DE19737759A1 - Koaxiales Hochfrequenz-Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein koaxiales Hochfrequenz-Kabel, bestehend aus einem Innenleiter, aus einem denselben umgebenden Dielektrikum, das mineralisches Material als Abstandshalterung enthält, und aus einem über dem Dielektrikum liegenden, konzentrisch zum Innenleiter angeordneten, rohrförmigen Außenleiter (EP 0 503 129 A1).

Koaxiale Hochfrequenz-Kabel - im folgenden kurz "HF-Kabel" genannt - werden beispielsweise als Verbindungskabel zwischen einem Sender und einer Antenne zum Transport elektromagnetischer Wellen eingesetzt. Sie können als "abstrahlende" HF-Kabel beispielsweise auch in Tunnelstrecken verlegt werden. Bei allen bekannten Ausführungsformen sorgt das zwischen Innenleiter und Außenleiter befindliche Dielektrikum als Abstandshalterung dafür, daß die beiden Leiter mit festem Abstand koaxial bzw. konzentrisch zueinander angeordnet sind. Das Dielektrikum kann als Volldielektrikum aus Isoliermaterial bestehen, das den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenleiter vollständig ausfüllt, und zwar in massiver oder geschäumter Form. Es kann sich aber auch um ein sogenanntes Hohlraumdielektrikum mit Abstandshaltern aus Isoliermaterial handeln, die an beiden Leitern anliegen. Solche Abstandshalter können beispielsweise ein Wendel, mit axialem Abstand angeordnete Scheiben oder auch Einzelstützen sein. Das HF-Kabel ist solange funktionsfähig, wie Innen- und Außenleiter unbeschädigt konzentrisch zueinander liegen. Bei sehr hohen Temperaturen und insbesondere im Brandfall kann das Isoliermaterial des Dielektrikums schmelzen. Es kommt dadurch schnell zu einer Berührung zwischen Innen- und Außenleiter. Das HF-Kabel ist dann sofort unbrauchbar.

Bei dem HF-Kabel nach der eingangs erwähnten EP 0 503 129 A1 ist die Abstandshalterung in Form einer Profilwendel oder einzelner Formstücke aus Glas oder aus keramischem Werkstoff aufgebaut. Durch den Einsatz dieser Materialien ist das entsprechende HF-Kabel auch bei höheren Temperaturen einsetzbar. Es ist auch im Brandfall ein Funktionserhalt gesichert, zumindest für einen bestimmten Zeitraum. Es wird dabei aber in Kauf genommen, daß die Herstellung des HF-Kabels wegen der spröden Materialien der Abstandshalterung aufwendig wird und daß seine elektrischen Eigenschaften wegen dieser Materialien verschlechtert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte HF-Kabel so zu gestalten, daß es bei verbesserten elektrischen Eigenschaften in üblicher Technik hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abstandshalterung aus einer Kombination von thermoplastischem Isoliermaterial und mineralischem Material besteht.

Bei dem für dieses HF-Kabel eingesetzten Isoliermaterial handelt es sich um ein zwei unterschiedliche Komponenten enthaltendes Material. Ein beispielsweise mit mineralischen Partikeln "gefülltes" thermoplastisches Isoliermaterial erlaubt den Einsatz üblicher Techniken bei der Herstellung des HF-Kabels, und zwar bei beliebigem Aufbau der Abstandshalterung. Übliche Herstellungstechniken können auch dann eingesetzt werden, wenn beispielsweise sowohl Scheiben aus thermoplastischem Isoliermaterial als auch Scheiben aus mineralischem Material oder entsprechende Einzelstützen verwendet werden. Das thermoplastische Isoliermaterial ist stets auch beim Transport und beim Verlegen des HF-Kabels als Abstandshalter wirksam. Die dielektrischen Eigenschaften des 2-Komponenten- Materials sind gegenüber einem rein mineralischen Material verbessert, so daß auch die Übertragungseigenschaften des HF-Kabels verbessert werden. Für hohe Temperaturen und insbesondere im Brandfall ist durch das mineralische Material sichergestellt, daß Innen- und Außenleiter einander nicht berühren, auch wenn das thermoplastische Material geschmolzen ist. Das HF-Kabel bleibt daher für einen ausreichenden Zeitraum noch funktionsfähig. Das für die Abstandshalterung verwendete 2-Komponenten-Material sichert für das HF-Kabel also einfache Herstellung, gute elektrische Eigenschaften und Funktionserhalt bei hohen Temperaturen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein HF-Kabel nach der Erfindung teilweise im Schnitt.

