DE2535381A1 - Hochfrequenzflachbandkabel - Google Patents

Description

• Hochfrequenzf I achbandkabel Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzflachbandkabel entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Eine derartige Leitung wird in der DT-AS 21 39 618 zur Ermittlung genauer Wegmessungen verwendet, wobei die QueJr-Leitfähigkeit mittels einer Schicht aus elektrisch leitendem Kunststoff hergestellt wird, insbesondere unter Verwendung einer Kunststoffolie.
• Ein solches Hochfrequenzflachbandkabel genügt in hervorragender Weise den Anforderungen, die in Hinblick auf seine Verwendungsmöglichkeiten erforderlich sind. Die Fetigung des Kabels selbst ist aber teuer, da bei einem homogenen Vlies mit engtolerierter Leitfähigkeit vor allem die Herstellung einer brauchbaren Kontaktierung des Vlieses mit dem Leiter aehr aufwendig ist; vor allem dann, wenn nicht nur gleichbleibende Reproduzierbarkeit sondern auch örtliche und zeitliche Konstanz verlangt werden. Dabei soll davon ausgegangen werden, daß dieses Kabel nicht nur zur Wegmessung sondern auch zur äquivalenten Anwendung brauchbar ist.
• Die so dargestellte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Lehre gelöst, insbesondere unter Verwendung von im gleichen Abstand zueinander angeordneten Bauelementen, wobei diese diskrete Widerstände und/oder Kondensatoren sein können.
• Bauelemente der genannten Art können in einfacher Weise mit engen Toleranzen und zeitlicher Konstanz in Massenfertigung hergestellt und ihre Kontaktierung mit dem Leitermaterial technologisch völlig beherrscht werden.
• Die örtliche Konstanz ergibt sich dann durch den gleichen Abstand der Bauelemente zueinander.
• Das nach der genannten DT-AS bekannte homogene Kabel wird also durch einen Kettenleiter approximativ ersetzt, wobei die Güte der Approximation dem jeweiligen Anwendungsfall einfach angepaßt werden kann. Ein solcher wird anhand der Zeichnung beschrie>*e1 wobei auch Weiterbildungen des Gen -standes der vorliegenden Erfindung sowie eines dazugehörigen Verfahrens dargelegt werden.
• Es zeigen: Fig. 1 symbolisch zwei auf einem Streckenabschnitt hintereinander fahrende Kabinen, Fig. 2 verschiedene Zeigerdiagramme für die im Hochfequens flachbandkabel geführten Ströme, Fig. 3 bis 7 Verschiedene Prinzipdarstellungen des nach der Erfindung ausgebildeten Hochfrequenzflachbandkabels, Fig. 8 eine Variante der Fig. 7, Fig. 9 bis 10 in perspektivischer Darstellung die Wellung eines Hochfrequenzflachbandkabels mit daran angeordneten diskreten Bauelementen.
• Das entsprechend der Fig. 1 längs einer im einzelnen nicht weiter dargestellten Strecke ausgelegt Hochfrequenzflachbandkabel 1 dient der Abstands- bzw. Wegmessung zwischen zwei Fahrzeugen 2. Diese sind dazu mit einem Sender-Kopp ler 3, einem Kompensator-Koppler 4 und einem Empfängerkoppler 5 versehen, wobei die Fahrzeuge 2 entsprechend der Pfeilrichtung 6 sich auf der Strecke bewegen. Die vom Sender-Koppler 3 des einen Fahrzeugs ausgehenden Signale werden vom Empfänger-Koppler 5 des nachfolgenden Fahrzeugs empfangen, wobei beispielsweise deren Intensität ein Maß für den Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen 2 sein kann. Die Intensität mindert sich relativ schnell durch die im Hochfrequenzflachbandkabel 1 vorgesehene Quer-Leitfähigkeit und wird nach der Erfindung also mittels diskreter Bauelemente reduziert.
• Diese Bauelemente können entsprechend den Fig. 3 bis 8 ausgebildet sein,wobei in den dargestellten Beispielen das Hochfrequenzflachbandkabel 1 jeweils aus zwei Außenleitern 7 und einem Mittenleiter 8 besteht. Im einfachsten Fall (Fig. 3) wird die Quer-Leitfähigkeit durch mit Abstand 17 zueinander angeordnete ohm'sche Widerstände R verursacht, über welche die Außenleiter 7 mit dem Mittenleiter 8 galvanisch leitend verbunden sind. Hierzu sind pro Abschnitt 9 jeweils 4 Kontaktstellen 10 notwendig, die beispielsweise mittels der Crimp-Technik (Quetschverbindung) hergestellt wer den können; aber auch mittels elektrisch leitender Kabel, durch Schweißen, Löten oder Bond-Technik.
• Eine Verminderung der Zahl der Widerstände R und damit eine Vereinfachung ergibt sich bei einer Anordnung gemäß Fig. 4, wo pro Abschnitt 9 nur noch ein Widerstand und dieser mit dem Wert R/2 notwendig ist.
• Eine weitere Verminderung der Kontaktstellen 10 ergibt sich bei Anordnungen analog den Fig. 5 bis 8, bei welchen die Außenleiter 7 zusammen mit den Kurzschlußverbindungen 11 aus einer Folie herausgestanzt sind, wodurch die an den Außenleitern 7 sonst notwendigen Kontaktstellen entfallen; es verbleiben die Kontaktstellen 10 an den Kurzschlußverbindungen 11 und dem Mittenleiter 8.
• Verwendet man parallel zu den Widerständen R bzw. R/2 (Fig.6) Kapazitäten in Form von Kondensatoren C, so läßt sich dadurch in an sich bekannter Weise die Phase der Stromamplituden im Hochfrequenzflachbandkabel 1 schieben, wie noch weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 2 dargelegt wird. Dies ist von Vorteil und ergibt eine wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades.
• Zur Vereinfachung der Serienfertigung kann es zweckmäßig sein, wie in Fig. 7 dargestellt, auf einem Streifen 13 in definiertem Abstand die Bauelemente, z. B. Widerstände R/2,fest anzuordnen und danach diesen Streifen 13 am Hochfrequenzflachbandkabel 1 anzufügen und die Kontaktierung (Kontaktstellen 10) durchzuführen. Der ggf. notwendige Abgleich kann durch mechanisches Bearbeiten der Widerstände R/2 erfolgen. Dazu wird man den Querschnitt der Widerstände R/2 verringern, entweder durch Beschneiden ihrer Längsseiten 14 zusammen mit dem Streifen 13 (Fig. 7) oder durch alleiniges Abtragen der Längsseiten 14, wenn die geometrische Figuration dieser Widerstände entsprechend der Fig. 8 vorgenommen wird. Ein Abfeilen von R/2 an den äußeren Stellen 14 ist dort besonders leicht praktikabel.
• Die verschiedenen Bauelemente, im Beispiel mit R, R/2 und C bezeichnet, gewährleisten eine beliebig genaue

