DE2645499A1

DE2645499A1 - Elektrisches kabel und induktiv gekoppelter kabelanschluss bzw. induktiv gekoppelte kabelanordnung

Info

Publication number: DE2645499A1
Application number: DE19762645499
Authority: DE
Inventors: Richard C Marshall
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1977-04-21
Also published as: SE7611265L; FR2328267B1; JPS5250585A; FR2328267A1; GB1534014A; US4045750A; NL7611232A; IT1073063B

Description

28 570 t/wa

XEROX CORPORATION, ROCHESTER, N.Y./USA

Elektrisches Kabel und induktiv gekoppelter Kabelanschluss bzw. induktiv gekoppelte Kabelanordnung

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kabel, induktiv gekoppelte Kabelanschlüsse zur Verbindung von einem Abzweigleitungskabel mit einem elektrischen Hauptleitungskabel, sowie eine induktiv gekoppelte Kabelanordnung zum induktiven Verbinden von zwei Abzweigleitungskabeln mit dem gleichen Abschnitt von einem elektrischen Hauptleitungskabel.

Bei der Übertragung einer Information durch elektrische Kabel,

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insbesondere auf dem Gebiet der industriellen Telemetrie und des Kabelfernsehens_/wird gewöhnlich eine Anzahl von Anschlüssen mit einem gemeinsamen Hauptkabel dadurch verbunden, dass eine geeignete Anzahl an fixierten Steckern in Abstand längs der Länge des Hauptkabels vorgesehen werden. Es ist zu erwarten,dass in der Zukunft solche Systeme in weitem Umfang für die Übertragung von Informationen zwischen Büros eingesetzt werden. Zur Verbindung der Abzweigleitungen mit einem gemeinsamen Hauptkabel, bei dem es sich gewöhnlich um ein Koaxialkabel handelt, nach Installation des Kabels wurden schon verschiedene Kupplungsarten vorgeschlagen, die gewöhnlich das Aufschneiden der äusseren Abdeckung des Kabels umfassen, wobei entweder die Verbindung mit dem inneren Leiter direkt oder auf induktivem Wege erfolgt. Damit ist das Problem verbunden, dass zur Verbindung eines Abzweigleitungskabels mit einem Hauptkabel eine relativ komplexe Handhabung erforderlich ist und dass, wenn eine Abzweigleitung nicht langer gebraucht wird oder abgetrennt werden soll, ein Bruch im äusseren Leiter und gewöhnlich auchim zwischenliegenden Isolator des Kabels vorliegt. Dies wiederum führt zu Schwierigkeiten während des Verbindens als auch Abtrennens der Abzweigleitung und zu einer geringen Betriebssicherheit.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein elektrisches Kabel und eine Kopplungsanordnung für Abzweigleitungen zu schaffen, mit denen die Nachteile bei bekannten Kabeln und Kabelanschlüssen beseitigt sind.

Erfindungsgemäss wird zur Lösung dieses Ziels ein elektrisches Kabel vorgesehen, das aus einem durchgehenden flachen Streifen aus einem flexiblen isolierenden Material besteht, das

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eine Vielzahl von grundsätzlich in Längsrichtung sich erstreckende Streifen aus leitendem Material in einer solchen elektrisch ausgeglichenen Konfiguration trägt, dass bei Einsatz des Kabels zur elektrischen Übertragung von Informationen im wesentlichen kein elektromagnetisches Fernfeld entsteht, wobei das Kabel einen Klebstoff beschichteten Oberflächenbereich besitzt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind drei grundsätzlich parallele Streifen aus leitendem Material vorgesehen.

Die Erfindung schafft ferner einen induktiven Kabelkopplungsanschluss zur Verbindung eines Abzweigkabels mit einem Kabel der zuvor genannten Art, wobei der Anschluss ein flaches isolierendes Element aufweist, das einen leitenden Streifen in Form von einer induktiven Kopplungsschleife trägt, die im wesentlichen lineare Bereiche aufweist, welche zu den drei Streifen aus leitendem Material ausrichtbar sind, wobei der Kabelanschluss einen Klebstoff beschichteten Oberflächenbereich hat.

