DE2401559A1

DE2401559A1 - Koaxialkabel, dessen dielektrikum teilweise aus luft besteht

Info

Publication number: DE2401559A1
Application number: DE2401559A
Authority: DE
Inventors: Hubertus Johannes Jose Gommans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1974-01-14
Publication date: 1974-08-15
Also published as: US3864509A; FR2216653B1; NL7301495A; ES422803A1; CH566061A5; SE394156B; BE810470A; AU6509574A; JPS49105990A; NO740288L; FR2216653A1; CA1006593A; NO137622B; GB1458102A; IT1007171B

Description

PHN.6730» Va/EVH.

26.10.1973,

Zeller

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..:.- no. PHN- 6730 12. Jan. 1974

Koaxialkabel, dessen Dielektrikum teilweise aus Luft besteht

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koaxialkabel für Hoch-Frequenz-Zwecke mit einem teilweise aus Luft bestehenden Dielektrikum, wobei um den Mittelleiter herum Drähte aus einem elektrisch isolierenden Material angebracht sind, die als Distanzhalter wirken. In Koaxialkabeln dieses Typs kann zur Abstützung des Aussenleiters noch ein Rohr aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen sein. Das Kabel kann einen oder mehrere konzentrische Aussenleiter und weiter einen Aussenmantel aus einem elektrisch isolierenden Material und gegebenenfalls eine Armierung enthalten.

Bei einer bekannten Ausführungsform eines. Koaxialkabels dieses Typs wirken ein oder mehrere spiralförmig um den Mittelleiter herum angebrachte Drähte aus Kunststoff als

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Distanzhalter j dabei ist der Mittelleiter mit Distanzhalter innerhalb eines Kunststoffrohres angeordnet, um das herum · der Aussenleiter angebracht ist.

Koaxialkabel mit spiralförmig um den Mittelleiter herum angebrachten Drähten aus Kunststoff als Distanzhalter können auf kontinuierliche Weise hergestellt werden, d.h., dass, während der Kern mit einer gleichmässigen Geschwindigkeit fortbewegt wird, die Distanzhalter und die weiteren Kabelteile nacheinander angebracht werden können. Ein Nachteil dieser Konstruktion besteht jedoch darin, dass das Kabel in der Längsrichtung nicht wasserdicht ist. Dies bedeutet, dass, beim Auftreten eines Leckes, z.B. durch einen Riss oder Bruch oder an der Stelle eines Anschlusses bei im Boden liegenden Kabeln, sich Wasser unbehindert über grosse Abstände im Kabel ausbreiten und eine Diskontinuität der Impedanz sowie eine Zunahme der Dämpfung des Kabels herbeiführen kann. Die Eigenschaften ändern sich dadurch über grosse Abstände derart, dass das Kabel unbrauchbar wird. Wenn Teile eines Kabelstückes verschiedene Temperaturen aufweisen, kann Wasserdampf in dem Teil mit der niedrigsten Temperatur kondensieren, wodurch ebenfalls die elektrischen Eigenschaften des Kabels beeinträchtigt werden. Diese Gefahr liegt z.B. bei Kabelstücken vor, die teilweise innerhalb und teilweise ausserhalb eines Gebäudes liegen.

Die Erfindung bezweckt, eine Konstruktion für ein Koaxialkabel zu schaffen, das in der Längsrichtung wasserdicht ist und sich auf kontinuierliche Weise herstellen lässt.

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jSin Koaxialkabel, das diese erfindungsgeraässe Aufgabe erfüllt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalter aus mindestens zwei Drähten aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, die gemäss räumlichen Wellenlinien um den Mittelleiter angeordnet sind und in regelmässigen gegenseitigen Abständen über einen kleinen Abstand miteinander verbunden sind und auf diese Weise zusammen den ganzen Umfang des Mittelleiters umfassen.

Unter einer räumlichen Wellenlinie ist hier eine Wellenlinie zu verstehen, die gemäss einer Zylindermantelfläche vorzugsweise zwischen zwei Erzeugenden eines Zylinders verläuft» Eine derartige Wellenlinie ist also dreidimensional, Jeder der Drähte umfasst auf diese Weise, in Projektion auf eine Ebene senkrecht zu dein Mittelleiter gesehen, einen Teil des Leiterumfangs. Bei dem Kabel nach der Erfindung umfassen die Drähte zusammen den ganzen Umfang des Mittelleiters.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Kabels bestehen die Distanzhalter aus zwei Drähten, die gemäss in bezug auf eine Ebene durch die A<ihse des Mittelleiters spiegelbildlich angeordneten räumlichen Wellenlinien am Mittelleiter entlang liegen und je einen halben Umfang des durch den Mittelleiter gebildeten Zylinders umfassen, wobei die Drähte an den Stellen, an , denen sie sich berühren, miteinander verbunden sind.