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II-II.

Fig. 3 bis 7 gegenüber Fig. 1 veränderte Ausführungen des HF-Kabels.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte HF-Kabel hat ein Volldielektrikum, das massiv oder geschäumt ausgeführt sein kann. Es besteht aus einem Innenleiter 1, einem Dielektrikum 2 und einem konzentrisch zum Innenleiter 1 angeordneten, rohrförmigen Außenleiter 3. Über dem Außenleiter 3 kann ein beispielsweise aus Polyethylen bestehender Mantel 4 angebracht sein. Der Mantel 4 kann auch aus einem flammwidrigen, halogenfreien Material bestehen. Innenleiter 1 und Außenleiter 3 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Der Innenleiter 1 kann als glattes oder gewelltes Rohr oder massiv ausgeführt sein. Der Außenleiter 3 kann ein Glattrohr sein, er kann aber auch gewellt sein.

Das Dielektrikum 2 füllt gemäß den Fig. 1 und 2 den ganzen Zwischenraum zwischen Innenleiter 1 und Außenleiter 3 aus. Es dient insgesamt als Abstandshalter zwischen den beiden Leitern 1 und 3. Der Außenleiter 3 liegt also am Dielektrikum 2 an. Es besteht als 2-Komponenten-Material aus thermoplastischem Isoliermaterial und mineralischem Material, das dem thermoplastischen Isoliermaterial in Form einer großen Anzahl von Partikeln zugegeben ist. Die Partikel werden dem thermoplastischen Isoliermaterial in einer Vorfertigung mit möglichst gleichmäßiger Verteilung zugegeben. Das dadurch entstandene 2-Komponenten-Material kann während der Fertigung des HF-Kabels auf den Innenleiter 1 aufextrudiert werden.

Das HF-Kabel kann auch mit einem Hohlraumdielektrikum gemäß den Fig. 3 bis 6 aufgebaut sein. Als Abstandshalter für die beiden Leiter 1 und 3 sind gemäß Fig. 3 Scheiben 5 vorgesehen, die mit axialem Abstand zueinander an beiden Leitern 1 und 3 anliegen. Die Scheiben 5 können ähnlich wie für Fig. 1 beschrieben auf den Innenleiter 1 aufextrudiert werden. Sie können aber auch vorgefertigt und auf den Innenleiter 1 aufgesteckt werden.

Das HF-Kabel nach Fig. 4 hat eine Wendel 6 als Abstandshalter. Die Wendel 6 wird aus dem 2-Komponenten-Material vorgefertigt und auf den Innenleiter 1 aufgewickelt.

Das mineralische Material kann auch in konzentrierter Form in ein HF-Kabel eingebracht werden, dessen sonstiger Aufbau unverändert bleiben kann. So können bei einem HF-Kabel mit Hohlraumdielektrikum gemäß Fig. 5 zwischen zwei Scheiben 7 der Abstandshalterung, die aus thermoplastischem Material bestehen, zusätzliche Scheiben 8 aus mineralischem Material angebracht werden. Der Abstand der Scheiben 8 voneinander kann größer als der Abstand der Scheiben 7 voneinander sein, weil die Scheiben 8 nur dann zum Funktionserhalt des HF-Kabels benötigt werden, wenn die Scheiben 7 ihre Funktion nicht mehr erfüllen können. Das kann im Falle eines Feuers oder auf andere Art und Weise entstandenen hohen Temperaturen der Fall sein. Die Scheiben 8 brauchen daher beim Transport, bei der Montage und im ungestörten Betrieb des HF-Kabels nicht am Außenleiter 3 anzuliegen, zumindest nicht mit tragender Funktion. Sie können vielmehr einen auch deutlich kleineren Durchmesser als die Scheiben 7 haben. Zweckmäßig werden die Scheiben 8 materialarm ausgebildet.

