数据线缆以及用于制造数据线缆的方法与流程

本发明涉及一种具有两个芯线对的数据线缆，所述两个芯线对各具有分别由对屏蔽装置围绕的两个芯线。此外，本发明还涉及一种用于制造这样的数据线缆的方法。

背景技术：

这样的具有被屏蔽的芯线对的数据线缆作为所谓的高速数据线缆(hsd)例如被用作在计算机网络中进行传输。在此，数据线缆构造用于传输通常在几百mhz的范围内直到ghz的范围内的频率。

在这种情况下，数据传输通常以数字方式进行，其中，数据信号被馈入到一个芯线中，而反向数据信号被馈入到另一芯线中。在汽车领域中，按当前标准采用lvds(低压数字信号)标准，lvds标准以上述原理来构建。

这样的数据线缆例如可由de19948678a1得知。在其中所描述的数据线缆中，相应的芯线对一体式地构造，而且具有用于两个芯线的共同的芯线绝缘部，而且为此包括在两个芯线之间进行连接的中间连接部。通过该措施使两个芯线彼此可靠地以限定的间距保持，这对于良好的数据传输是有利的。

在配备有对屏蔽装置的芯线对的情况下，通常布置有所谓的排扰线，该排扰线接触对屏蔽装置，而且该排扰线尤其是在线缆的端侧被设置在插头的区域内，用以电接触在插头上的屏蔽部。可从de102008019968a1得知这样的数据线缆，在该数据线缆中，排扰线与对屏蔽装置接触。

通常，这样的数据线缆具有外屏蔽装置，该外屏蔽装置整体上围绕整个线缆型芯，线缆型芯由各个芯线组成，其中，该外屏蔽装置又通常由外部的线缆套围绕。这样的外屏蔽装置常常构造为网形屏蔽部或者也利用网形屏蔽部和其它屏蔽膜多子层地来构造。

满足最高要求的高速数据线缆由申请人在名称“paralink”下来提供。

在具有较低的技术要求的应用领域中，常常使用具有所谓的四扭合的数据线缆、尤其是具有星形四线组设计的数据线缆。在这样的星形四线组的情况下，两个分别正交地对置的芯线形成芯线对。在这样的星形四线组数据线缆中，在更高的信号频率的情况下、尤其是在ghz范围内并且特别在几米的较大的线缆长度的情况下，出现具有所谓的串音和串扰(next：nearendcrosstalk(近端串扰))的问题。此外，由于串音的问题，通常在非四扭合的对中也使各个芯线彼此捻合(所谓的成对扭合)。在此，一般需要对各个芯线的扭合的准确的、高度精确的对称。

除了串音的问题之外，衰减的问题也决定了传输质量。这通过线缆内部中的干扰部位来影响。

可从de102012204554a1得知另一种高速数据线缆，其中，为了避免或者至少为了减少所谓的回流衰减而提出，在导体的情况下将具有变化的捻距的绞合导体用于相应的芯线。

原则上，对于良好的信号传输来说，在原本的有效信号与可能的例如由串扰引起的干扰信号之间需要足够的信噪比。信噪比例如通过所谓的acr值(attenuationtocrosstalkration(衰减串扰比))来表征。

为了改善屏蔽作用并且为了避免或降低在相邻的芯线对之间的串音，例如可从us5952615a、us2013/0008684a1或者us6310295b1得知在横截面上观察为星形的隔离器的使用。这些隔离器例如具有塑料股，该塑料股配备有用于屏蔽作用的能传导的涂层或者通过折叠成空心体的屏蔽膜形成。

如今，对于汽车领域来说，尤其是由于星形四线组数据线缆的成本优势而采用星形四线组数据线缆。在该星形四线组数据线缆中，四根芯线彼此扭合，其中，分别正交地对置的芯线形成相应的芯线对，通过该芯线对尤其是传导差分数据信号。将来应该采用具有在ghz范围内的信号频率的数据线缆，这并非能毫无困难地利用传统的星形四线组接线来实现。从计算机网络公知的高端数据线缆通常由于高成本而被排除在外。