Ausführungsbeispiele für elektrische Kabel und Kopp-Iungsanordnungen für Abzweigleitungen werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von einem Teil eines ersten Ausführungsbeispiels von einem erfindungsgemäss aufgebauten Kabel,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von einem Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kabels,

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Fig. 3 eine schematische Darstellung von einer geeigneten Konfiguration einer Erdungsebene für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil von einem dritten Ausführungsbeispiel eines Kabels,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Kopplungsanordnung für eine Abzweigleitung,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von einem anderen Ausführungsbeispiel für eine Kopplungsanordnung zum Verbinden von zwei Abzweigleitungskabeln mit einem gemeinsamen Abschnitt von einem Hauptleitungskabel, und

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kopplungsanordnung von einer Abzweigleitung.

Gemäss dem ersten in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel für ein Kabel weist dieses einen durchgehenden flachen Streifen 1 aus einem flexiblen Isoliermaterial auf, das drei grundsätzlich parallele Streifen aus leitendem Material trägt, die sich Seite an Seite in Längsrichtung des Isolierstreifens 1 erstrecken. Die Anornung aus drei Streifen dient zum Tragen von durch die Pfeile angedeuteten Phasenströmen, wobei die äussersten leitenden Streifen 2 miteinander bei der Verwendung verbunden sind, um den Strom einer Phase zu leiten, während der mittlere leitende Streifen den Strom von entgegengesetzter Phase führt. Der Isolierstreifen 1 besteht typisch aus einem

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Kunststoffmaterial mit einer Dicke in der Grössenordnung von 0,25 mm^und die leitenden Streifen 2 und 3 bestehen gewöhnlich aus einem flexiblen leitenden Metall, wie Kupfer, und sind einige 0,1 mm dick. Vorzugsweise sind die äusseren leitenden Streifen 2 etwa 1,5 mm breit, während der mittlere Streifen 3 etwa 3 mm breit ist, so dass der Widerstand pro Einheitslänge von jedem äusseren leitenden Streifen doppelt so gross wie der Widerstand pro Einheitslänge des zentralen Streifens ist. Die leitenden Streifen können entweder an der Oberfläche des Isolierstreifens 1 befestigt oder darin entweder teilweise oder vollständig eingebettet sein. Entweder die obere oder die untere Oberfläche des Kabels trägt eine Klebstoff beschichtung , wobei es sich vorzugsweise um eine selbstklebende druckempfindliche Art handelt. In diesem Fall wird das Kabel vorteilhafterweise mit einem nicht gezeigten Abdeckstreifen versehen, der die Klebstofflage abdeckt, so dass vor Verwendung des Kabels der Abdeck- oder Schutzstreifen entfernt und das Kabel an einer geeigneten tragenden Fläche, z.B. einer Wand befestigt wird.

Bei einer anderen in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind zwei zusätzliche leitende Streifen 4 ausserhalb der leitenden Streifen 2 vorgesehen. Diese äusseren leitenden Streifen 4 sind bei Verwendung geerdet, um eine elektrostatische Abschirmung für die stromführenden inneren Leitungen zu schaffen. Zusätzlich kann an der den leitenden Streifen gegenüberliegenden Fläche des Isolierstreifens 1 eine Erdungsebene vorgesehen werden, wobei die Erdungsebene 5 vorzugsweise zwei leitende Streifen mit eingeschichteten,quer sich erstreckenden Bereichen 6 gemäss Fig. 3 aufweist. Hierdurch wird ebenfalls die Auswirkung von verschiedenen Trägermaterialien, auf denen das Kabel befestigt werden kann, auf die Kabeleigenschaften reduziert.

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Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 2 kann eine nicht gezeigte Lage aus einem Isoliermaterial die leitenden Streifen überdecken. Wenn solch eine zusätzliche Isolierlage vorgesehen wird, kann diese die Klebstoffbeschichtung tragen.

Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei leitenden Streifen 13 und 14, die sich,wie in der Telefonpraxis üblich, in regelmässigen Intervallen, wie dargestellt kreuzen. Der leitende Streifen 13 wird auf dem isolierenden Basisstreifen 15 getragen und ist von einer IsolLerlage 16 bedeckt. Der leitende Streifen 14 ist auf der Isolierlage 16 getragen und kann durch eine wahlweise Isolierlage 17 abgeschirmt sein. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen trägt eine der äusseren Oberflächen des Kabels eine Klebstoffbeschichtung. Ferner kann die Anorndung nach Fig. 4 und 5 durch Hinzufügen von zwei weiteren leitenden nicht gezeigten Streifen modifiziert werden, wobei ein Streifen auf jede Seite der leitenden Streifen 13 und 14 angeordnet wird. Eine Erdungsebene kann ebenfalls,wie in Verbindung mit Fig. 3 erwähnt, hinzugefügt werden.

