselement 1 und einer Steckbuchse 11.
[0053] Das Übertragungselement 1 weist zwei in konstantem Abstand verlaufende Leiter 2 gleichen
Durchmessers auf, bildet also eine symmetrische Paarleitung 3. Bei anderen (nicht
gezeigten) Ausführungsformen sind stattdessen vier Leiter vorgesehen, die - im Querschnitt
betrachtet - auf den Ecken eines Quadrats liegen und somit einen Sternvierer bilden.
Bei den Leitern 2 handelt es sich um massive Drähte, z.B. aus Kupfer mit leitender
Oberfläche. Sie sind direkt, d. h. ohne eigene Aderisolierung in einer Einbettung
4 eingebettet. Bei anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen sind die Leiter jeweils
mit einer Aderisolierung ausgerüstet. Bei dem Material der Einbettung 4 handelt es
sich um geschäumten oder ungeschäumten isolierenden Kunststoff auf Polyethylen- oder
Polypropylenbasis. Die Einbettung 4 hat außen die Form eines Kreiszylinders, in dem
mittig die Leitung 3 verläuft. Auf der Mantelfläche der Einbettung 4 ist eine ganzflächig
mit dieser verbundene, geschlossene Abschirmung 5 aufgebracht, hier eine ganzflächig
aufgeklebte Aluminiumfolie. Die Einbettung 4 hat die Funktion, die Leiter 2 in einem
bestimmten Abstand voneinander und zur Abschirmung 5 zu fixieren und zudem für deren
elektrische Isolierung zu sorgen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Übertragungselement
nicht verdreht; bei anderen (nicht gezeigten) ist es hingegen als ganzes in sich verdreht.
[0054] Das Übertragungselement 1 hat beispielsweise folgende Abmessungen: Der Durchmesser
der Leiter 2 beträgt 0,4 bis 1 mm, hier 0,64 mm. Ihr Abstand (von Mittelpunkt zu Mittelpunkt
gerechnet) beträgt 1 bis 2 mm, hier ein 1,4 mm. Der Außendurchmesser der Einbettung
4 beträgt 2 bis 4 mm, hier 3,0 mm. Der Gesamtdurchmesser beträgt 2,1 bis 4,5 mm, hier
3,2 mm. Das Übertragungselement 1 hat eine Standardimpedanz im Bereich von 75 bis
150 Ω, hier 100 Ω. Es ist vorzugsweise für die stationäre Gebäudeverkabelung ausgelegt,
kann aber alternativ als flexibles Anschlußkabel ausgebildet sein.
[0055] Um als Stecker für die Steckbuchse 11 dienen zu können, wird das Übertragungselement
1 folgendermaßen bearbeitet: Zunächst wird es quer zur Axialrichtung abgeschnitten.
Dann wird am Ende ein kurzes Stück (z.B. 5 mm) der Einbettung 4 samt Abschirmung 5
abgesetzt. Hierdurch stehen die Leiter 2 ein entsprechendes Stück frei aus der Einbettung
4 heraus und bilden Steckstifte.
[0056] Die Steckbuchse 11 weist eine Steckplatte 12 und eine Steckfassung 13 auf, welche
zusammen eine Aufnahme 14 für das in Axialrichtung eingesteckte Ende des Übertragungselements
1 bilden. Die Steckplatte 12 ist mit zwei (bei einem Sternvierer: vier) Verbindungsbuchsen
15 ausgerüstet, deren Abstand dem Leiterabstand entspricht. Sie sind dafür ausgelegt,
die freigelegten Enden der Leiter 2 zu kontaktieren, z.B. mit Hilfe von Federelementen.
Die Steckfassung 13 weist einen Innendurchmesser auf, der etwas größer als der Außendurchmesser
des Übertragungselements 1 ist. In der Steckfassung 13 ist ein ringförmig federnd
ausgebildeter Schirmabgriff 16 angeordnet, der beim Einstecken des Übertragungselements
1 die Abschirmung 5 nahezu längs des gesamten Umfangs kontaktiert. Eine mit dem Schirmabgriff
16 elektrisch verbundene Abschirmungsweiterführung 17 überdeckt rohrförmig den Steckbereich.