技术实现要素：

从这一点出发，本发明所基于的任务在于，说明一种尤其是用于直至ghz范围内的信号频率的高速数据线缆，该高速数据线缆能够在同时成本低廉地制造的情况下实现可靠的信号传输，使得该高速数据线缆尤其是也适合于在汽车领域中使用。

按照本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的数据线缆来解决。

该数据线缆包括两个芯线对，两个芯线对分别具有两个芯线，其中，芯线对的两个芯线分别被对屏蔽装置围绕。现在，除了该对屏蔽装置之外，附加地在被屏蔽的芯线对之间布置有屏蔽元件，该屏蔽元件平坦地构造并且没有包绕芯线对。同时，通过屏蔽元件使两个对屏蔽装置接触。

因而，平坦的屏蔽元件根据分隔或中间层的类型布置在两个被屏蔽的芯线对之间并且尤其是被夹在被屏蔽的芯线对之间，因而由被屏蔽的芯线对来保持。在此，平坦的屏蔽元件仅仅构造为带状的面元件，而平坦的屏蔽元件没有如在传统的屏蔽部中那样围绕出内部空间，传统的屏蔽部例如通过缠绕或者翻折、卷起等等围绕芯线结构。面元件本身尤其是不具有空腔或者类似部分。因而，在横截面上观察，屏蔽元件仅仅线形地构造，而没有围出中间空间。平坦的屏蔽元件尤其是(弯曲)灵活地构造并且不具有固有刚度。在此，屏蔽元件沿着芯线对延伸，作为在数据线缆的整个长度上的平坦的中间带或者分隔带。

通过附加的屏蔽元件实现了在两个芯线对之间的附加遮蔽的特别优点，使得例如与星形四线组接线相比消除了串音的问题。由此，同时可以省去四线扭合。优选地，也省去了成对扭合、即芯线对的芯线的捻合，使得所需的总长度相对于捻合件被缩短，这导致节省材料并且借此节省重量以及成本。可以看到另一优点在于，与传统的具有对屏蔽装置的高速数据传输线缆相比，对屏蔽装置在插头区域内与接地接触部的接触可以通过附加的屏蔽元件可靠且简单地实现。原则上，对屏蔽装置的接触在组装时只能困难地实现。同时，优选地，由于屏蔽元件而省去了附加地布置排扰线。

这样的结构适合于直至ghz范围内的、尤其是直至至少约10ghz的可靠的信号传输。同时，该结构尤其是也适合用于在汽车领域中的数据传输线缆，而且尤其是该领域被采用。与传统的数据线缆相比，通过附加地引入的屏蔽膜，整体上可以降低屏蔽耗费，这对于成本低廉的制造有积极影响。

在此，在合乎目的的设计方案中，屏蔽元件由各个并排延伸的单条金属线形成。在此，这些单条金属线尤其是构造为铜线。在此，这些金属线优选并排且松松地布置、即优选没有相互缠绕或扭合。在此，这些金属线尤其是形成单条金属线的单个子层。替选于此地，也可以构造单条金属线的少许几个、例如两到三个子层。

优选地，在此，这些单条金属线是并拢的(aufgefacht)绞合导体的单条金属线。可以在制造技术上特别简单地实现该设计方案。为了制造通常在连续处理中实现的数据线缆，绞合导体与数据线缆的其它组件平行地被输送，而且仅仅为了构造屏蔽元件而被并拢、即被叠拢，使得单条金属线并排地作为平坦的导体束来布置并且构造出平坦的、在横截面上例如是矩形的屏蔽元件。此外，屏蔽元件的设计方案也允许了在插头区域内与接地接触部的特别简单的接触，因为单条金属线可以以简单的方式再次组合并且可以与传统的金属线接触部或绞合接触部进行接触。由此，也因此在整体上实现了数据线缆与止挡在端侧的插头的简单的组装。这样的金属线束、尤其是由各个铜线组成的金属线束，也就是原则上与例如通常被用于对屏蔽装置的膜屏蔽部相比可以更简单地接触。

