[0001] Die Erfindung betrifft ein konfektionierbares Datenkabel mit 4 Adernpaaren und einem
Kabelmantel, wobei jeweils zwei Adern (1, 1 a; 2, 2a; 3, 3a.....4, 4a) miteinander
zu Adernpaaren verdrillt sind, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
[0002] Datenkabel mit einer geradzahligen Anzahl von Leiterpaaren sind an sich bekannt und
bestehen meist aus paarig miteinander verdrillten leitfähigen Einzelelementen - bspw.
Kupferadern. Durch jede Ader können im Bedarfsfalle Daten über das Datenkabel übertragen
werden. Hierzu umfassten die bekannten Kabel eine geradzahlige Anzahl von Adernpaaren,
von denen jeweils ein Paar zu einem Einzelelement untereinander verdrillt ist sowie
eine dies von den anderen elektrischen Leitern elektrisch trennende Isolation auf.
Die Isolation ist, wie im Kabelgebiet üblich, verschieden gefärbt, um bei der Installation
die Leiter verfolgen zu können.
[0003] Verdrillung bezeichnet das gegeneinander Verwinden und das schraubenförmige Umeinanderwickeln
von Fasern oder Drähten. Bei der Verdrillung von Drähten; z.B. in der Fernmeldetechnik,
spricht man auch von "Verseilung".
[0004] In der Fernmeldetechnik wird die Verseilung zur Verminderung der Übersprechkopplung
eingesetzt. Das wesentliche Maß bei der Verseilung ist der Drall - auch Dralllänge,
Drallschritt oder Schlaglänge genannt. Der Drall ist die Ganghöhe oder Steigung der
Schraubenlinie, die sich bei der Verseilung der Drähte ergibt und hat Einfluss auf
die vier Leitungskonstanten Widerstand, Kapazität, Induktivität und Ableitung hat.
Durch die Verseilung werden die Einzeladern länger als das Kabel selbst. Der Verseilungsfaktor
gibt das Verhältnis Einzeladerlänge zu Kabellänge an. Häufig eingesetzte Verseilungsarten
sind:
Paarverseilung: Zwei Einzeladern sind zu einem Adernpaar (Doppelader) verseilt.
Dreierverseilung: Drei Einzeladern sind zu einer Dreiergruppe verseilt.
Viererverseilungen:
- a) Sternverseilung: Vier Einzeladern haben an jeder Stelle des Seils die gleiche Lage
zueinander, wobei sich die Adern eines Adernpaares (Doppelader) einander diagonal
gegenüberstehen.
- b) Dieselhorst-Martin-Verseilung (DHM): Zwei jeweils paarverseilte Adernpaare (Doppelader)
sind wiederum miteinander verseilt. Dabei haben die beiden Doppeladern unterschiedliche
Dralllängen, sodass die beiden Doppeladern an jeder Stelle des Seils eine andere Lage
zueinander haben. Das führt zu einem größeren Platzbedarf als beim Sternvierer, etwa
15%..
- c) SZ-Verseilung, bei dieser Verseilung ändert sich die Schlagrichtung der Verseilung.
[0005] Die Verseilungsarten führen zu unterschiedlichen Übertragungseigenschaften. Wesentlich
wirkt sich die Kapazität einer Verseilung aus. So verlaufen zum Beispiel bei der Sternverseilung
die zwei Adernpaare eines Vierers über die gesamte Kabellänge parallel. Zwischen den
Adernpaaren bildet sich dadurch eine wesentlich höhere Kapazität als bei der Dieselhorst-Martin
(DM)-Verseilung, bei der sich die Lage der Adernpaare zueinander im Kabelverlauf fortlaufend
ändert.
[0006] In vorliegendem Zusammenhang beschreibt der Begriff "verseilt" jede Form von Verseilung
bzw. Verdrillung von mindestens zwei sich längserstreckenden Anordnungen, bei welcher
die Schlagrichtung entlang des Kabels gleich bleibt oder sich ändert. Im Umfang dieser
Anmeldung wird unter "verseilt" auch paralleles Einlaufen der Adernpaare verstanden.