Eine Leitungsweiterführung 18 setzt die Leitung 2 hinter dem Steckbereich fort. Die
Steckplatte 12 und die Steckfassung 13 sind aus isolierendem Kunststoff gefertigt,
bei dem es sich z.B. um einen Hartkunststoff handeln kann. Die Steckbuchse 11 kann
z.B. Teil eines Verteilerfelds (patch panel) mit einer Vielzahl derartiger Buchsen
oder Teil einer Steckdose sein.
[0057] Die Anordnung von Verbindungsbuchsen 15 und Leitungsweiterführung 18 sowie von Schirmabgriff
16 und Abschirmungsweiterführung 17 ist so gewählt, daß die Impedanz im Steckbereich
und im Weiterführungsbereich im wesentlichen der Impedanz des Übertragungselements
1 entspricht. Im gezeigten Fall hat das Material von Steckplatte 12 und Steckplatte
13 eine größere Dielektrizitätskonstante als dasjenige der Einbettung 4, was zu einer
Kapazitätserhöhung im Steckbuchsenbereich führen würde. Um dies zu kompensieren, ist
die Abschirmungsweiterführung mit einem konisch nach außen zunehmenden Durchmesser
ausgestattet. Ein Impedanzsprung wird hierdurch vermieden.
[0058] Das Installationssystem gemäß Figur 2 entspricht demjenigen von Figur 1, jedoch sind
die freigelegten Enden der Leiter 2 mit hülsenartigen Verbindungsstiften 6 zum Einstecken
in die Verbindungsbuchsen 15 ausgerüstet. Die Verbindungsstifte 6 können beispielsweise
auf die Leiterenden aufgepreßt sein. Die Verbindungsbuchsen 15 weisen einen entsprechend
größeren Durchmesser auf. Die Ausrüstung mit den Verbindungsstiften 6 verleiht den
Leiterenden größere Stabilität im Rahmen des Steckvorgangs und ist daher insbesondere
für solche Steckverbindungen geeignet, die häufig gelöst und neu gesteckt werden.
[0059] Bei dem Installationssystem gemäß Figur 3, welches dem von Figur 1 entspricht und
auch mit Verbindungsstiften gemäß Figur 2 ausgerüstet werden kann, sind zwei Steckbuchsen
zu einer Verbindungsmuffe 11' vereinigt. Statt einer Steckplatte ist hier ein Muffenteil
12' vorgesehen, welches durchgehende Verbindungsbuchsen 15 und beidseitig je eine
Steckfassung 13 mit Schirmabgriff 16 aufweist. Die Abschirmungsweiterführung 17 verbindet
die beiden Schirmabgriffe 16; sie erweitert sich von beiden Seiten zunächst konisch
und verläuft im Mittelteil zylindrisch. Wie in Figur 3 gezeigt ist, können hiermit
zwei Übertragungselemente 1 ohne Impedanzsprung zu einer durchgehenden Leitung verbunden
werden.
[0060] Das Installationssystem gemäß Figur 4 wird durch eine Anschlußvorrichtung 21 und
ein Übertragungselement 1 gebildet, bei dem es sich wie in den Figuren 1 bis 3 um
eine abgeschirmte symmetrische Paarleitung 3 handelt. Im Unterschied zu den bisher
behandelten Ausführungsbeispielen sind die Leiter 2 nicht direkt in die Einbettung
4 eingebettet, sondern mit einer dünnen Aderisolierung 7 überzogen. Bei anderen (nicht
gezeigten) Ausführungsformen ist keine derartige Aderisolierung vorhanden.