Scheiben aus mineralischem Material können auch bei einem HF-Kabel eingesetzt werden, das eine Wendel 9 als Abstandhalter hat, so wie sie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist. Die Wendel 9 hat einen durchgehenden Strang 10, der am mit einer Querwellung versehenen Innenleiter 1 anliegt. Vom Strang 10 stehen mit Abstand zueinander Stützen 11 ab, an deren freien Enden der ebenfalls quer gewellte Außenleiter 3 anliegt. Die in Fig. 6 nicht dargestellten Scheiben aus mineralischem Material können in den Bereichen zwischen den Stützen 11 angebracht werden. Sie sind mit Ausnehmungen zur Aufnahme des Stranges 10 der Wendel 9 ausgerüstet. Auch hier brauchen die mineralischen Scheiben zunächst keine tragende Funktion zu haben.

Das HF-Kabel kann gemäß Fig. 7 auch mit einem Volldielektrikum aus thermoplastischem Material versehen sein, das massiv oder geschäumt ausgeführt sein kann. In relativ großen axialen Abständen sind Scheiben 12 aus mineralischem Material zwischen Innenleiter 1 und Außenleiter 3 angeordnet. Für ihren Aufbau gilt das gleiche wie für die Scheiben 8 gemäß Fig. 5.

Der Aufbau der Abstandshalterung aus thermoplastischem Isoliermaterial einerseits und mineralischem Material andererseits gilt auch dann, wenn Einzelstützen eingesetzt werden.

In allen Ausführungsformen kann das thermoplastische Isoliermaterial beispielsweise aus Polyethylen oder Polypropylen bestehen. Als mineralisches Material können beispielsweise Keramik oder Glas eingesetzt werden. Der Außenleiter 3 wird jeweils nach Fertigstellung des Dielektrikums auf dasselbe aufgebracht. Die Fertigung des HF-Kabels kann insgesamt in einem Arbeitsgang erfolgen. Auch der Mantel 4 kann gegebenenfalls im gleichen Arbeitsgang aufgebracht werden.

Das HF-Kabel ist mit dem geschilderten Aufbau für den Normalfall voll funktionsfähig. Bei hohen Temperaturen, insbesondere im Brandfall, schmilzt das thermoplastische Material. Die darin enthaltenen mineralischen Partikel hingegen schmelzen nicht. Sie bleiben als Abstandshalter erhalten und verhindern eine Berührung zwischen Innenleiter 1 und Außenleiter 3. Die Funktionsfähigkeit des HF-Kabels bleibt daher - wenn auch eingeschränkt - erhalten.

Claims (9)

1. Koaxiales Hochfrequenz-Kabel, bestehend aus einem Innenleiter, aus einem denselben umgebenden Dielektrikum, das mineralisches Material als Abstandshalterung enthält, und aus einem über dem Dielektrikum liegenden, konzentrisch zum Innenleiter angeordneten, rohrförmigen Außenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung aus einer Kombination von thermoplastischem Isoliermaterial und mineralischem Material besteht.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung aus mit axialem Abstand zueinander angeordneten Scheiben (7, 8) aufgebaut ist, von denen ein Teil aus thermoplastischem Isoliermaterial und ein anderer Teil aus mineralischem Material besteht.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (7, 8) aus den unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind.

4. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung aus einer aus thermoplastischen Isoliermaterial bestehenden Wendel (9) mit einem durchgehenden, am Innenleiter (1) anliegenden Strang (10) und mit Abstand zueinander abstehenden Stützen (11) sowie zwischen den Stützen (11) angeordneten Scheiben aus mineralischem Material aufgebaut ist.

5. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalterung aus einem Volldielektrikum und Scheiben (12) aus mineralischem Material besteht, die mit axialem Abstand zueinander zwischen Innenleiter (1) und Außenleiter (3) angebracht sind.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus mineralischem Material im ungestörten Betrieb den Außenleiter (3) nicht tragend berühren.

7. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abstandshalterung thermoplastisches Isoliermaterial eingesetzt ist, das eine Vielzahl von mineralischen Partikeln enthält.

8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralisches Material Keramik eingesetzt ist.

9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als mineralisches Material Glas eingesetzt ist.