Ein derartig verseiltes Kabel kann somit eine Verseilung mit regelmässig bzw. unregelmässig
aufeinanderfolgenden Richtungswechselstellen aufweisen oder parallel einlaufende Leitungen.
[0007] Die Verdrillung gibt die Verdrehung des Querschnittes eines auf Torsion beanspruchten
Stabes auf die Länge bezogen an (Verdrehwinkel/Stablänge). Sie wird auch als relativer
Verdrehwinkel bezeichnet.
[0008] Hier wird unter "Datenkabel" ein Kabel verstanden, das bei Frequenzen von über 1
MHz bzw. bei über 5 MHz, vorzugsweise bei über 10 MHz, Daten übertragen kann. Typische
Betriebsfrequenzen belaufen sich bei derartigen Datenkabeln momentan zwischen 100
Hz und 1000 MHz.
[0009] Bisher war es problematisch, eine gerade Anzahl von Adernpaaren aufweisende Datenkabel
automatisch zu konfektionieren, da bei den bekannten Adernanordnungen die Adernanordnung
eines Kabelendes spiegelbildlich zum anderen Kabelende war. Um eine automatische Konfektionierbarkeit
derartiger Datenkabel zu erreichen, mußten beim Stand der Technik zwei verschiedene
Konfektionierungsautomaten vorgesehen werden, um der unterschiedlichen Anordnung der
Adern an den verschiedenen Kabelenden zu genügen bzw. die Paare vor dem Einführen
in das Steckerinnere zueinander, zusätzlich verdreht (ausgekreuzt) werden. Letzteres
Auskreuzen wirkt sich negativ auf die elektrischen Parameter des Kabels aus und benötigt
zusätzlich Zeit.
[0010] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Datenkabel bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines
Datenkabels bereitzustellen, bei welchem die automatische Konfektionierbarkeit, auch
durch Automaten, gewährleistet ist.
[0011] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kabel mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst. Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruches 7. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
[0012] Ein erfindungsgemäss hergestelltes Datenkabel hat den Vorteil, daß nun bei jeweils
vorherbestimmten Bruchteilen einer Schlaglänge - bei parallel verlaufenden Verseilelementen
stets - die gleiche Adernanordnung auftritt.
[0013] Diese identische Adernanordnung hat den Vorteil, daß beide Kabelenden mit dem gleichen
Konfektionierungsautomaten und identischen Steckern verarbeitet/konfektioniert werden
kann und dadurch bei der Herstellung der konfektionierten Kabel eine vollständige
Konfektionseinheit gegenüber dem herkömmlichen Verfahren eingespart werden kann.
[0014] Die Adern der Einzelelemente sind untereinander paarweise verdrillt. Ein auf diese
Weise hergestelltes Einzelelement ist verhältnismässig kostengünstig, denn das Verdrillen
der verdrillten Adernpaare zu den Elementen ist in einfacher Weise mit herkömmlichen
Automaten möglich.
[0015] Bevorzugt ist die Kabelanordnung mit einem Mantel geschützt, der Markierungen über
dem vorherbestimmten Bruchteil Schlaglänge aufweist. Diese Markierungen können so
angebracht sein, daß sie von Automaten abgelesen und dort entsprechend abgelängt werden
können. Bei Trennung des Kabels nach dem vorherbestimmten Anteil der Schlaglänge wird
die gleiche Konfiguration der Adern angetroffen. Dies bedeutet, daß für die Konfektionierung
keine spiegelbildlich konfektionierenden Konfektionsautomaten eingesetzt werden müssen,
sondern mit einem einzigen Automaten beide Enden konfektioniert werden können. Gegenüber
herkömmlichen Kabeln ist die Konfektion daher erheblich einfacher und mit geringerem
Maschinenaufwand möglich. Des weiteren wird die Symmetrie der Kabel nicht aufgehoben.