[0061] Das Übertragungselement 1 ist außen mit einer längslaufenden, erhabenen und farblich
abgesetzten Markierung 8 ausgerüstet, welche sich in einer definierten Lage zu der
eingebetteten Paarleitung 3 befindet. Und zwar liegt sie hier am Schnittpunkt der
Mittensenkrechte auf der von der Paarleitung 3 aufgespannten Ebene mit dem Mantel
des Übertragungselements 1.
[0062] Die Anschlußvorrichtung 21 weist eine bettartige Aufnahme 22 mit elastisch federnden
Seitenwänden 23 auf. Diese sind in einer Höhe über einem Fußpunkt 24, die dem Radius
des Übertragungselements 1 entspricht, jeweils mit einer Vertiefung 25 ausgestattet.
Das Übertragungselement 1 wird durch die offene Seite der Aufnahme 22 eingesetzt und
eingedrückt, bis es unter elastischer Verformung der Aufnahme 22 in die Vertiefung
25 einrastet. Die Anschlußvorrichtung 21 ist zumindest im Bereich von Andruckflächen
nahe der Vertiefung 25 mit einer metallischen Oberfläche ausgerüstet, die bei eingelegtem
Übertragungselement 1 in Andruck mit dessen freigelegter Abschirmung 5 kommen und
somit Schirmkontakte 16' darstellen. Vorteilhaft sind die gesamten Innenwände der
Aufnahme 22 mit einer leitenden Oberfläche ausgerüstet, um ein zumindest dreiseitig
geschlossenes Abschirmgehäuse zu bilden.
[0063] Zum Kontaktieren der Leiter 2 sind stiftförmige Kontaktelemente 26 vorgesehen, die
durch aufsetzbare Führungen 27 in das Übertragungselement 1 eingedrückt werden und
dabei die Abschirmung 5 und die Einbettung 4 durchdringen, bis sie mit ihren jeweiligen
Kontaktende 28 den jeweiligen Leiter 2 kontaktieren. Das Kontaktende 28 ist hier eine
Anordnung zweier, zueinander weisender und aufeinander zulaufender Klemmschneiden
29. Die Kontaktelemente 26 sind in ihrem mittleren Bereich mit einer Kontaktelementisolation
30 ausgerüstet, welche Kurzschlüsse zwischen der Abschirmung 5 und den Leitern 2 im
eingedrückten Zustand vermeiden. Eine Abschirmungsweiterführung 17' schließt die offene
Seite der Aufnahme 22 abschirmmäßig ab und bildet ein rohrförmiges Abschirmgehäuse
für die Kontaktelemente 26 und eine (nicht gezeigte) Leitungsweiterführung. Die Schirmkontakte
16', die metallisch leitenden Seitenwände 23 und die Abschirmungsweiterführung 17'
sind so gestaltet, daß sich beim Übergang vom Übertragungselement 1 in die über die
Kontaktelemente 26 herausgeführte Leitung kein Impedanzsprung ergibt.
[0064] Die Aufnahme 22 ist an einer Stirnseite geschlossen, an der anderen hingegen offen
(nicht dargestellt). Die geschlossene Stirnseite dient als Anschlag für das Ende des
einzulegenden Übertragungselements 1. Sie definiert damit den Abstand der mit den
Kontaktelementen 26 herzustellenden Kontaktstelle vom Kabelende. Sie dient außerdem
zur elektrischen Abschirmung der offenen Stirnseite des Übertragungselements 1. Sie
weist hierzu eine mit dem Schirmkontakt 16' elektrisch verbundene metallische Schirmplatte
auf, deren zum Kabel weisende Oberfläche zur Vermeidung von Kurzschlüssen mit den
Leitern 2 eine isolierende Oberfläche hat. Im übrigen treffen die Ausführung zu den
Ausführungsbeispielen von Figuren 1 bis 3 auch auf das Installationssystem von Figur
4 zu.
