DE19543969C1 - Koaxialkabel mit hoher Wechselbiegefestigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Koaxialkabel mit hoher Wechselbiegefestigkeit wie es ins­ besondere für Kanalroboter (Kanal-TV) eingesetzt wird.

Koaxialkabel der in Rede stehenden Art werden beispielsweise als Schleppkabel für Kamerasysteme, Versorgungskabel für Kanalroboter (Crawler), Überwachungsgeräte usw. eingesetzt. Wichtig für derartige Koaxialkabel ist nicht nur die Aufnahme aus­ reichender Zugkräfte, sondern auch eine hohe Wechselbiegefestigkeit.

Koaxialkabel der in Rede stehenden Art weisen bislang als Innenleiter einen massi­ ven Metalleiter oder eine Litze auf. In jedem Fall ist der Innenleiter des Koaxialkabels gestreckt.

Ungeachtet dessen, daß Zugkräfte über einen eine besonders hohe Zugfestigkeit aufweisenden Zugmantel weitgehend aufgenommen werden können (DE 29 25 387 A1), macht die Wechselbiegefestigkeit bei solchen Koaxialkabeln immer wieder Pro­ bleme. Das liegt daran, daß die Koaxialkabel bzw. die Zugkabel, die ein solches Ko­ axialkabel als Kern enthalten, immer wieder aufgewickelt und abgewickelt und um Bögen und Abwinklungen beispielsweise in einem Kanal geführt werden müssen.

Im Stand der Technik hat es sich gezeigt, daß selbst bei einer besonderen Gestaltung und Gleitausrüstung von Mantel und Geflecht nach maximal 3.000 Zyklen eines Testlaufes ein Bruch des Innenleiters des Koaxialkabels auftritt.

Es ist bereits ein Koaxialkabel bekannt geworden (DE-PS 9 13 431), bei dem an­ stelle des bislang bekannten gestreckten Innenleiters ein Innenleiter eingesetzt wird, der selbst aus Seele und Leiter aufgebaut ist. Der Leiter umgibt die weitgehend ge­ streckt vorliegende Seele als Geflecht. Damit kann das elektrisch leitende Material, also der Leiter, Biegungen leichter und verschleißärmer folgen als der gestreckte In­ nenleiter sonst bekannter Koaxialkabel.

Für sich ist es im übrigen bekannt (DE 40 04 802 A1) im Zentrum eines Kabels eine Seele aus Kevlarfasern einzusetzen.

Bei dem zuvor erläuterten, den Ausgangspunkt bildenden Kabel, bei dem der Leiter die gestreckt vorliegende Seele als Geflecht umgibt, ist die Wechselbiegefestigkeit noch weiter verbesserungsfähig. Der Lehre liegt daher das Problem zugrunde, die Wechselbiegefestigkeit des bekannten Koaxialkabels noch weiter zu verbessern.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Koaxialkabel mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Dadurch, daß der Leiter auf der Seele des Innenleiters mit Lücken bzw. mit Abstand gewendelt ist, entfallen Reibungspunkte, die bei einem als Geflecht ausgeführten Leiter immer noch zu einem unnötig frühzeitigen Ausfall des Kabels führen. Bei einem Geflecht entstehen nämlich bei Biegung des Kabels an den Kreu­ zungspunkten der Einzeldrähte Relativbewegungen durch Zug- und Druckbela­ stungen. Entsprechend dem Flechtwinkel entsteht auch Abrieb. Bei dem erfindungs­ gemäßen Aufbau des Kabels wird durch die Bildung von Lücken das Auftreten von Kontaktpunkten soweit wie möglich vermieden, die ansonsten beim Einsatz unter entsprechender Belastung zu Schwachstellen führen würden.

Es hat sich in Versuchen gezeigt, daß mit einem erfindungsgemäß gestalteten Koaxi­ alkabel Wechselbiegebeanspruchungen in einem Vergleichsversuch von über 40.000 Zyklen erreicht wurden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Seele aus Kunstfasern, insbesondere Kevlarfa­ sern besteht.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Koaxialkabels, im Bereich des Innenleiters nicht maßstabgerecht, sondern grö­ ßer dargestellt.

Das in der einzigen Figur dargestellte Koaxialkabel ist ein solches mit sehr hoher Wechselbiegefestigkeit. Solche Koaxialkabel werden beispielsweise für Kanalroboter eingesetzt.

