用于汽车应用的同轴电缆的制作方法

用于工业发明的本实用新型专利申请涉及一种用于汽车应用的同轴电缆。

背景技术：

众所周知，同轴电缆包括：用于传输电信号的中心导线；屏蔽层，相对于中央导电单元位于外周位置、用于接地以屏蔽对中央导电单元的干扰；介电材料，介设于中央导电单元和屏蔽层之间，将中心导线与屏蔽层绝缘；以及包围该屏蔽层的绝缘护套。屏蔽层一般由形成网状的导线组成，也被称为“金属编织层(bonding braid)”。

EP1469486A1公开了一种导线，其中芯和主体(mass)是由折叠成管状的CCA同心片材制成。由于与生产过程的复杂性和由弯曲的铜片制成的管状导线的机械特性相关的几个因素，使得这种同轴电缆过于昂贵、不太灵活并且在弯曲测试期间易于断裂。因此，这种应用典型地用于电视业中(因此为静态应用)，而不能应用于汽车工业。

GB1310334A公开了一种轴向电缆，其中中心导线是由可用CCA制造的单根线制成，通过作为屏蔽的外部金属片和一系列的塑料盘绝缘。所述同轴电缆不允许应用汽车工业中使用的标准连接器，并且需要非常高的投资以便修改连接器。这种解决方案在机械上非常弱，并且不允许将电缆与其他部件连接，例如带夹(当带被拉动时会使电缆的内部结构变形)，或者由于用于编带操作而进行其他连接，将电缆保持在一起涉及张紧和拉动操作，这些操作会改变电缆的几何形状并改变其性能。这种同轴电缆是静态应用的典型解决方案，对重复弯曲循环具有低阻抗，并且不满足汽车应用的电缆要求。

US6265667B1公开了一种同轴电缆，具有中央导电单元和由多个CCA线制成的金属编织层。特别是，中央导电单元可以包含多条CCA绞合线。该专利文献描述了用于防止电缆的金属的氧化的技术。一种特殊物质用于延长同轴电缆的使用寿命(可以长时间存放并可以在极端条件下运行)；然而，这种物质降低了金属部件的导电性和可焊性，在加工之前需要对其进行适当的清洁以获得更好的焊接质量。而该过程对于成品，特别是需要进行大量组装的产品来说是昂贵的并因质量问题而受到影响。

在同一申请人的名下，WO2014/135419公开了一种轴向电缆，其中中心导线和屏蔽层由多根CCA线形成。由于这种解决方案，电缆价格便宜且重量轻，但它不允许获得小尺寸以保证良好的电气性能，例如严格的客户标准所规定的足够的阻抗和低损耗，即调节传输和接收射频信号的基本参数。实际上，为了确保可靠的操作，CCA导线的铝线的最小直径为0.13mm；对于直径小于0.13mm的铝线，不能保证足够的铝线机械强度，并且由于处理操作而经常发生突然断裂。同轴电缆的中心导线的状态是关键的，因为当端子压接并且导线变形会产生断裂时，中心导线受到剪切力，从而完全损害同轴电缆的操作。因此，必须增加中心导线的铝线的最小直径，在某些情况下，达到0.27mm的值，并且改变由客户标准所施加的电特征。

技术实现要素：

本实用新型的目的是通过提供一种适用于汽车应用的同轴电缆来克服现有技术的缺点，该同轴电缆适合于小型化并且保证足够的阻抗和低损耗，这是由严格的客户标准所强加的。

本实用新型的另一个目的是公开这种同轴电缆，其适用于动态应用，例如汽车应用，同时是高效的、有效的、廉价的且易于制造的。

根据本实用新型，这些目的通过所附技术方案1要求保护的特征来实现。

有利的实施方式在其他技术方案中表示体现。

根据本实用新型，用于汽车应用的同轴电缆包括：

-中央导电单元，用于传输信号，

-屏蔽层，包含设置为网状的多条导线，用于接地以屏蔽所述中央导电单元，

-介电材料，设置在中央导电单元和屏蔽层之间，以使中央导电单元与屏蔽层绝缘，以及

-绝缘护套，围绕所述屏蔽层而设置。

屏蔽层包括多条导线，其中至少一些所述导线为铝芯。

中央导电单元包括多条导线，其中至少一条所述导线由铜或铜合金制成。

中央导电单元的至少一条导线由铜制成的事实允许减小所述导线的直径，从而具有足够的阻抗和低损耗，如严格的客户标准所强加的，同时保证用于汽车应用的机械强度，其中同轴电缆被压接到标准连接器并反复弯曲。

附图说明

本实用新型的附加特征将从下面参照附图的详细描述中更加明显，其中附图为说明性的而非限制性的目的，其中：

图1是根据本实用新型用于汽车应用的同轴电缆的一个部分截面立体图；

图2为图1中的同轴电缆的中央导电单元的立体图；

图3为图1中的同轴电缆的截面图；

图3A是图3的细节放大图，示出了中央导电单元的单条导线；以及

图3B是图3的细节放大图，示出了金属编织层的单条导线。

具体实施方式

参考附图，描述了本实用新型的用于汽车应用的同轴电缆，其通常用附图标记100表示。

参考图1和图3，同轴电缆100包括：

-中央导电单元1，

-围绕中央导电单元1设置的介电材料2，

-围绕介电材料2设置的屏蔽层4，以及

-围绕屏蔽层4设置的绝缘护套5。

任选地，同轴电缆100还可以包括设置在介电材料2和屏蔽层4之间的第二屏蔽层3。

中央导电单元1用于传输电信号。中央导电单元1包括适当地设置的多条导线10。

参考图3A，中央导电单元的至少一条导线10由铜(CU)或铜合金(CW)制成。根据应用，中央导电单元的导线10的总直径为0.05mm～1mm。

有利地，导线10的直径可以小于0.2mm，以便优化阻抗并使损耗最小化。进一步进行实验测试，申请人发现导线10的最佳直径可以为0.12～0.16mm。实际上，小直径(0.12～0.16mm)的铜确保了适用于汽车应用的机械强度，其中同轴电缆要用标准连接器压接并弯曲。