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  der zierung/Werte in sich und auch an den Kontaktstellen 10.
• Außerdem ist ein Abgleich - wie beschrieben - möglich, so daß sich gegenüber den eingangs genannten Hochfrequenzflachbandkabeln noch weitere Verbesserungen ergeben. Durch die in den Fig. 4 bis 8 dargestellte Verwendung von ohm'schen Widerständen R/2, ggf. zusammennit Kapazitäten C, ergibt sich eine Zwangssymmetrierung. Störungen infolge unsymmetrischer Einkoppelung bei mechanischer Ablage des Kopplers werden reduziert, wobei unter Koppler der mit einem Luftspalt huber bzw. unter dem Hochfrequenzflachbandkabel 1 sich befindliche, am Fahrzeug 2 befestigte, Polschuh(z.B.Sender-Koppler 5) verstanden werden soll.
• Durch die in Fig. 7 dargesiilte Möglichkeit der Verwendung von Kapazitäten in Form von diskreten Kondensatoren wird der Wirkungsgrad des Richt-Kopplers in technisch/wirtschaftlich sinnvoller Weise optimiert, wie anhand der Fig. 2 nunmehr dargelegt wird: Der Wirkungsgrad des aus Sender-Koppler 3 (siehe auch Fig.1) und Kompensator-Koppler 4 bestehenden Richtungs-Kopplers 15 ist definiert als das Verhältnis der von letzterem entgegen der Fahrtrichtung (Pfeil 6) in das Hochfrequenzflachbandkabel 1 eingespeisten Stromamplitude IS zu der vom Sender-Koppler 3 allein abgegebenen Stromamplitude Iss jeweils am Ort des Senders. Das Entstehen des Stromzeigers Is erklärt sich anhand der Zeigerdiagramme: Der Sender-Koppler 3 erzeugt im Hochfrequenzflachbandkabel 1 an seinem jeweiligen Ort den Strom Iss (Fig. 2a). Am Ort des ss Xompensator-Kopplers wird daraus Isk, im vorliegenden Falle um den Phasenwinkel 160 verschoben (Fig. 2b). Der Kompensator-Koppler 4 speist gleichzeitig den zu Isk gegenphasigen Strom Ikk gleicher Größe in das Hochfrequenzflachbandkabel 1. In Fahrtrichtung (Pfeil 6) heben sich dadurch in wünschenswerter Weise Sender- und Kompensator-Kopplerströme gegenseitig auf, so daß von dem Fahrzeug 2 in-dieser Richtung nichts abgestrahlt wird. Am Ort des Sender-Kopplers 3 wird aus Ikk der Strom Iks> nunmehr mit einer weiteren Phasenverschiebung von 160, insgesamt also 320 gegenüber dem um 1800 verdrehten Strom ISs Iks addiert sich nun vektoriell zu Iss, was zu dem tatsächlich entgegen der Fahrtrichtung abgegebenen Strom führt.
• Durch Verwendung der Kapazität C lassen sich die genannten Phasen so verschieben, daß sich entsprechend den Fig. 2c und 2d im Ergebnis eine Erhöhung des Wirkungsgrades von 0,6 für Is (Fig. 2a) auf 1,57 (Fig. 2d) darstellen läßt.
• Bei einer Dämpfung vom 1,5 dB/m ergibt sich für ein Kabel ohne C-Glied entsprechend den Fig. 2a und 2b eine Phasenverschiebung von 100/m, mit C-Glied entsprechend den Fig.
• 2c und 2d eine Phasenverschiebung von 55 0/m.
• Um eine Kurvenverlegung eines derartigen Hochfrequenzflachbandkabels 1 zu ermöglichen, ist es nach der DT-OS 2 142 280 bekannt, das Kabel mit einer Querwellung 16 zu versehen, etwa entsprechend Fig. 9 und 10. Es ist nun zweckmäßig, die diskreten Bauelemente, z. B. die Widerstände R/2 entsprechend den Fig. 9 und 10 synchron mit der Querwellung 16 anzuordnen, d. h. die Abstände 18 in ihrer Größe analog den Abständen 17 der Fig. 3 bis 7 vorzusehen. Diese Abstände 18 werden sich allerdings im Kurvenbereich (Fig. 10) geometrisch ändern. Eine Änderung der elektrisch leitenden Eigenschaften erfolgt dadurch jedoch nicht.
• - Pateritansprüche

