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Längsdichtes koaxiales elektrisches Kabel Koaxiale elektrische Kabel
und koaxiale elektrische Leitungen werden in neuerer Zeit in bedeutendem Umfang
als Antennenleitungen in Empfangsanlagen für Rundfunk und Fernsehen sowie in Netzen
für das Kabelfernsehen verwendet. Derartige Kabel und Leitungen zeigen im wesentlichen
folgenden Ausbau: Auf einen drahtform gen Innenleiter ist ein Dielektrikum aufgebracht,
bei dem es sich in der Regel um einen extrudierten, gegebenenfalls verschäumten
Kunststoff handelt. Anstelle eines sogenannten Volldielektrikums werden auch im
wesentlichen durch Luft gebildete Dielektrika vorgesehen, bei denen auf den Innenleiter
in Abständen Isolierscheiben aufgebracht sind oder bei denen der Innenleiter mit
einer isolierenden Wendel umgeben ist. Auf die Isolierung ist der Außenleiter aufgebracht,
der seinerseits von einer Schutshülle,in der Regel von einem Kunststoffmantel umgeben
ist. Als Außenleiter kommen mitunter Geflechte aus Metalltirähten, insbesondere
Kupferdrähte in Betracht, häufig bestebt der Außenleiter jedoch aus einem Metallband,
das längseinlaufend zu einem Rohr geformt ist, wobei sich die Bandkanten des Metallbandes
überlappen können (Dv-QS 1 765 405).
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Derartige koaxiale Kabel und Leitungen werden bei ihrer Verwendung
als Antennenleitungen häufig auch in Erde verlegt. Daher wird an diese Kabel und
Leitungen auch die Forderung der Längswasserdichtigkeit gestellt, d. h. bei einer
Beschädigung der äußeren
Schutzhülle und gegebenenfalls des Außenleiters
soll sich keine Feuchtigkeit in Längsrichtung des Kabels zwischen der Isolierung
und dem Außenleiter und/oder zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ausbreiten
können. Bin Ausbreiten von Feuchtigkeit zwischen dem Innen- und dem Äußenleiter,
also innerhalb des Dielektrikums, kann nur bei den. Kabeln oder Leitungen erfolgen,
bei denen das Dielektrikum im wesentlichen durch Luft gebildet wird. Zum Verhindern
des Ausbreitens von Feuchtigkeit innerhalb des Dielektrkums sind bereits verschiedene
Möglichkeiten bekannt (D2-AS 1 099 608, DT-OS 1 903 700). Im wesentlichen läuft
es immer darauf hinaus, daß das Dielektrikum in Längsrichtung in abgeschlossene
Kammern unterteilt wird.
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Bei Kabeln oder Leitungen mit einem Dielektrikum aus extrudiertem,
gegebenenfalls verschäumtem Kunststoff ist dieser Bereich automatisch längswasserdicht.
Zusätzlich besteht aber noch bei beiden Dypen die Gefahr, daß sich zwischen dem
Dielektrikum und dem Außenleiter Hohlräume befinden, die auf einem beliebigen Wege
in Längsrichtung miteinander in Verbindung stehen können. Diese Hohlräume können
einmal dadurch entstehen, daß der Innendurchmesser des zu einem Rohr geformtenMetallbandes,das
den Außenleiter bildet, größer ist als der Außendurchmesser des Dielektrikums, zum
anderen können sie auch dadurch entstehen, daß Außenleiter und Dielektrikum unterschiedliche
Ausdehnungskoeffizienten besitzen.
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Besteht der Außenleiter aus einem Metallband, dessen Bandkanten sich
überlappen, so besteht besonders an dieser Stelle die Gefahr eines in Längsrichtung
verlaufenden Hohlraumes. Um ein Ausbreiten von Feuchtigkeit zwischen Dielektrikum
und Außenleiter zu verhindern ist es bekannt, den aus einet Metallband geformten
Außenleiter mit Hilfe einer auf die Innenseite des Metallbandes aufgebrachten Kunststoffbeschichtung
mit dem Dielektrikum zu verkleben (I?T-oS 1 765 405). Bei einem derartigen Kabel
ergeben sich Jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Montage von Garnituren, weil
die innere Beschichtung des Metallbandes die Herstellung
von freien
Kontaktflächen für die Verbindung des Kabels mit Garnituren erschwert.