[0016] Bevorzugt weist das Datenkabel mitverseilte Stützelemente auf, um die Stabilität
desselben zu verbessern.
[0017] Bei Datenkabeln ist es sinnvoll, dass wenigstens ein Einzelelement (1,1a.... 4, 4a)
einzeln abgeschirmt ist. Eine derartige Abschirmung kann bspw. eine Folie umfassen.
[0018] Ein erfindungsgemäßes Datenkabel kann hergestellt werden, indem die Adern zunächst
paarweise zu vier Aderpaaren oder Einzelelementen (5 bis 8) verdrillt, danach jeweils
zwei verdrillte Adernpaare zu einem vier Adern aufweisenden Verseilelement (10, 12)
verdrillt und anschliessend die Verseilelemente (10, 12) verseilt werden oder aber
unverseilt zueinander liegen.
[0019] Bevorzugt ist, dass sowohl wenigstens die Einzelelemente oder Adernpaare (5 bis 8)
selbst einfach verdrillt als auch die verdrillten Adernpaare zu Verseilelementen (10,
12) in einem Arbeitsgang verseilt werden.
[0020] Dabei kann es günstig sein, dass die Verseilelemente mit Haltewendel oder Kreuzwendel
stabilisiert werden. Vorzugsweise sind die Verdrilllängen der Adern in den einzelnen
Einzelelemente und die Schlaglängen der Einzelelemente untereinander aufeinander abgestimmt,
um ein Übersprechen nach Möglichkeit zu vermeiden..
[0021] Die Stabilität des Verseilverbundes kann dadurch erhöht werden, dass das Datenkabel
mitverseilte Stützelemente beinhaltet. Dadurch kann auch unabhängig von den Schlaglängen
der Einzelelemente eine genaue Positionierung der Einzelelemente untereinander gewährleistet
werden.
[0022] Um die Gefahr gegenseitiger Störungen des Datenverkehrs, wie Übersprechen, zu reduzieren,
können die Einzelelemente/Adernpaare auch einzeln abgeschirmt sein. Als Abschirmung
kann jede geeignete Abschirmung zur Anwendung kommen. Insbesondere bewährt sich hierbei
ein metallischer Schirm, der beispielsweise eine mitlaufende Folie umfassen kann.
Diese Folie kann bandiert, oder längslaufend, das heisst mit einer parallelen Überlappungskante,
vorgesehen sein.
[0023] Die Herstellung des Datenkabels vereinfacht sich, wenn sowohl wenigstens ein Einzelelement
als auch das Datenkabel selbst in einem Arbeitsgang verseilt werden. Auf diese Weise
können Transportvorgänge, bei welchen ein verseiltes Einzelelement aufgewickelt und
an einer nachfolgenden Station zur Herstellung des Datenkabels wieder abgewickelt
werden, vermieden werden. Darüber hinaus lässt sich die Gefahr einer Überbeanspruchung
des Einzelelementes, bevor dieses zu einem festen Verseilverbund in einem Datenkabel
zusammengefügt und gesichert wird, vermeiden, so dass sich durch diese Verfahrensführung
auch die Qualität des Datenkabels verbessert.
[0024] Wie bereits weiter oben beschrieben, zeichnet sich das erfindungsgemässe Datenkabel
bzw. das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren auch dadurch aus, dass es besonders
schonend die Einzelelemente untereinander verseilt und konfektioniert. Dementsprechend
schlägt die Erfindung vor, dass auch Verseilverfahren an sich, obwohl es schon verhältnismässig
schonend ist, von der Verfahrensseite derart durchgeführt wird, dass die Einzelelemente
während des Verseilvorganges möglichst geschont werden, wenn die Einzelelemente durch
wenigstens zwei phasenversetzt angetriebene Verseilführungen, von denen gegebenenfalls
eine ständig stillgehalten wird, miteinander verseilt werden, wie dieses bei sämtlichen
Verseileinrichtungen und insbesondere auch bei Verseileinrichtungen der Fall ist.