任选地，中央导电单元的导线10包括由锡涂层12保护的铜芯11。锡涂层12通过层压或电镀处理的沉积、分层而获得。在这种情况下，锡涂层12的厚度等于导线总直径的0.5％～2％。锡涂层12保护导线免受氧化并保持其可焊性特征随时间保持不变。

参考图2，中央导电单元1由直的中心导线10a和以螺旋状线束形式卷绕中心导线10a的多条外围导线10b组成。外围导线10b所形成的螺旋状线束通过沿着直的中心导线10a并使它作为螺旋的轴线卷绕而发展。

附图示出了中央导电单元1的实施方式，其包括七条导线，即一条中心导线和六条外围导线。

有利地，中心导线10a由铜制成，因为它必须是具有最高机械强度的导线。所有外围导线10b可以由铜制成，或者仅一些外围导线由铜制成。

外围导线10b以形成具有15～20mm绕组节距的螺旋状线束卷绕中心导线10a。然而，根据导线的尺寸和用于中央导电单元1的导线的数量，螺旋的绕组节距可以具有不同的值。

中央导电单元1的这种制造技术能够使用合适的机器以较低的生产成本进行工业自动化生产。

中央导电单元的导线10的这样的配置用来改善所述中央导电单元1的机械性能。事实上，由于在特殊应用中如在汽车应用中所要求的处理、生产和安装操作，仅由一条导线或平行导线的线束制成的实心导线不能承受同轴电缆100的大量的反复弯曲操作。

本实用新型的同轴电缆100---其中中央导电单元1采用这样的制造技术获得---更灵活、更能抵抗在任何方向上的弯曲并且在连接器的压接过程中更容易被压紧。

必须指出的是，根据本实用新型的同轴电缆的中央导电单元1在整个电缆长度上没有任何捻制的导线。多线式的中央导电单元1采用这样的工艺制造，其中外围导线10b通过弯曲而非捻制被围绕中心导线10a而设置。这使得可以获得紧凑的线束并避免空气在电线之间的存在。

介电材料2可以是聚乙烯、发泡聚乙烯或聚丙烯，并且可以具有0.8～3mm，优选1.5mm的直径。

参考图1和图3，同轴电缆100有利地具有两个屏蔽层：屏蔽层4和第二屏蔽层3。

屏蔽层4包括以形成网状的方式缠绕的多条导线40，所述网用于接地。由于这个原因，屏蔽层4也被称为“金属编织层”。

屏蔽层4由以适合的捻制节距捻制的一组导线40制成。根据应用，每条导线40的总直径可为0.08mm～0.2mm。屏蔽层的至少一些导线40由铝制成。优选地，屏蔽层的至少50％的导线40由铝制成。

参考图3B，屏蔽层的一些导线40有利地可以是CCA型。在这种情况下，屏蔽层的导线40包括铝芯41、铜涂层42、以及最后还包括外部锡涂层43。

覆盖铝芯41的铜涂层42和外部锡涂层43可以通过沉积、通过层压或电镀处理的分层来获得。

铜涂层42的厚度等于屏蔽层的导线40总直径的6％。外部锡涂层43的厚度范围为屏蔽层的导线40总直径的0.5％～2％。

当同轴电缆100暴露于重负荷条件中，诸如潮湿温热条件、盐水雾或反复强热的地方时，施加到屏蔽层的导线40上的外部锡涂层43是必要的。所述外部锡涂层43允许保持导线的恒定电阻率随时间恒定，而没有改变电缆的电特征。此外，由于不被氧化，锡的使用确保屏蔽层4随时间推移的优异的可焊性。

例如，总直径为0.13mm的屏蔽层的导线40具有以下结构：

铝芯41的最大直径＝0.12mm，

铜涂层42的最小厚度＝0.004mm，

外部锡涂层43的最小厚度＝0.001mm。

例如，屏蔽层4由捻制导线40的网制成。导线被分组为每5条导线一股。总共有16股被用于制作网。每一股由5条(每条导线)直径为0.13mm的导线制成。制成网状的股的捻制节距为28mm。

第二屏蔽层3围绕介电材料2。第二屏蔽层3由厚度为0.03～0.05mm铝基复合材料的片材制成。有利的是，第二屏蔽层3包含多层片材，该多层片材由介设在两个铝层之间的聚酯膜组成。

介电材料2和第二屏蔽层3的光学覆盖率百分比高于90％。

外部绝缘护套5由无铅抗迁移PVC制成。

本实用新型的电缆100具有以下机械特性：

-最小静态弯曲半径为外径的5倍；和

-最小动态曲率半径为外径的15倍。

电缆100通过了以下实验室检查：

-3,000小时暴露在+105℃～-40℃的温度下；和

-符合标准ISO 14572的30,000次弯曲循环的可靠性。

可以对本实用新型的当前实施方式进行各种的变化和修改，这些实施方式在本领域的技术人员的能力范围内，在任何情况下都落入本实用新型的范围内。