Ein in Abstand voneinander stehendes Paar paralleler leitender Leitungen kann ein elektromagnetisches Strahlungsfeld bei Einsatz zur elektrischen Übertragung einer Information aufgrund der zum übertragen der Information notwendigen Stromänderungen hervorrufen. Obgleich das elektromagnetische Fernfeld für Leitungen mit einem geringen Abstand klein ist, kann es zu Schwierigkeiten führen,und solche Leitungen neigen auch dazu, äussere Hochfrequenzsignale aufzufangen.

Die Konfiguration von grundlegenden erfindungsgemässen Kabeln wie zuvor beschrieben, umfasst entweder drei parallele leitende Streifen oder zwei leitende Streifen mit Überkreuzungen und sind

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Beispiele für elektrisch ausgeglichene Kabel, bei denen das elektromagnetische Fernfeld im wesentlichen Null ist, vorausgesetzt, dass der Abstand zwischen den Leitern und,bei dem zweistreifigen Kabel,der Abstand zwischen den Kreuzungen klein im Vergleich zur Wellenlänge des zur Übertragung der Information verwendeten Hochfrequenzstromes ist. Das Auffangen von äusseren Signalen ist ebenfalls so klein wie möglich.

In Fig. 6 ist eine Anordnung zur Verbindung von einem Abzweigleitungskabel 7 mit einem Hauptleitungskabel 8 gezeigt. Das in Fig.

1 gezeigte Kabel 8 besitzt einen Aufbau gemäss Fig. 1, doch versteht es sich, dass anstelle davon auch ein Kabel des in Fig.2 gezeigten Aufbaus verwendet werden kann. Das Abzweigkabel 7 kann in gleicher Weise ein Kabel der in Fig. 1 oder 2 gezeigten Bauart oder ein konventionelles koaxiales Kabel sein. Die charakteristische Impedanz des Abzweigkabels kann von der des Hauptkabels abweichen, und ein Abschlusswiderstand kann in Reihe oder in Nebenschluss zum Abzweigkabel, je nach Zweckmässigkeit, vorgesehen werden. Der Anschlussbereich 9 des Abzweigkabels 7 weist eine flache flexible isolierende Basis 10 auf, die eine Auffangschleife in Form eines leitenden Streifens 11,z.B. aus einer leitenden Metallfolie, trägt, der wie dargestellt in Form einer 8 ausgebildet ist. Geeignete, im wesentlichen lineare Bereiche des Leiters 11 erstrecken sich bis nahe zu den Leitern 2 und 3^, um eine induktive Kopplung zu erhalten, so dass der in den Leitern

2 und 3 des Hauptleitungskabels 8 fliessende Strom,wie durch die Pfeile angedeutet, einen entsprechend in Phase befindlichen Strom induziert, der um die Schleifen des Leiters 11 fliesst. Die beiden Stränge des Leiters 11, die einander an der Stelle 12 überlappen, sind durch eine zwischenangeordnete Isolierlage voneinander isoliert. Ein Abzweigleitungskabelanschluss dieser Art, der auch mit einer selbstklebenden Lage versehen sein kann, kann ohne weiteres an einem Hauptleitungskabel der beschriebenen Art befestigt werden und kann in gleich einfacher Weise entfernt

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werden, ohne dass hierdurch die Leitung während des Befestigens oder im befestigten Zustand oder nach Entfernen von der Leitung eine Beeinträchtigung erfährt.