[0025] Dementsprechend können, um Überbeanspruchungen der Einzelelemente zu vermeiden, die
Verseilführungen der Verseilmaschine wenigstens ein Führungselement mit einer Führungsfläche,
die senkrecht zur Laufrichtung des jeweiligen Einzelelementes biegeelastisch ausgebildet
ist, umfassen. Kumulativ bzw. alternativ hierzu kann die Führungslänge, entlang welcher
die Einzelelemente wenigstens an einer Verseilführung geführt werden, mindestens 5
% des Abstandes der Verseilführungen untereinander betragen, um punktuell auftretende
Belastungen der Einzelelemente zu vermeiden. Insbesondere können die Einzelelemente
durchgehend zwischen den Verseilführungen geführt werden. Letzteres kann z. B. durch
elastische Rohre verschiedener Materialien, wie z. B. Kunststoff oder Metall, bzw.
Federrohre oder Kunststoffrohre, die zwischen den Verseilführungen angeordnet sind,
bewerkstelligt werden, wobei hierdurch quasi eine durchgehende Verseilführung, welche
besonders schonend für die Einzelelemente ist, bereitgestellt wird.
[0026] Zur Stabilisierung des Verseilverbandes kann eine Stabilisierungswendel oder Kreuzwendel
vorgesehen sein. Typischerweise beträgt eine Wendelschlaglänge maximal 50 %, insbesondere
20 %, der Verseilschlaglänge.
[0027] Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden in der
nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung, welche eine bevorzugte
Ausführungsform darstellt, erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemässes Datenkabel im Querschnitt; und
Fig. 2 schematisch ein erfindungsgemäßes Datenkabel im Längsschnitt;
Fig. 3 ein konfektioniertes Datenkabel mit 2 Steckelementen an seinen Enden;
Fig. 4 eine Verseilung der Verseilelemente mit gleicher Schlaglänge, wobei jeweils
um eine Schlaglänge versetzt identische Adernanordnungen auftreten;
Fig. 5 die Verseilung der Verseilelemente mit gleicher Schlaglänge, jeweils um eine
viertel Wellenlänge versetzt; wobei dann nach einer Schlaglänge identische Anordnungen
auftreten; und
Fig. 6 eine Verseilung der Verseilelemente mit unterschiedlicher Schlaglänge, wobei
eine Schlaglänge ein Vielfaches der anderen Schlaglänge ist.
[0028] Das in den Fig.1 bis 3 dargestellte Datenkabel 50, ein acht Adern (1, 1a..... 4,
4a) aufweisendes Datenkabel, umfasst vier Einzelelemente 5 bis 8, die aus jeweils
zwei miteinander mit gleicher Schlaglänge verseilten Adern 1, 1a; 2, 2a .....4, 4a
(exemplarisch beziffert) gebildet sind. Jede Ader besteht aus einem Leiter und einer
Isolation, die in üblicher, dem Fachmann bekannter Weise, ausgebildet sind.
[0029] Diese Einzelelemente 5 bis 8 sind jeweils paarig untereinander zu Verseilelementen
10, 12 verseilt.
[0030] Die verseilten Adern 1 und 1a; 2 und 2a; 3 und 3a, bzw. 4 und 4a jedes Verseilelements
5 bis 8 sind jeweils von einer Abschirmfolie 9 umgeben, die in vorliegendem Ausführungsbeispiel
bandiert mit einem üblichen Überlappungsgrad ausgebildet ist. Ferner sind auch die
Adern 1 bis 4a untereinander verdrillt. Hierbei ist die Schlaglänge der jeweiligen
Adern 1 bis 4a untereinander sowie der Einzelelemente 5 bis 8 derart aufeinander abgestimmt,
dass Interferenzen nach Möglichkeit vermieden werden.
[0031] Das Kabel ist darüber hinaus von einer nicht dargestellten Gesamtabschirmung sowie
einem sichernden Kunststoffmantel 30 mit Markierungen umgeben.