Bei der Konstruktion des Koaxialkabels nach der Erfindung ist der Raum zwischen dem Mittelleiter und dem Aussenleiter oder dem aus elektrisch isolierendem Material

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bestehenden Rohr, um das herum der Aussenleiter angebracht 1st, in eine Anzahl von Drahtstücken begrenzter Abteile unterteilt. Dadurch wird verhindert, dass sich Wasser beim Auftreten von Lecken längs des Mittelleiters über grosse Abstände ausbreiten kann. Die Bildung störender Mengen Wasser durch Kondensation von Wasserdampf an Stellen niedriger Temperatur wird dadurch vermieden, dass verhindert wird, dass Wasserdampf zu diesen Stellen gelangt.

Die Drähte, die als Distanzhalter in dem Kabel nach der Erfindung dienen, bestehen vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einer kleinen Dielektrizitätskonstante (£) und einem kleinen Verlustwinkel (tg^), Geeignete Kunststoffe sind z.B,ί Polypropylen, Polyäthylen, Polystyrol, Polytetrafluoräthylen. Die Drähte können massiv oder hohl sein. Auch ist es möglich, Drähte aus Kunststoffschaum oder zusammengesetzten Aufbaus (z.B. mit einem Kern aus Kunststoffschaum, der von einem massiven Mantel aus demselben oder einem anderen Kunststoff umgeben ist) zu verwenden. Die Drähte können einen kreisförmigen, elliptischen, rechteckigen oder anderen für den angestrebten Zweck günstigen Querschnitt aufweisen. Es kann vorteilhaft oder wünschenswert sein, die Drähte beim Mitexnanderverbinden an den Berührungssteilen derart zu verformen, dass der Raum zwischen dem Mittelleiter und dem Aussenleiter oder dem Rohr aus elektrisch isolierendem Material, um das herum der Aussenleiter angebracht ist, an der Verbindungsstelle möglichst vollständig ausgefüllt wird. Insbesondere ist eine feuchtig-

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keitsdichte Anlage der Drähte an Metallteilen, wie dem Mittelleiter, dabei wünschenswert«

Die Distanzhalter nach der Erfindung können auf

verschiedene Weise, z.B. mit Hilfe zweier Spritzvorrichtungen, angebracht werden, die halbkreisförmige Bewegungen um den sich kontinuierlich fortbewegenden Mittelleiter vollführen, wobei stets an den Umkehrpunkten der Bewegung die noch warmen Drähte, erwünschtenfalls unter Verformung, mittels einer Vorrichtung miteinander verschmolzen werden, die über einen geeigneten Abstand der Bewegung des Mittelleiters folgt.

Der Mittelleiter kann z.B. aus Kupfer, Aluminium.oder mit Kupfer überzogenem Aluminium hergestellt sein. Der Aussenleiter kann ebenfalls aus diesen Materialien in Form eines Geflechts von Metalldrähten oder einer Folie oder einer Kombination dieser beiden bestehen. Der Aussenleiter kann von einem Kunststoffrohr abgestützt sein, zu welchem Zweck die bereits genannten Kunststoffe ebenfalls geeignet sind. Auch ist es möglich, den Aussenleiter in Form eines selbsttragenden Rohres auszubilden.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben, Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Mittelleiters mit zwei Kunststoffdrahten, die als Distanzhalter dienen,

Fig. 2 ebenfalls eine Seitenansicht desselben Teiles des Mittelleiters wie in Fig. 1, nachdem letzterer über einen

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Winkel von 90° um die Mittelachse gedreht ist,

Pig. 3 einen Schnitt an der Verbindungsstelle der beiden KunststoffdrShte quer zu der Achse des Mittelleiters, ·

Fig. h die Distanzhalter in aufgeklapptem Zustand, nachdem ein Einschnitt parallel zu einer Erzeugenden der durch den Mittelleiter gebildeten Zylinders gemacht worden ist,

Fig. 5 einen Distanzhalter in aufgeklapptem Zustand, der aus vier Drähten aufgebaut ist, und

Fig. 6 einen Distanzhalter in aufgeklapptem Zustand, der aus drei Drähten aufgebaut ist.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Mittelleiters 1, z.B. aus massivem Kupfer, auf dem die Distanzhalter, von denen nur der auf der Vorderseite liegende Distanzhalter sichtbar ist, angebracht sind. Die Distanzhalter bestehen im dargestellten Ausführungsbeispiel aus massiven Polyäthylendräht en.

Fig, 2 zeigt eine Seitenansicht des Mittelleiters und den Distanzhalter 2, 3 in einer zu der Seitenansicht nach Fig. 1 senkrechten Richtung (siehe den Pfeil in Fig. 1). Bei k_t 5» 6 und 7 sind die Drähte 2 und 3 unter Verformung miteinander verschmolzen. In dieser Figur ist der räumliche Charakter der durch die Drähte 2 und 3 gebildeten Wellenlinien erkennbar.