Claims (16)

1. Patentansprüche 1. Hochfrequenzflachbandkabel aus mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten, über ihre gesamte Länge untereinander elektrisch leitend verbundenen, parallelen Leitern zur trbertragung von Hochfrequenzsignalen von einem Sender zu einem im Nahfeld befindlichen Empfänger, wobei die Quer-Leitfähigkeit wesentlich geringer ist, als die Leitfähigkeit der Leiter selbst, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die CTuer-Leitfähikeit mittels diskreter Bauelemente realisiert ist.
2. 2. Hochfrequenzflachbandkabel nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Bauelemente mit gleichem Abstand (17) zueinander angeordnet sind.
3. 3. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch g e k e n n z e i c h n e t y daß die Bauelemente diskrete Widerstände (R, R/2) sind.
4. 4. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einer aus drei Leitern bestehenden Anordnung die Außenleiter untereinander kurzgeschlossen sind und über die Bauelemente, z.B.

   Widerstände (R, R/2), die galvanische Verbindung (Quer-Leitfähigkeit) zwischen der Kurzschlußverbindung (11,12) und dem Mittenleiter (8) erfolgt.
5. 5. Hochfrequenzflachbandkabel nach Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Außenleiter (7) und ihre Kurzschlußverbindung (11) aus einer Metallfolie ausgestanzt sind.
6. 6. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bauelemente (auch) diskrete Kondensatoren sind.
7. 7. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die galvanisch leitende Verbindung (Kontaktierung) der Bauelemente mit den Leitern (7,8) bzw. der Kurzschlußverbindung (11, 12) in an sich bekannter Weise mittels der Crimp-Technik (Queoschverbindung) durchgeführt ist.
8. 8. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die galvanisch leitende Verbindung (Kontaktierung) der Bauelemente mit den Leitern (7, 8) bzw. der Kurzschlußverbindung (11, 12) in an sich bekannter Weise durch elektrisch leitfähiges Verkleben durchgeführt ist.
9. 9. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen t bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die galvanisch leitende Verbindung (Kontaktierung) der Bauelemente mit den Leitern (7, 8) bzw. der Kurzschlußverbindung (11, 12) in an sich bekannter Weise durch Schweißen durchgeführt ist.
10. 10. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 6, - dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die galvanisch leitende Verbindung (Kontaktierung) der Bauelemente mit den Leitern (7, 8) bzw. der Kurzschlußverbindung (11, 12) in an sich bekannter Weise durch Löten durchgeführt ist.
11. 11. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die galvanisch leitende Verbindung (Kontaktierung) der Bauelemente mit den Leitern (7, 8) bzw. der Kurzschlußverbindung (11, 12) in an sich bekannter Weise durch Bond-Technik (Ultraschallschweißen) durchgeführt ist.
12. 12. Abgleich der Anordnungen bei Hochfrequenzflachbandkabeln nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Abgleich mittels mechanischer Bearbeitung der Bauelemente (R, R/2, C) durchgeführt ist.
13. 13. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bauelemente auf einem als Träger dienenden Streifen (13) aufgebracht sind.
14. 14. Hochfrequenzflachbandkabel nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß bei gewelltem Hochfrequenzflachbandkabel die Wellung mit den Abständen synchronisiert ist.
15. 15. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch ge k e n n z e i c h n e t , daß bei Anordnung von zwei Außenleitern (7) zusammen mit einem Mittenleiter (8) jeweils ein Bauelement zwischen einem der Außenleiter (7) und dem Mittenleiter (8), insgesamt also pro Abschnitt (9) zwei Bauelemente angeordnet sind.
16. 16. Hochfrequenzflachbandkabel nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Anordnung von zwei Außenleitern (7) zusammen mit einem Mittenleiter (8) pro Abschnitt (9) jeweils die Außenleiter (7) über eine Kurzschlußverbindung (11) kurzgeschlossen sind und von dieser Kurzschlußverbindung (11) ausgehend wiederum die Quer-Leitfähigkeit zum Mittenleiter (8) hergestellt ist.