替选或补充于由并拢的金属线束形成的屏蔽部，屏蔽元件具有屏蔽膜。在此，该屏蔽膜尤其是构造用于降低在低频范围内的干扰效应。这基于如下考虑：所使用的对屏蔽装置在例如几mhz的低频范围内通常仅仅作用很小，使得因此在低频范围内可能出现串扰。通常，这在低频范围内对于数据传输的质量来说干扰不严重，因为虽然由于近端串扰而存在干扰，但是同时在低频范围内不出现或只出现微小的衰减，使得因此在有效信号与干扰信号之间的信噪比足够大用以容许可靠的数据传输。因而，此外，衰减与串音之间比、即所谓的acr值(attenuationtocrosstalkratio(衰减串扰比))是足够的。

为此，合乎目的地，屏蔽元件一般形成磁作用的屏蔽部，磁作用的屏蔽物在该低频范围内是起作用的。

在优选的设计方案中，屏蔽膜由适当的(铁)磁材料构成并且尤其是铁膜或镍膜。替选地，该屏蔽膜构造为被涂层的载体膜，被涂层的载体膜以适当的铁磁颗粒来涂层。这样的颗粒尤其例如是铁颗粒。因而，屏蔽元件一般为了构造磁作用的屏蔽部而具有(铁)磁材料，该铁磁材料要么直接以膜的形式来引入要么也以(经粉末)涂层的载体膜的形式来引入。优选地，补充于并拢的金属线束地，布置有这样的附加的磁作用的屏蔽膜，用以构造出屏蔽元件。

在合乎目的的改进方案中，整体上，两个芯线对共同与屏蔽元件相互连接成扭合复合体。因而，两个被屏蔽的芯线对以及屏蔽元件在线缆纵向方向上捻合，由此在整体上实现了牢固的线缆结构。同时，由此，屏蔽元件被固定并且被夹在芯线对之间。因而，在该设计方案中，屏蔽元件尤其是根据卷起的带的类型来构造，其纵向边缘沿着螺旋线延伸。

最后，该扭合复合体优选还被形成外部套的线缆套围绕。合乎目的地，整个数据线缆由如下结构形成，也就是说扭合复合体由两个被屏蔽的、具有被夹在它们之间的屏蔽元件的芯线对组成，其中，扭合复合体直接被外部的线缆套围绕。尤其是，省去了附加的外屏蔽部，外屏蔽部传统上围绕由芯线构成的线缆型芯地布置。通过各个对屏蔽装置，已经实现了对于所设置的尤其是在汽车领域中的应用范围来说足够的向外屏蔽。通过省去这样的通常由编织物组成的外屏蔽部，不仅节省了(铜)材料而且随之而来也节省了重量。尤其是在汽车应用中，一方面出于成本角度而另一方面出于一般所追求的重量节省的原因，这是特别有利的。

优选地，相应的芯线对的芯线在整个线缆长度上彼此平行地延伸，因而没有如在传统的成对扭合的数据线缆中的情况那样相互捻合。经此节省了材料和成本。在这种情况下，平坦的、带状的屏蔽元件在芯线对之间形成分隔平面。

此外，优选地，两个芯线对总是彼此平行地取向，也就是说一个芯线对的芯线的连接线平行于另一芯线对的芯线的连接线。与此不同，在星形四线组中对的连接线彼此垂直。

芯线对的相应的对屏蔽装置优选通过纵向置入的对膜形成。与在其它情况下往往是常见的编织的对屏蔽装置不同，这允许了明显更简单且成本更低廉的制造，因为通常在纵向置入的、即纵向折叠的对膜的情况下可以在制造时设定明显更高的处理速度。因而，“纵向置入”一般被理解为纵向折叠的屏蔽膜，其平行于各个芯线地施装，而且纵向延伸地绕着芯线来放置并且由此形成纵向延伸的碰撞部位或重叠部位，碰撞部位或重叠部位平行于芯线地延伸。优选地，芯线对的芯线本身同样彼此间平行且不捻合地延伸。