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Um ein Ausbreiten von Feuchtigkeit in den Hohlräumen zu verhindern,
ist weiterhin vorgeschlagen, auf das Dielektrikum mindestens zwei Bänder aus Streifen
oder Fäden aus elastischem oder plastisch verformbarem Material derart aufzuspinnen,
daß die Hohlräume in Längsrichtung in voneinander getrennte Kammern unterteilt werden
(P 24 34 649.4).
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Die Erfindung geht aus von einem koaxialen elektrischen Kabel oder
einer koaxialen elektrischen Leitung bestehend aus einem Innenleiter, einem Dielektrikum
aus extrudiertem Kunststoff, einem Aussenleiter sowie einem extrudierten Kunststoffmantel,
bei dem der Außenleiter aus einem glatten, länsgeinlaufend zu einem Rohr geformten
Metallband besteht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem derartigen Kabel oder einer
derartigen Leitung auf einfache Weise eine ausreichende Längswasserdichtigkeit sicherzustellen,
ohne die Ubertragungseigenschaften des Kabels oder der Leitung wesentlich zu beeinträchtigen
und ohne die Montage von Garnituren zu erschweren.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Dielektrikum
über die ganze Länge von einer gleichmäßigen Schicht aus elektrisch hochwertiger,wasserabweisender
Dichtmasse umgeben ist.
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Bei einem derartigen Kabel oder einer derartigen Leitung wird also
eine bestimmte Schicht etwa,i - lmm Dicke einer wasserabweisenden Dichtmasse auf
das Dielektrikum aufgetragen. Bei der anschließenden Umhüllung mit dem Außenleiter
füllt die Dichtmasse den Raum zwis-chen Außenleiter und Dielektrikum voll aus. Bei
einer Beschädigung des äußeren Kunststoffmantels und des Außenleiters kann sich
damit die Feuohtigkeit praktisch nicht mehr in Längsrichtung
ausbreiten.
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Als Dichtmasse kommen nur elektrisch so hochwertige Substanzen in
Frage, daß dieSbertragungseigenschaften der Bettung oder des Kabels nicht wesentlich
beeinträchtigt werden. Eine einfache Montage von Garnituren ist ebenfalls sichergestellt,
da sich die Dichtmasse von der Innenseite des Außenleiters leicht entfernen läßt
und somit eine erforderliche Kontaktierung zwischen Garnitur und Kabel ohne Schwierigkeiten
durchgeführt werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die elektrisch
hochwertige, wasserabweisende Dichtmasse aus hochreinen Kohlenwasserstoffen von
fester bis öliger Konsistenz besteht.
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Elektrisch hochwertig bedeutet in diesem Fall, daß die Dichtmasse
eine möglichst kleine Dielektrizitätskonstante und ebenfalls einen auch bei hohen
Frequenzen kleinen Verlustwinkel besitzt.
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Die gemäß der Erfindung verwendete Dichtmasse wird vorzugsweise aus
Polyisobutylen bestehen. Polyisobutylen besitzt dielektrisch hochwertige Eigenschaften
und ist praktisch in jeder beliebigen Konsistenz zwischen dünnflüssig und fest zu
bekommen. Selbstverständlich kommen auch noch andere hochreine Kohlenwasserstoffe
in Frage, wie z.B. dickölige Paraffine, niedermolykulare Polyäthylen von salbiger
Konsistenz oder auch Kohlenwasserstoffwachse.
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Zum Aufbringen der Dichtmasse auf das Dielektrikum sieht die Erfindung
einen zylindrischen Füllkopf mit an den Stirnflächen angebrachten auswechselbaren
Ein- und Auslaßstutzen vor, der an der Gehäusewandung einen zur Füllkopfachse konzentrischen
Ringkanal mit über den Umfang gleichmäßig verteilten, düsenartigen Austrittsöffnungen
zum eigentlichen Füllraum hin aufweist, dem die Dichtmasse aus einem Vorratsbehälter
mittels einer regulierbaren Dosierpumpe über Rohrleitungen zuführbar ist.
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Im Prinzip sind derartige Fülleinrichtungen bereits bekannt.
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Vberwiegend werden sie zum Füllen von aus kunststoffisolierten Adern
aufgebauten vieladrigen Kabelseelen eingesetzt, bei denen die Zwischenräume zwischen
den einzelnen Adern zur Längsabdichtung mit Füllmasse ausgefüllt werden sollen.