In Fig. 3 ist ein Schnitt längs III-III in Fig. 2 dargestellt; entsprechende Bezugsziffern bezeichnen die gleichen Teile wie in den vorhergehenden Figuren, 8 bezeichnet ein Kunststoffrohr, z.B. aus demselben Material, das für

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die Drähte 2 und 3 verwendet wird. Rings um das Rohr 8 liegt der Aussenleiter 9; dieser kann aus einem Metalldrahtgeflecht z.B. aus Kupferdraht, einem Metallrohr, einer um das Rohr herumgefalteten Metallfolie oder einer Kombination einer um das Rohr 8 herumgefalteten Metallfolie und eines darauf angebrachten Metalldrahtgeflechtes bestehen. An den Verschmelzungen h und 6 sind die Drähte 2 und 3 zusammen derart verformt, dass an diesen Stellen der Raum zwischen dem Mittelleiter 1 und dem Rohr 8 vollständig ausgefüllt ist. Das Ganze ist mit dem Aussenmantel 10 versehen.

Fig. k zeigt zur Verdeutlichung den Distanzhalter, nachdem auf einer Seite des Mittelleiters die Verbindungen zwischen den Drähten 2 und 3 unterbrochen sind (wie zwischen 4* und k" und zwischen 5' und 5"). Mit 6 und 7 sind die in Fig, 2 hinter dem Mittelleiter 1 liegenden Verbindungen bezeichnet.

In den Fig. 5 und 6 sind auf entsprechende Weise Distanzhalter dargestellt, die aus vier bzw. drei Kunststoffdrähten aufgebaut sind.

Vorzugsweise wird jedoch die Mindestanzahl Drähte, die für eine dauernde Zentrierung des Mittelleiters 1 innerhalb des Rohres 8 genügend ist, verwendet. In der Praxis stellt sich heraus, dass dies im allgemeinen bereits mit zwei Drähten erreicht werden kann. Der Luftanteil in dem Raum zwischen dem Mittelleiter 1 und dem Rohr 8 ist dann ausserdem bei gegebenem Drahtdurchmesser und gegebener Wellenlänge der durch die Drähte gebildeten Wellenlinien

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möglichst gross und infolgedessen ist die Dämpfung in dem Kab e1 minimal.

Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel bestand der Mittelleiter 1 aus Kupfer und wies einen Durchmesser von 3|6 mm auf. Um den Leiter 1 herum waren zwei Polyäthylendrähte 2 und 3 mit je einem Durchmesser von 3 mm angebracht; das Rohr 8 aus Polyäthylen wies eine Wandstärke von gleichfal,ls 3 nun auf, während der Aussenleiter aus einer um das Rohr 8 herum gefalteten Kupferfolie bestand, auf der ein Kupferdrahtgeflecht angebracht war. Der Aussenmantel 10 bestand aus mit Russ gemischtem Polyäthylen mit einer Wandstärke von 2 mm.

Der Abstand zwischen zwei Verbindungspunkten h und bzw. 6 und 7 betrug etwa 2,5 cm. Dies bedeutet, dass, wenn ein freier, von den Drähten 2 und 3 und von zwei Verbindungen zwischen diesen Drähten, welche auf derselben Seite des Mittelleiters liegen, begrenzter Raum völlig mit Fässer ausgefüllt ist, keine merkliche Zunahme der Dämpfung in dem Frequenzbereich zwischen 10 und 1000 MHz auftritt.

Das Koaxialkabel nach der Erfindung weist den Vorteil auf, dass sich die Konstruktion auf kontinuierliche Weise herstellen lässt, während das Kabel in der Längsrichtung genügend wasserdicht ist, um ausserhalb Gebäuden und in einer feuchten Umgebung verwendet werden zu können.

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Claims

PHN. 6730. 26.10.73. :ntansprueche :

1. J Koaxialkabel mit einem teilweisen aus Luft bestehenden ielektrikum, wobei um den Mittelleiter herum Drähte aus

einem elektrisch isolierenden Material angebracht sind, die als Distanzhalter wirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalter aus mindestens zwei Drähten aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, die gemäss räumlichen Wellenlinien um den Mittelleiter angeordnet sind und in regelmässigen gegenseitigen Abständen über einen kleinen Abstand miteinander verbunden sind und auf diese Weise zusammen den ganzen Umfang des Mittelleiters umfassen.

2. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalter aus zwei Drähten bestehen, die gmäss in bezug auf eine Ebene durch die Achse des Mittelleiters spiegelbildlich angeordneten Wellenlinien an dem Mittelleiter entlang liegen und je einen halben Umfang des durch den Mittelleiter gebildeten Zylinders umfassen, wobei die Drähte an den Stellen, an denen sie sich berühren, miteinander verbunden sind,

3. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Drähte an der Verbindungsstelle verformt sind, um den Raum zwischen dem Mittelleiter und dem Aussenleiter oder dem Rohr aus elektrisch isolierendem Material, um das herum der Aussenleiter angebracht ist, an der Verbindungsstelle auszufüllen.

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