[0032] In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Datenkabel mit abgenommenem Mantel schematisch
gezeigt. Deutlich sieht man, dass die Verseilschlaglängen der beiden parallel in das
Kabel einlaufenden Verseilelemente gleich sind, was dazu führt, dass an Stellen um
jeweils eine Schlaglänge versetzt identische Konfigurationen der Adern auftreten.
[0033] Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Verseilung der Verseilelemente im Datenkabel
bei abgenommenem Kabelmantel. Hier ist die Verseilschlaglänge beider Verseilelemente
gleich, diese sind im Datenkabel aber um eine viertel Wellenlänge zueinander verschoben,
woraus auch dann ein Auftreten identischer Adernkonfigurationen alle ganzen Verseilschlaglängen
resultiert.
[0034] Fig. 6 wiederum zeigt eine Anordnung, bei der das eine Verseilelement eine halb so
große Verseilschlaglänge wie das zweite Verseilelement hat. Daraus resultierend finden
sich identische Adernanordnungen jeweils nach dem gemeinsamen Nenner der beiden Verseilelementschlaglängen,
hier der einer Wellenlänge der größeren Verseilschlaglänge.
[0035] Es können auch Kabel mit komplexeren Schlaglängenverhältnissen hergestellt werden.
Dabei tritt jeweils nach der längeren Schlaglänge eines der Verseilelemente der Kabel
wieder eine identische Adern-Konfigurationen auf.
[0036] Obwohl hier nur einfach verdrillte Verseilelemente gezeigt sind, können selbstverständlich
auch andere Verseilungen, wie die Dieselhorst-Martin-Verseilung vorgesehehen sein
- allerdings muß die Art der Verseilung dann bei allen Verseilelementen gleich sein.
[0037] Zur Herstellung des Datenkabels nach der Erfindung kann beispielsweise eine Rohrspeichenverseilanlage
eingesetzt werden. Diese gewährleisten eine besonders schonende Behandlung der Einzelelemente
während des Verseilvorgangs.
[0038] Zur Anwendung kommen kann auch eine einfache Verdrillanlage, Bei dieser Anlage werden
Adern 1 bis 4a jeweils über einzelne Verdrilleinheiten zu Einzelelementen 5, 6, 7,
8 verdrillt. Die Einzelelemente 5 bis 8 können bspw. in einer weiteren Rohrspeicherverseilanlage
miteinander verseilt werden.
[0039] Es versteht sich, dass anstatt einer Rohrspeicherverseilanlage auch andere Verseilanlagen,
wie beispielsweise Lochscheibenverseilanlagen, Twisterverseilanlagen oder Doppeltwisterverseilanlagen,
die dem Fachmann geläufig sind, zur Anwendung kommen können.
[0040] Die derart verseilten Adern werden mit einem Mantel überzogen, der in üblicher Weise
aufextrudiert wird. Es werden nun vorherbestimmte Längen des Datenkabels von einer
Trenneinrichtung abgelängt, welche das Kabel so trennt, daß die Adern an der Schnittstelle
gleiche Orientierung haben (s. Fig. 3 bis Fig. 6). Demzufolge können identische Steckelemente
40 in identischer Weise angeschlossen werden. Dazu werden die Kabelenden nacheinander
einem Konfektionierungsautomaten zugeführt, welcher in an sich bekannter Weise die
Steckelemente am Datenkabelabschnitt anschließt und befestigt.
[0041] Ein typisches, fertig konfektioniertes Kabel ist schematisch in Fig. 3 dargestellt,
wobei im unteren Bereich der Fig. 3 schematisch ein Querschnitt durch die beiden Steckelemente
40 dargestellt ist, aus dem ersichtlich ist, daß die Orientierung der Adern 1 bis
4a an beiden Kabelenden gleich ist.
[0042] Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde,
ist dem Fachmann offensichtlich, daß sie sich auch auf andere Ausführungsformen, wie
sie dem Fachmann geläufig sind und die unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen,
erstreckt.