[0065] Das Installationssystem gemäß Figur 5 entspricht weitgehend demjenigen von Fig. 4,
jedoch handelt es sich bei dem Übertragungselement 1 um eine Sternviererleitung 3'.
Zum Kontaktieren des zusätzlich vorhanden Leiterpaars ist hier ein weiteres Paar Kontaktelemente
26' vorgesehen, welches gegenüber dem ersten Paar 26 mit einer entsprechenden Führung
27' um 90° verdreht und axial versetzt angeordnet ist. Entsprechend ist auch eine,
um 90° gedreht angeordnete zweite Abschirmungsweiterführung 17' vorgesehen.
[0066] Das Installationssystem von Figur 6 dient zum Anschließen einer oder mehrerer Übertragungselemente
1, die Teil eines Flachkabels 31 sind, ohne daß hierzu ein äußerer Mantel 32 noch
ein Gesamtschirm 33 entfernt werden müßte. Innerhalb des äußeren Mantels 32 und des
Gesamtschirms 33 verlaufen in einer Ebene nebeneinander mehrere - hier vier - Übertragungselemente
1 mit jeweils einer Paarleitung 3. Letztere sind so orientiert, daß die von ihnen
aufgespannte Ebene parallel zur Flachseite des Flachkabels 31 verläuft. Die Kontaktierung
der Leiter 2 erfolgt von der Flachseite her wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß
Figuren 4 und 5, mit der Maßgabe, daß die Kontaktelemente 26'' ausreichend lang ausgebildet
sind, um auch den äußeren Mantel 32 und den Gesamtschirm 33 durchdringen zu können.
[0067] Der Schirmabgriff 16'' ist hier durch Schirmkontaktstifte 34 realisiert, welche außen
am Flachkabel 31 jeweils zwischen und neben den einzelnen Übertragungselementen 1
angesetzt und durch den äußeren Mantel 32 und den Gesamtschirm 33 gedrückt werden
und letzteren hierbei kontaktieren. Da der Gesamtschirm 33 auf den Einzelabschirmungen
5 der Übertragungselemente 1 aufliegt und so in elektrischer Verbindung mit diesem
steht, werden hierdurch auch die Einzelabschirmungen 5 kontaktiert. Wie bei den Ausführungsbeispielen
der Figuren 3 und 4 ist für jede der angeschlossenen Paarleitungen 3 eine Abschirmungsweiterführung
17'', die mit dem Schirmabgriff 16'' verbunden ist, vorgesehen. Im übrigen treffen
die Ausführungen zu den Figuren 1 bis 5 auch auf das Ausführungsbeispiel von Fig.
6 zu, insbesondere was das Fehlen eines Impedanzsprungs, den Endanschlag, die stirnseitige
Abschirmung des Kabels, etc. betrifft.
[0068] Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 gleicht weitgehend dem von Fig. 6, beruht aber
statt auf einem Flachkabel auf einem Rundkabel 31', welches wiederum mehrere Übertragungselemente
1 in Form abgeschirmter nicht verdrehter Paarleitungen 3 aufweist. Die Kontaktierung
dieser Leitungen 3 erfolgt jeweils parallel zur Radialrichtung (bezogen auf den Mittelpunkt
des jeweiligen Übertragungselements 1). Zu diesem Zweck sind die Paarleitungen 3 innerhalb
des Rundkabels 31' so orientiert, daß die von Ihnen jeweils aufgespannte Ebene senkrecht
zu der genannten Radialrichtung verläuft. Auch Schirmkontaktstifte 34' und Abschirmungsweiterführungen
17'' verlaufen radial nach außen.