Hierbei wird in den Fülleinri ch tun gen die Füllmasse unter erheblichen Uberdruck
gesetzt, damit sie zwischen den Adern in die Zwischenräume eindringen kann tDD-OS
2 218 118). Auch ist bereits bekannt, eine Kabelseele äußerlich mit einer Dichtmasseschicht
zu umgeben und dann anschließend eine Metallarmierung aufzubringen (I)T-oS 2 151
183). Die hierzu vorgeschlagene Vorrichtung führt die Dichtmasse in flüssigem Zustand
von einem Vorratsbehälter über eine Rohrleitung dem eigentlichen Füllkopf zu, in
dem sie aus einem nach unten gerichteten Endabschnitt ausfließt und sich somit ausschließlich
von oben über die Kabelseele ergießt. Die überschüssige Füllmasse fließt durch eine
Auslaßöffnung wieder in den Vorratsbehälter zurück. Bei einer derartigen Auftragung
der Füllmasse von oben ist es keinesfalls sichergestellt, daß die schnell durch
den Füllkopf hindurchbewegte Kabelseele auf ihrem ganzen Umfang gleichmäßig mit
Füllmasse bedeckt wird.
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Um die gleichmäßige Bedeckung mit Füllmasse auf den ganzen Umfang
und über die ganze Länge sicherzustellen, sieht der erfindungsgemäße Füllkopf einen
Ringkanal vor, dem an einer Stelle über Dosierpumpen definierte Mengen Füllmasse
zugeführt werden können.
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Im Bereich dieses Ringkanales ist die Gehäusewandung in gleichmäßigen
Abständen über den gesamten Umfang verteilt mit düsenartigen Öffnungen versehen,
durch die nun von allen Seiten Füllmasse auf den hindurchgeführten isolierten Innenleiter
aufgebracht wird. Durch die Dosierpumpe kann die Menge der zugeführten Masse und
damit der in dem Ringkanal aufbauende Druck so eingestellt werden, daß genau die
benötigte Füllmassemenge auf den Leiter aufgebracht wird und nicht mehr.
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Um zu gewährleisten, daß die Auftragsschichten, auch dicke Auftragsschichten,
gleichmäßig den Innenleiter mit Isolierung umgeben,
ist vorgesehen,
daß der Auslaßstutzen an seiner Innenoberfläche mehrere über den Umfang gleichmäßig
verteilte, achsparallel verlaufende, keilförmige Stege aufweist. Der zu beschichtende
isolierte Innenleiter wird damit im Auslaßstutzen zentriert. Im Füllkopf auf den
isolierten Innenleiter aufgebrachte Dichtmasse kann somit-nicht durch einseitige
Berührung zwischen Innenleiter und Auslaßstutzen ungewollt wieder abgestreift werden.
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Soll die Dichtmasse bei einer Temperatur überhalb von Zimmertempratur
zugeführt und aufgebracht werden, so muß die Möglichkeit bestehen, sämtliche Anlageteile
wie den Füllkopf, Ein- uud Auslaßstutzen und auch die Zuleitungsrohre zu temperieren.
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An einem Ausfuhrungsbeispiel sei die Erfindung nun näher erläutert.
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Dabei zeigt Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes längsdichtes
koaxiales Hochfrequenzkabel im Schnitt, Fig. 2 einen Füllkopf zum Aufbringen der
Dichtmasse und Fig. 3 einen Schnitt durch einen Auslaßstutzen.
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Das Hochfrequenzkabel 1 zeigt folgenden Aufbau: Auf den Innenleiter
10 aus einem Kupferdraht ist als Dielektrikum die Isolierung 11 aus Polyäthylen
durch Extrusion aufgebracht. Um diese Isolierung ist der Außenleiter 12 angeordnet,
der aus einem Metallband besteht, das längseinlaufend zu einem Rohr mit über lappenden
Bandkanten geformt wurde. Dieses Metallband, bei dem es sich um ein Kupfer- oder
ein Aluminiumband handeln kann, ist auf seiner Außenseite mit einem Kunststoff 13
beschichtet, der eine gute Haftung zwischen dem Außenleiter 12 und dem anschließenden
Kunststoffmantel 14 aus Polyäthylen gewährleistet. Eine festhaftende Verbindung
zwischen dem Außenleiter 12 und dem Kunststoffmantel 14 erfolgt dabei in der bekannten
Weise durch die bei der Extrusion des Kunststoffmantels 14 entstehende Wärme.