此外，在合乎目的的改进方案中规定，相应的芯线对一体式地构造并且具有共同的芯线绝缘部，使得在芯线对的两个芯线之间的间距因此在整个线缆长度上保持不变。在此，一体式的芯线对的设计方案尤其是对应于在de19948678a1中所描述的具有在各个芯线绝缘部之间的连接部的变型方案。

这样的数据线缆尤其是被用于传输具有高传输频率的差分数据信号。在这种情况下，通过相应的芯线对来传输差分数据信号，也就是说通过芯线对的一个芯线来传输信号并且通过另一芯线传输反向信号。评估两个信号分量之差。尤其是，传输在ghz范围内的数据信号、即具有大于1ghz且尤其是大于5ghz直至10ghz或者更高的频率的数据信号。

此外，这样的数据线缆优选被用于几米、尤其是在直至10m或20m的范围内的传输路程并且特别是用在机动车领域内。在这样的传输路程的情况下，利用这里所介绍的措施在很小成本的情况下确保了在ghz范围内具有足够高的acr值的可靠的传输。尤其是，acr值超过10。

此外，按照本发明，该任务还通过一种具有权利要求12所述的特征的用于制造这样的数据线缆的方法来解决。该方法的优选设计方案包含在引用该权利要求的从属权利要求中。关于数据线缆所提出的优点和优选设计方案按意义地也可以转移到方法上。

附图说明

本发明的实施例随后依据附图进一步予以阐述。这些实施例分别以简化的横截面图来示出：

图1示出了数据线缆；

图2示出了屏蔽元件的第一实施变型方案；

图3示出了屏蔽元件的第二实施变型方案；

图4示出了屏蔽元件的第三实施变型方案；

图5示出了被纵向折叠的对膜围绕的芯线对；以及

图6示出了用于传统的星形四线组的和用于按照本发明的数据线缆的相对于传输频率的acr关系的曲线的示意性比较图。

在所述附图中，相同作用的部分配备有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出的数据线缆2具有两个被屏蔽的芯线对4并且尤其是最终通过两个被屏蔽的芯线对4形成，两个被屏蔽的芯线对4分别被对屏蔽部6围绕。在芯线对4之间布置有另外的屏蔽元件8。另外的屏蔽元件8在两个芯线对4之间的分隔平面内被夹在两个芯线对4之间。在此，屏蔽元件8在该分隔平面内并且尤其是在相应的芯线对4的整个长度(以横截面观察)平行地延伸。因而，该屏蔽元件具有相应的芯线14的约双倍直径的长度。

芯线对4与屏蔽元件8共同形成扭合复合体10，即沿数据线缆2的纵向方向相互捻合。最终，整个扭合复合体10被由适当的绝缘材料构成的外部线缆套12围绕。

相应的芯线对4由两个芯线14共同组成，两个芯线14分别由中央导体16和芯线绝缘部18形成。在这种情况下，针对芯线绝缘部18选择适当的适合于传输高频数据信号的绝缘材料。整个数据线缆2通常具有外直径d，外直径d在几毫米的范围内、例如在4mm到8mm之间的范围内。

原则上，多个这样的线缆结构也可以如它们在图1中所示出的那样相互连接成总线缆。也存在如下可能性：将所描述的多股线复合体中的多个，即在没有外部线缆套12的情况下，集成在总线缆结构中。然而，于是在这种情况下有利的是，相应的扭合复合体10仍被屏蔽部围绕。

然而，优选的是在图1中最终示出的用于数据线缆2的线缆结构。在所示出的数据线缆2的端侧，尤其是在两侧，通常布置有适当的插头，尤其是所谓的hsd插头。这样的插头具有4个接触部，通过4个接触部来接触各个芯线14以及附加地接触接地接触部，屏蔽元件8接触该接地接触部。此外，原则上还可以采用传统的插头类型，如其目前在汽车领域中与星形四线组相结合地采用的那样。