[0069] Figur 8 veranschaulicht eine Herstellungsanlage für ein in Figur 9 gezeigtes Datenübertragungskabel
32'. Ein erster Anlagenteil 41 zur Herstellung eines Übertragungselements 1 wird einerseits
durch Abwickelvorrichtungen 42 für die Leiterdrähte 2 und andererseits eine Aufwickelvorrichtung
43 für das fertige Übertragungselement 1 begrenzt. Die beiden Wickelvorrichtungen
42, 43 erzeugen die nötige Spannung sowie den nötigen Vorschub. Die beiden Leiter
2 werden durch eine Drahtführung 44 in einem Abstand voneinander geführt, der etwas
größer als der Sollabstand der Leiter 2 im fertigen Übertragungselement 1 ist. Es
können Leiter 2 mit oder ohne Aderisolierung verwendet werden. Anschließend erfolgt
in eine Einspritzkammer 45 die Einführung von thermoplastischem Einbettungskunststoff
(z.B. Schaum-PE), der sich über seiner Plastifizierungstemperatur befindet. Durch
Zuführen des Kunststoffs werden die Leiter 2 etwas zusammengerückt, entsprechend dem
späteren Sollabstand. Dann erfolgt der Austritt der Leiter 2 samt Einbettungskunststoff
aus einer Extrusionsöffnung 46, deren Weite den Solldurchmesser des Übertragungselements
1 (noch ohne Abschirmung) entspricht. Anschließend wird ein Wasserbad 47 zur Kühlung
des Einbettungskunststoffs durchlaufen, so daß dieser erstarrt. Schließlich wird bei
48 die Abschirmung 5 durch ganzflächiges Aufkleben einer Alufolie hergestellt.
[0070] In einem zweiten Teil 49 der Herstellungsanlage erfolgt in einer Verseilmaschine
50 die Verseilung von mehreren (hier vier) Übertragungselementen 1 zu einem Kabel
31''. Zur Erzielung unterschiedlicher In-sich-Verdrehungen wird hier für jedes der
einzelnen Übertragungselemente 1 eine unterschiedliche Rückdrehung gewählt. Anschließend
wird das so gebildete Verseilelement bei 51 mit einem Gesamtschirm 33, z.B. einem
Geflechtschirm sowie bei 52 mit einem Außenmantel 32 überzogen.
[0071] Figur 9 zeigt ein mit dieser Anlage hergestelltes Kabel 31'' mit verdrehten Paarleitungen
3 mit direkt (d.h. ohne Aderisolierung) eingebetteten Leitern 2. Die unterschiedlichen
Verdrehungen sind durch Pfeile angedeutet. Hinsichtlich der Einzelheiten wird auf
die obigen Ausführungen zu Figur 8 Bezug genommen.
[0072] Insgesamt erlaubt die Erfindung eine deutliche Verringerung von Installationszeit
und -aufwand. Beispielsweise erlaubt ein Installationssystem mit Steckbuchsen gemäß
Figur 1 und Datenübertragungskabeln gemäß Figur 9 eine Verkürzung der Installationszeit
pro Anschluß auf ungefähr 1 Minute. Entsprechendes gilt für die Installationssysteme
gemäß Figuren 4 bis 7.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0073]
- 1
- Übertragungselement
- 2
- Leiter
- 3
- Paarleitung
- 3'
- Sternviererleitung
- 4
- Einbettung
- 5
- Abschirmung
- 6
- Verbindungsstift
- 7
- Aderisolierung
- 8
- Markierung
- 11
- Steckbuchse
- 11'
- Verbindungsmuffe Fig. 3
- 12
- Steckplatte
- 12'
- Muffenteil Fig. 3
- 13
- Steckfassung
- 14
- Aufnahme
- 15
- Verbindungsbuchse
- 16
- Schirmabgriff
- 16'
- Schirmkontakt
- 16''
- Schirmkontakt
- 17
- Abschirmungsweiterführung
- 17'
- Abschirmungsweiterführung
- 17''
- Abschirmungsweiterführung
- 18
- Leitungsweiterführung
- 21
- Anschlußvorrichtung
- 22
- Aufnahme
- 23
- Seitenwand
- 24
- Fußpunkt
- 25