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Zur Längsabdichtung des Hochfrequenzkabels 1 im Bereich zwischen dem
Dielektrikum und dem Außenleiter 12 ist vor dem Formen des Außenleiters 12 auf das
Dielektrikum eine Schicht Polyisobutylen
als Dichtmasse 15 aufgebracht
worden. Bei der Formung des Außenleiters 12 wird diese Dichtmasse 15 so zur Seite
gequetscht, daß auch im-Bereich der Uberlappungsstelle 16 genügend Dichtmasse vorhanden
ist, um den dort entstehenden Hohlraum voll auszufüllen.
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Figur 2 zeigt den Füllkopf 20, mit dem die Dichtmasse 15 auf das Dielektrikum
11 aufgebracht wird. Dieser Füllkopf 20 besteht aus einem zylindrischen Rohr 21,
das an beiden Enden mit einem Flansch 2 versehen ist. An diesem Flansch 22 kann
auf der einen Seite der Einlaßstutzen 23 und auf der gegenüberliegenden der Auslaßstutzen
24 angeschraubt werden. Durch die Möglichkeit des Auswechselns der Ein- und Auslaßstutzen
23, 24 können diese an den jeweiligen Durchmesser der isolierten Innenleiter 17
angepaßt werden. Etwa in der Mitte des zylindrischen Rohres 21 sind über den Umfang
gleichmäßig verteilt düsenartige Bohrungen 25 vorhanden, über die die Dichtmasse
15 auf den Leiter 11 aufgebracht wird. Darüber befindet sich ein aufgesetzter Ringkanal
26 mit einem Stutzen 27 zur Zuführung der Dichtmasse 15. Über diesen Ringkanal 26
wird die Dichtmasse 15 zu allen Bohrungen 25 am Umfang und von dort in den Füllraum
befördert, der vollständig mit Dichtmasse 15 gefüllt ist. Beim Zuführen der Dichtmasse
15 an nur einer Stelle könnten sich in der Nähe des isolierten Innenleiters 17 auf
der der Zuführstelle entgegengesetzten Seite Hohlräume bilden, die eine ungleichmäßige
Dichtmasseschicht zur Folge hätten.
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An den Ringkanal 26 kann zusätzlich noch eine Druckanzeige 28 angebracht
sein, über die die Menge der zugeftihrten Dichtmasse 15 bestimmt werden kann. Nicht
dargestellt sind hier die Zuleitungsrohre sowie die regulierbaren Pumpen und der
Dichtmassevorratsbehälter. Mittels dieser regulierbaren Dosierpumpen kann der Druck
in dem Ringkanal 26 so eingestellt werden, daß die Masse, die durch die Bohrungen
25 in den Füllraum dringt, genau der für eine ausreichende Schichtdicke verbrauchten
entspricht.
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Überwiegend für große Schichtdickan ist ein Auslaßstutzen 30 vorgesehen,
in dem der zu beschichtende Leiter 17 zentriert werden kann.
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Figur 3 zeigt diesen spezellen Auslaßstutzen 30 im Schnitt. Dabei
ist wiederum der Flansch zu sehen, mit dem der Auslaßstutzen 30 an den Füllkopf
20 angeschraubt wird sowie ein Rohr 31, das an seiner Innenseite mehrere über den
Umfang gleichmäßig verteilte, keilförmige Stege 32 aufweist. Diese Stege 32 laufen
achsparallel Durch diese Stege 32 gestützt läuft der isolierte Innenleiter 17 zentrisch
innerhalb des Auslaßstutzens 30. Der isolierte Innenleiter 17 besteht hierbei wiederum
aus einem Volldielektrikum und einem Innenleiter 10, beispielsweise aus Kupfer.
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Nach dem Beschichten wird der isolierte Innenleiter 17 durch einen
Kalibriernippel 35 geführt, um einen gleichmäßigen Masseauftrag zu gewährleisten.
Der Auslaßstutzen 24, 30 des Füllkopfes 20 reicht dazu allein nicht aus, da sich
Druckschwankungen innerhalb des Füllkopfes 20 in einer unterschiedlichen Schichtdicke
bemerkbar machen würden. Es wären daher erhebliche Aufwendungen zur exakten Einhaltung
eines bestimmten Druckes notwendig. Einfacher ist ein zusätzlicher Kalibriernippel
35. Zur Verminderung der Reibkräfte sowie zur Glättung der Oberfläche kann dieser
Nippel 35 mit einer wickelbaren Heizmanschette 36 temperiert werden. Zur Erniedrigung
der Dichtmasseviskosität besteht ebenfalls die Möglichkeit, sämtliche Teile des
Füllkopfes 20 und der Zuführungsrohrleitungen zu temperieren.
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5 Ansprüche 3 Figuren