Das dargestellte Koaxialkabel weist einen Innenleiter 1, einen den Innenleiter 1 umge­ benden Isolier-Innenmantel 2, einen hier als Geflecht ausgeführten Außenleiter 3 (des Koaxialkabels) und einen den Außenleiter 3 umgebenden Isolier-Außenmantel 4 aus Kunststoffmaterial auf. Der Isolier-Außenmantel 4 ist im dargestellten Ausführungs­ beispiel relativ dünn und weitgehend durchscheinend ausgeführt, da er nur die Iso­ lierfunktion des Außenleiters 3, keine weitere Schutzfunktion übernehmen muß.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist es nämlich so, daß außen um den Außenman­ tel 4 noch Steueradern 5 für den Kanalroboter verseilt sind. Während das 75 Ohm- Koaxialkabel selbst der Signalübertragung von der Kamera dient, dienen die außen verseilten Steueradern 5 der Steuerung der Antriebsmotoren und sonstiger Funktio­ nen des Kanalroboters.

Das hier dargestellte Koaxialkabel ist ein Zugkabel für hohe Zugbeanspruchungen, es weist deshalb außen noch einen eine besonders hohe Zugfestigkeit aufweisenden Zugmantel 6 auf. Dieser ist häufig aus einem Netzwerk oder Geflecht aus Fasermate­ rial und einer darüber gelegten Kunststoff-Mantelhülle aufgebaut, die miteinander verbacken sind, um die erforderliche Kraftübertragungswirkung zwischen Netzwerk und Mantelhülle zu realisieren.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt durch die vergrößerte Darstellung besonders deutlich, daß der Innenleiter 1 eine innere, eine hohe Wechselbiegefestigkeit aufwei­ sende, aus elektrisch nicht leitendem Material, nämlich aus einem Kunststoff beste­ hende Seele 7 aufweist. Diese ist mit einem dünnen Leiter 8 aus elektrisch leitendem Material umgeben. Man erkennt hier die wendelförmige Führung des aus einer Viel­ zahl von Einzelleitern bestehenden Leiters 8 (Litze) um die Seele 7. Der Leiter 8 ist mit Lücken bzw. auf Abstand gewendelt. Die Seele 7 ist im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel aus Kunstfasern, insbesondere Kevlarfasern aufgebaut, die selbst wie­ der für die Seele 7 eine hohe Wechselbiegefestigkeit und Zugbeanspruchbarkeit rea­ lisieren. Dadurch, daß der Leiter 8 des erfindungsgemäßen Koaxialkabels nicht ge­ streckt vorliegt, führen Wechselbiegebeanspruchungen des Koaxialkabels insgesamt erst nach einem Vielfachen bisheriger Werte zu einem Bruch.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Koaxialkabel für einen Kanalroboter mit einem Koaxialkabel im engeren Sinne und zehn außen verseilten Steuerkabeln 5. In einem passenden Versuchsaufbau ist dieses Koaxialkabel bei 60 Bewegungszyk­ len pro Stunde unter einem Gewicht von 50 kg erst nach 41.724 Zyklen durch Bruch des Innenleiters 1 des Koaxialkabels ausgefallen. Vergleichsversuche mit einem Ko­ axialkabel herkömmlicher Bauart ergaben 2.802 Zyklen bis zum Bruch des Innenlei­ ters 1.

Claims (4)

1. Koaxialkabel, insbesondere für Kanalroboter, mit einem Innenleiter (1), einem den Innenleiter (1) umgebenden Isolier-Innenmantel (2), einem Außenleiter (3) und einem den Außenleiter (3) umgebenden Isolier-Außenmantel (4), wobei der Innenleiter (1) eine innere, eine hohe Wechselbiegefestigkeit aufweisende, aus elektrisch nicht lei­ tendem Material bestehende Seele (7) aufweist, die mit einem Leiter (8) aus elektrisch leitendem Material umgeben ist, und so ebenfalls eine hohe Wechselbiegefestigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (8) auf der Seele (7) des Innenleiters (1) mit Lücken gewendelt ist.

2. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (7) aus Kunstfasern, insbesondere Kevlarfasern besteht.

3. Koaxialkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Steueradern (5) außen um den Außenmantel (4) verseilt sind.

4. Koaxialkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (4) und, so vorhanden, die Steueradern (5) von einem Zugmantel (6) aus elektrisch isolierendem Material umgeben sind.