- Vertiefung
- 26
- Kontaktelement
- 26'
- Kontaktelement
- 27
- Führung
- 28
- Kontaktende
- 29
- Klemmschneide
- 30
- Kontaktelementisolation
- 31
- Flachkabel
- 31'
- Rundkabel
- 31''
- Datenübertragungskabel
- 32
- Außenmantel
- 33
- Gesamtschirm
- 34
- Schirmkontaktstift
- 34'
- Schirmkontaktstift
- 41
- Querstellungsanlage, erster Teil
- 42
- Abwickelvorrichtung
- 43
- Aufwickelvorrichtung
- 44
- Drahtführung
- 45
- Einspritzkammer
- 46
- Extrusionsöffnung
- 47
- Kühleinrichtung
- 48
- Vorrichtung zum Aufbringen der Abschirmung
- 49
- Herstellungsanlage, zweiter Teil
- 50
- Verseilmaschine
- 51
- Vorrichtung zum Aufbringen des Gesamtschirms
- 52
- Vorrichtung zum Aufbringen des Außenmantels
1. Steckbuchse zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem Übertragungselement (1)
eines Datenübertragungskabels (32, 32', 32'') in Form einer abgeschirmten symmetrischen
Paar- oder Sternviererleitung (3, 3'), die in einer Einbettung (4) eingebettet ist,
wobei das Übertragungselement (3, 3') selbst als Stecker dient, und die Steckbuchse
(11, 11') Verbindungsbuchsen (15) aufweist, in welche die von der Einbettung (4) freigelegten
Enden der Leitung (3, 3') direkt oder mit Verbindungsstiften (6) versehen einsteckbar
sind.
2. Steckbuchse nach Anspruch 1, welche mit einer Abschirmungsweiterführung (17, 17')
ausgerüstet ist.
3. Steckbuchse nach Anspruch 2, bei welcher der Abstand der Verbindungsbuchsen (15) voneinander
und von der Abschirmungsweiterführung (17) so gewählt ist, daß die Impedanz der Leitung
im Bereich der Steckbuchse (11, 11') im wesentlichen der Impedanz der Leitung (3,
3') im Übertragungselement (1) gleicht.
4. Steckbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche eine zum Einstecken eines Endes
des Übertragungselements (1) geeignete Aufnahme (14) aufweist.
5. Steckbuchse nach Anspruch 4, welche so ausgebildet ist, daß beim Einstecken des Übertragungselements
(1) in die Aufnahme (14) die Abschirmung (5) kontaktiert wird.
6. Anschlußvorrichtung für wenigstens ein Übertragungselement (1) eines Datenübertragungskabels
(31, 31', 31'') in Form einer abgeschirmten symmetrischen Paar-oder Sternviererleitung
(3, 3'), die in einer Einbettung (4) eingebettet ist, wobei die Anschlußvorrichtung
(21) folgendes aufweist:
- Kontaktelemente (26, 26') zum Durchstechen zumindest der Einbettung (4) und zum
Kontaktieren der Leiter (2) der Leitung (3, 3');
- Führungen (27), durch welche die Kontaktelemente (26, 26') quer zur Axialrichtung
des Übertragungselements (1) geführt werden;
- eine Abschirmungskontaktierung (16', 16''); und
- eine Abschirmungsweiterführung (17', 17''), welche die Kontaktelemente (26, 26')
und/oder hieran anschließende Verbindungsleiter wenigstens teilweise umschließt.
7. Anschlußvorrrichtung nach Anspruch 6, bei welchen die Kontaktelemente (26, 26') zum
Durchstechen auch der Abschirmung (5) des Übertragungselements (1) und ggf. eines
Gesamtschirms (33) wenigstens in ihrem mittleren Bereich isoliert sind, um Kurzschlüsse
zwischen Leiter (2) und Abschirmung (5) bzw. Gesamtschirm (33) zu vermeiden.
8. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher die Führungen (27) in verschiedenen
Richtungen und gegebenenfalls axial versetzt angeordnet sind.
9. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, welche zum abisolierfreien Anschließen
eines einzelnen Übertragungselements (1) ausgebildet ist.
10. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, welche zum abisolierfreien Anschließen
des Datenübertragungskabels (31, 31') eingerichtet sind, und hierzu die Kontaktelemente
(26') zum Durchstechen auch einer äußeren Kabelabschirmung (33) und/oder eines äußeren
Kabelmantels (32) ausgebildet sind.
11. Anschlußvorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 10, bei welcher zum Anschließen
eines Datenübertragungskabels (31, 31') die Abschirmungskontaktierung (16'') zum Durchstechen
einer äußeren Kabelabschirmung (33) und/oder eines äußeren Kabelmantels (32) eingerichtet
ist.
12. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, welche zum abisolierfreien Anschluß
eines Flachkabels (31) mit mehreren, in einer Ebene nebeneinander angeordneten Übertragungselementen
(1) ausgebildet ist.
13. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, welche zum abisolierfreien Anschluß
eines Rundkabels (31') mit mehreren, längs des Kabelumfangs angeordneten Übertragungselementen
(1) angeordnet ist.
14. Anschlußvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, bei welchem die Kontaktelemente
(26, 26') und die Abschirmungsweiterführung (17') so ausgebildet sind, daß die Impedanz
im Bereich der Anschlußvorrichtung (21) im wesentlichen derjenigen im Übertragungselement
(1) gleicht.
15. Anschlußvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, welche zur Aufnahme eines Endes
des Übertragungselements (1) bzw. Datenübertragungskabels (31, 31', 31'') eingerichtet
ist, so daß die Kontaktierung in einem definierten Abstand zu dem Ende erfolgt.
16. Anschlußvorrichtung nach Anspruch 15, welche eine Abschirmung für das stirnseitig
offene Ende des Übertragungselements (1) bzw. Datenübertragungskabels (31, 31', 31'')
aufweist.
17. Installationssystem, gebildet durch ein Datenübertragungskabel (31, 31', 31'') mit
einem oder mehreren Übertragungselementen (1) in Form einer abgeschirmten symmetrischen
Paar- und/oder Sternviererleitung (3, 3') , die in einer Einbettung (4) eingebettet
ist, und eine Steckbuchse (11, 11') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
18. Installationssystem nach Anspruch 17, wobei das Datenübertragungskabel (31, 31', 31'')
nach einem der Ansprüche 33 bis 39 ausgebildet ist.
19. Installationssystem, gebildet durch ein Datenübertragungskabel (31, 31', 31'') mit
einem oder mehreren Übertragungselementen (1) in Form einer abgeschirmten symmetrischen
Paar- und/oder Sternviererleitung (3, 3'), die in einer Einbettung (4) eingebettet
ist, und eine Anschlußvorrichtung (21) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 14.
20. Installationssystem nach Anspruch 19, wobei das Datenübertragungskabel (31, 31', 31'')
nach einem der Ansprüche 33 bis 39 ausgebildet ist.
21. Verfahren zum Herstellen eines Datenübertragungskabels (31, 31', 31'') mit einem oder
mehreren Übertragungselementen (1) in Form einer symmetrischen Paar- oder Sternviererleitung
(3, 3'), mit folgenden Schritten:
a) Führen der Leiter (2) der Paar- bzw. Sternviererleitung (3, 3') ohne Verdrehung
und in einem bestimmten Abstand voneinander, der größer als der Berührabstand ist,
mit Hilfe einer Drahtführung (44) ;
b) Einbetten der Leiter (2) in im plastischen Zustand befindlichen Kunststoff;
c) Herausführen der Leiter (2) mit dem EinbettungsKunststoff aus einer Extrusionsöffnung
(46);
d) Härten des Einbettungskunststoffs;
e) Aufbringen einer Abschirmung (5).