Bezugszeichenliste
[0043]
- 1
- Einzelelement, Ader
- 1a
- Einzelelement, Ader
- 2
- Einzelelement, Ader
- 2a
- Einzelelement, Ader
- 3,
- Einzelelement, Ader
- 3a,
- Einzelelement, Ader
- 4
- Einzelelement, Ader
- 4a
- Einzelelement, Ader
- 5
- Einzelelement, Ader
- 6
- Einzelelement, Ader
- 7
- Einzelelement, Ader
- 8
- Einzelelement, Ader
- 9
- Folie um Adernpaar
- 10
- Verseilelement
- 12
- Verseilelement
- 30
- Mantel
- 40
- Steckinterface
- 50
- Kabel
1. Konfektionierbares Datenkabel mit 4 Adernpaaren und einem Kabelmantel, wobei jeweils
2 Adern (1, 1 a; 2, 2a; 3, 3a; 4, 4a) miteinander zu Adernpaaren mit verdrillt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Adernpaare wiederum paarweise miteinander zu Verseilelementen mit gleichen oder
unterschiedlichen Schlaglängen verseilt (10, 12, 14, 16) sind, wobei die paarweise
verseilten Verseilelemente so im Kabel nebeneinander angeordnet sind, daß an den Orten
ausgewählt aus: kleinster gemeinsamen Nenner der Verseilschlaglängen der Adernpaare
bei unterschiedlichen Verseilschlaglängen; im Abstand der halben Paarverseilschlaglänge
zueinander versetzt bei gleicher Verseilschlaglänge - im Datenkabel in regelmäßigen
Abständen die gleiche Adernanordnung vorliegt, sodaß bei Trennen des Kabels an diesen
Stellen eine identische Farbzuordnung der Adern ist und somit an den durch das Trennen
entstandenen beiden Datenkabelenden identische Anschlußelemente anbringbar sind.
2. Datenkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenkabel mitverseilte Stützelemente aufweist.
3. Datenkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilung der Verseilelemente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Dieselhorst-Martin-Verseilung
und paralleles Einlaufen der Verseilelemente im Kabel.
4. Datenkabel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verseilelemente (10 bis 16) mit einem Mantel geschützt sind, der bevorzugt Markierungen
an den Orten aufweist, an denen eine identische Adernanordnung vorliegt.
5. Verfahren zum automatischen Konfektionieren beider Enden eines 4 Adernpaare aufweisenden
Datenkabels mit Anschlußelementen nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß:
- die Adern paarweise zu Adernpaaren verdrillt werden,
- jeweils zwei verdrillte Adernpaare zu einem vier Adern aufweisenden Verseilelement
verseilt werden, wobei die paarweise verseilten Verseilelemente so im Kabel nebeneinander
angeordnet werden, daß an den Orten ausgewählt aus: kleinster gemeinsamen Nenner der
Verseilschlaglängen der Adernpaare bei unterschiedlichen Verseilschlaglängen; im Abstand
der halben Paarverseilschlaglänge zueinander versetzt bei gleicher Verseilschlaglänge
- im Datenkabel in regelmäßigen Abständen die gleiche Adernanordnung vorliegt
- jeweils zwei Verseilelementpaare in einem Kabelmantel angeordnet werden, sodaß an
vorhersagbaren Orten gleiche Adernkonfigurationen auftreten;
- das so hergestellte Datenkabel auf vorherbestimmte Längen an Stellen gleicher Adernanordnung
getrennt wird; und
- die beiden Enden der abgelängten Kabelstücke in einem einzigen Konfektionierungsautomaten
mit gleichen Anschlußelementen versehen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Arbeitsgang die Adernpaare miteinander verdrillt, die verdrillten Adernpaare
paarweise zu Verseilelementen verseilt und jeweils zwei Verseilelemente in üblicher
Weise mit einem Mantel versehen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilelemente miteinander verseilt werden, ein Kabelmantel aufgebracht und
der Kabelmantel in vorherbestimmten Abständen mit Markierungen zur Anzeige gleicher
Adernanordnung versehen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verseilelemente mit Haltewendel oder Kreuzwendel stabilisiert werden.