在此，如从图2得到的那样，屏蔽元件8在优选的第一变型方案中由多个单条金属线20构成。单条金属线尤其是铜线。在此，合乎目的地，为了制造屏蔽元件8使用传统的铜绞合导体或者其它的导体束，在其中，各个单条金属线20被并拢，使得因此构造出平坦的并且在图2中在横截面上示出的屏蔽元件8。在此，单条金属线20在几个子层中并排延伸地来布置。因而，这些单条金属线就这方面来说构造出近似扁平地被挤压的金属线束。该金属线束可以以特别简单的方式在端侧在插头处与接地接触部进行接触。为此，单条金属线20再次组合并且接触。

按照在图3中所示出的第二实施变型方案，给由单条金属线20组成的金属线束补充了屏蔽膜22，屏蔽膜22尤其是具有磁屏蔽作用。为此，屏蔽膜22由具有磁屏蔽作用的材料形成，尤其是由铁磁材料形成。优选地，屏蔽膜22是金属膜，例如镍膜或者铁膜。

替选于金属膜地，按照图4的屏蔽膜22多子层地构造，而且具有载体膜24，载体膜24具有施布在其上的涂层26。涂层26可以是由铁磁材料构成的被喷镀的适当的层或者也可以是由适当材料构成的被施装的粉末颗粒。尤其涉及到导电材料，使得通过涂层也确保了与单条金属线20并且与两个对屏蔽装置6的导电接触。在此，载体膜24可以在两侧配备有涂层26。替选于此地，载体膜24仅仅在一侧配备有涂层26，如这在图4中所示出的那样。在这种情况下，载体膜24尤其是在纵向上折叠一次，使得能导电的涂层26在两侧都在外部。

最后，从按照图5的图示再次得知被屏蔽的芯线对4的结构。在这种情况下尤其识别出：对屏蔽装置6由在纵向上折叠的对膜28形成。对膜28绕着两个芯线14来放置并且具有平行于芯线14延伸的重叠部。对膜28通常是金属化的塑料载体膜。在此，金属化的一侧优选地朝向外。

这里所描述的数据线缆2尤其是作为与插头预组装的线缆来提供并且被用在汽车领域中。因此，数据线缆在最终状态下装入在机动车中。数据线缆适合于直至ghz范围内的数据信号传输。对于数据传输，尤其是使用在汽车领域中所建立的lvds标准(低压差分信号)。

整体上，该数据线缆2应成本比较低廉地来制造。与传统的星形四线组相比，简化了制造，因为由于使用对屏蔽装置6而对各个芯线14的彼此高度精确的定位的要求更低。与传统的配备有编织的对屏蔽装置的高速数据线缆相比，制造也是成本更低廉的，因为在本情况下使用了纵向折叠的对膜28。通过省去外屏蔽部而得到另一特别的优点，由此与传统的数据线缆相比整体上降低了铜需求并且借此降低了成本。由此，同时也得到对于汽车领域来说重要的重量节省。最后，通过该线缆结构实现了与在星形四线组中相同的空间需求和占地需求，如该空间需求和占地需求现在在汽车领域中已经是常见的。因而，数据线缆2可以被用作对迄今为止所使用的星形四线组结构的替代。

与星形四线组布置和接线相比，利用这里所描述的数据线缆2能够实现更高的数据传输率。这依据图6来阐述。图6示出了相对于数据信号的频率f的衰减相对于(尤其是由于串音引起的)干扰的acr比的曲线。虚线示意性地反映出在星形四线组布置的情况下的曲线，而实线示意性地反映出在按照本发明的数据线缆2的情况下的曲线。如可从图示中得知的那样，在星形四线组情况下，虽然在低频时的acr比更高，但是在ghz范围内的更高频率时其剧烈地下降。与此相对，在按照本发明的数据线缆2的情况下，在大的频率范围内甚至在ghz范围直至约10ghz范围内，acr比对于可靠的信号传输来说足够高。在下方的横向延伸的线说明了对于可靠的信号传输的极限值。极限值例如为5至10。

附图标记列表

2数据线缆

4芯线对

6对屏蔽装置

8屏蔽元件

10扭合复合体

12线缆套

14芯线

16导体

18芯线绝缘部

20单条金属线

22屏蔽膜

24载体膜

26涂层

28对膜