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Härten durch Kühlen des Einbettungskunststoffs
nach dem Austritt aus der Extrusionsöffnung (46) erfolgt.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Abschirmung (5) so aufgebracht wird,
daß sie ganzflächig mit der Oberfläche der Einbettung (4) verbunden ist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei der durch die Drahtführung (44)
vorgegebene Abstand der Leiter (2) kleiner oder größer gewählt wird, als deren Soll-Abstand
im fertigen Übertragungselement (1) ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei das Übertragungselement (1) nach
dem Schritt d) oder e) in sich verdreht wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei mehrere Übertragungselemente (1)
in einem Datenübertragungskabel (31, 31', 31'') zusammengefaßt werden und auf dieses
eine allumfassende Abschirmung (33) und/oder ein Außenmantel (32) aufgebracht wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei mehrere Datenübertragungselemente (1) miteinander
verdreht werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei bei der Miteinander-Verdrehung eine Rückdrehung
der einzelnen Übertragungselemente (1) erfolgt.
29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei eine In-sich-Verdrehung einiger der oder aller Übertragungselemente
(1) dadurch erzielt wird, daß eine nicht vollständige oder eine übermäßige Rückdrehung
gewählt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, wobei das Ausmaß der Rückdrehung bei einigen der
oder allen Übertragungselementen (1) unterschiedlich gewählt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 26, wobei aus den mehreren unverdrehten Übertragungselementen
(1) mit je einer Paarleitung (3) ein Flachkabel (31) gebildet wird, wobei die Paarleitungen
(3) zur Flachseite des Flachkabels (31) orientiert werden.
32. Verfahren nach Anspruch 26, wobei aus mehreren unverdrehten Übertragungselementen
(1) mit je einer Paarleitung (3) ein Rundkabel (31') gebildet wird, wobei die Paarleitungen
(3) quer zur Radialrichtung des Kabels (31') orientiert werden.
33. Datenübertragungskabel mit einem oder mehreren Übertragungselementen (1) in Form einer
symmetrischen Paar- und/oder Sternviererleitung (3, 3'), einer Einbettung (4) für
die Leitung (3, 3') und einer Abschirmung (5), wobei die Leiter (2) der Paar- bzw.
Sternviererleitung (3, 3') direkt in der Einbettung (4) eingebettet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einbettung (4) für die Beabstandung der Leiter (2) untereinander
und zur Abschirmung (5) sorgt, und daß die Leitung (3, 3') zusammen mit der Einbettung
(4) verdreht ist, oder daß die Leitung (3, 3') und die Einbettung (4) nicht verdreht
sind.
34. Datenübertragungskabel nach Anspruch 33, bei welchem die Leiter (2) mit elektrisch
nicht isolierter Oberfläche in die Einbettung (4) eingebettet sind, so daß diese alleine
für die Isolierung der Leiter (2) sorgt.
35. Datenübertragungskabel nach Anspruch 33 oder 34, welches mehrere Übertragungselemente
(1) sowie eine allumfassende Abschirmung (33) und/oder einen Außenmantel (32) aufweist.
36. Datenübertragungskabel nach Anspruch 35, bei welchem einige oder alle Übertragungselemente
(1) in sich verdreht sind, und die Dralllänge der In-sich-Verdrehung zumindest bei
einigen dieser Übertragungselemente (1) voneinander verschieden sind.
37. Datenübertragungskabel nach Anspruch 35 oder 36, bei welchem die Übertragungselemente
(1) miteinander verdreht sind.
38. Datenübertragungskabel nach Anspruch 35, welches die Form eines Flachkabels (31) mit
unverdrehten Paarleitungen (3) als Übertragungselemente (1) hat, die zur Flachseite
des Flachkabels (31) orientiert sind.
39. Datenübertragungskabel nach Anspruch 35, welches die Form eines Rundkabels (31') mit
unverdrehten Paarleitungen (3) als Übertragunselemente (1) hat, die quer zur Radialrichtung
des Kabels (31') orientiert sind.