Eine Vielzahl von Veränderungen an der 8-förmigen, zuvor beschriebenen Konfiguration kann vorgenommen werden. Zum Beispiel kann der einzelne Flachstreifenleiter durch eine mehrfach gewundene Spule ersetzt werden, wobei jede Windung der 8-förmigen Konfiguration folgt. Anstelle der Verwendung von einem einzelnen flachen Streifen oder einer einzelnen Länge von einem Leiter in einer mehrfach gewundenen Spule können zwei separate Streifen oder Spulen vorgesehen werden, wobei die Streifen oder Spulen in diesem Fall zu zwei separaten Schleifen ausgebildet werden, die so miteinander verbunden werden, dass sie im wesentlichen den gleichen Stromkreis wie zuvor beschrieben bilden. Bei einer anderen Modifikation kann ein einzelner durchgehender Leiter, z.B. ein flacher Streifen, zu der Konfiguration von einer vertikalen Säule aus zwei oder mehr miteinander verbundenen 8-förmigen Strukturen ausgebildet werden, wobei das obere Ende von einer 8-förmigen Struktur das untere Ende der nachfolgenden berührt und jede 8-förmige Struktur die in Fig. 6 gezeigte Bauart hat und mit ihrer benachbarten Struktur durch eine isolierende Überkreuzung der Art verbunden ist, die in der Mitte der einzelnen in Fig, 6 gezeigten 8-förmigen Struktur zu finden ist. Die einzelnen 8-förmigen Strukturen werden dann zu einem Satz von parallelen Ebenen übereinander angeordnet, was beispielsweise durch Vorsehen von zieharmonikaartigen Faltungen an einem isolierenden Basisstreifen, der den Leiter trägt, erfolgen kann. Die Leiter der nachfolgenden Lage sind natürlich gegeneinander isoliert.

Fig. 7 zeigt eine andere Art der Abzweigleitungskopplung zur Verwendung bei einem Dreileiterkabel 8, wenn es erwünscht ist,

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zwei Äbzweiglextungskabel mit dem gleichen Abschnitt eines Hauptleitungskabels zu verbinden. Die beiden Abzweigleitungskabel sind durch die benachbarten Bereiche 18 und 19 von einer weiteren Länge eines Dreileiterkabels der gleichen Bauart.wie das Hauptleiterkabel gebildet, wobei der Bereich 20 der weiteren Kabellänge zwischen den Bereichen 18 und 19 auf dem Hauptleiterkabel 8 liegt und daran befestigt ist.

Wenn es erwünscht ist, nur eine einzelne Abzweigleitung mit einem Hauptleitungskabel zu verbinden, kann die Kopplungsanordnung nach Fig. 8 als Alternative zu der Anordnung nach Fig. 6 verwendet werden. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 handelt es sich bei der Abzweigleitung um ein Dreileiterkabel, das jedoch hier, wie dargestellt, durch einen querliegenden leitenden Streifen 21, der alle drei in Längsrichtung sich erstreckende Streifen miteinander verbindet, abgeschlossen ist. Bei dieser Anordnung ist es notwendig, das Ende des Abzweigleitungskabels z.B. mittels eines Widerstandsbereiches 22 des zentralen Leiters elektrisch abzuschliessen. Die zwei induktiv gebildeten Kopplungen stehen effektiv parallel zueinander. Dagegen stehen bei der Anordnung nach Fig. 6 die beiden induktiven Kopplungen effektiv in Reihe zueinander.

Demzufolge schafft das erfindungsgemässe Kabel und die erfindungsgemässe Kopplung eine sehr bequeme Form für ein Kabel, das z.B. um eine Bürofiäche geführt werden kann und zur gleichen Zeit die Möglichkeit bietet, dass an einer Hauptleitung eine beliebige Anzahl an Abzweigleitungen leicht befestigt oder von der Hauptleitung weggenommen werden kann, ohne dass physikalisch das Hauptleitungskabel in irgendeiner Weise beeinträchtigt werden muss.

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Obschon spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung vorbeschrieben wurden, können ohne Abweichen von Wesen und Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. ) Elektrisches Kabel, gekennzeichnet durch

einen durchgehenden flachen Streifen (1, 15) aus einem flexiblen isolierenden Material, der eine Vielzahl von grundsätzlich sich in Längsrichtung erstreckenden Streifen (2, 3, 4, 13, 14) aus leitendem Material in einer elektrisch ausgeglichenen Konfiguration trägt, die bei Einsatz für die elektrische Übertragung einer Information im wesentlichen kein elektromagnetisches Fernfeld erzeugt, wobei das Kabel einen Klebstoff beschichteten Oberflächenbereich aufweist.

2. Kabel nach Anspruch '[, dadurch gekennzeichnet , dass der Streifen (1) aus isolierendem Material drei grundsätzlich parallele Streifen (2, 3) aus leitendem Material trägt.

3. Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Streifen (2, 3) aus leitendem Material beim Einsatz so angeschlossen sind, dass der zentrale leitende Streifen einen Strom von einer Phase und die beiden äusseren leitenden Streifen gemeinsam einen Strom von entgegengesetzter Phase führen.

4. Kabel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren leitenden Streifen (2) jeweils einen Widerstand pro Einheitslänge besitzen, der doppelt so gross wie der Widerstand pro Einheitslänge des zentralen Streifens (3) ist.

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5. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Streifen (15) aus isolierendem Material zwei Streifen (13, 14) aus leitendem Material trägt, die aufeinanderfolgende überkreuzte Bereiche haben, wobei die beiden leitenden Streifen an den Kreuzungspunkten zwischen benachbarten überkreusten Bereichen gegeneinander isoliert sind.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass zwei weitere in Längsrichtung sich erstreckende leitende Streifen (4) vorgesehen sind, wobei je ein Streifen einer Seite der Vielzahl von leitenden Streifen (2,3) zugeordnet ist und die beiden leitenden Streifen

(4) bei Einsatz an die Erde angeschlossen sind.

7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein oder mehrere von dem Streifen (1) aus isolierendem Material getragene Elemente (5, 6),die durch das isolierende Material von den leitenden Streifen (2, 3, 4) in Abstand gehalten sind und beim Einsatz eine Erdungsebene für das Kabel bilden.

8. Induktiv gekoppelter Kabelanschluss zur Verbindung eines Abzweigleitungskabels an ein elektrisches Hauptleitungskabel, dadurch gekennzeichnet , dass das Hauptleitungskabel (8) ein elektrisches Kabel nach einem der Ansprüche 2 bis 4 ist und der Anschluss (9) für das Abzweigleitungskabel ein flaches isolierendes Element (10) aufweist, das einen Leiter in Form von wenigstens einer induktiven Kopplungsschleife trägt ,wobei die oder jede Schleife im wesentlichen lineare Bereiche aufweist, die zu den drei Streifen aus leitendem Material ausrichtbar sind und wobei der Kabelanschluss (9) einen Klebstoff beschichteten Oberflächenbereich besitzt.

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9. Kabelanschluss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass der die oder jede induktive Kopplungsschleife bilderde Leiter eine 8-förmige Konfiguration hat, wobei die beiden Stränge einer Schleife an der Kreuzungsstelle der 8-förmigen Konfiguration gegeneinander isoliert sind.

10. Kabelanschluss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass ein einzelner Leiter in Form einer kontinuierlichen Folge aus wenigstens zwei miteinander verbundenen 8-förmigen Konfigurationen ausgebildet ist, wobei benachbarte 8-förmige Konfigurationen übereinander zu Lagen gefaltet sind und die Leiter von benachbarten Lagen gegeneinander isoliert sind.

11. Induktiv gekoppelter Kabelanschluss zur Verbindung eines Anzweigleitungskabel an ein elektrisches Hauptleitungskabel, dadurch gekennzeichnet , dass das Hauptleitungskabel ein Kabel gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4 ist und der Anschluss für das Abzweigleitungskabel ein flaches isolierendes Element aufweist, das drei grundsätzlich parallele sich in Längsrichtung erstreckende Streifen aus leitendem Material trägt, die zu den drei leitenden Streifen des Hauptleitungskabels ausrichtbar sind, wobei die drei Streifen des Anschlusses für das Abzweigleitungskabel an ihren Enden durch einen Querstreifen (21) aus leitendem Material elektrisch untereinander verbunden sind und ein elektrischer Kabelabschluss (22) aus einem elektrischen Widerstandselement zwischen dem inneren Streifen und den beiden äusseren Streifen vorgesehen ist und wobei der Kabelanschluss einen Klebstoff beschichteten Oberflächenbereich besitzt.

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12. Induktiv gekoppelteKabelanordnung zum induktiven Verbinden von zwei Abzweigleitungskabeln mit dem gleichen Abschnitt eines elektrischen Hauptleitungskabels, dadurch gekennzeichnet , dass das Hauptleitungskabel ein Kabel gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4 ist und die beiden Abzweigleitungskabel benachbarte longitudinale Bereiche (18,

19) aus einer weiteren Länge von einem Kabel gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4 aufweisen, wobei die drei leitenden Streifen an einem Bereich (20) der weiteren Länge des Kabels^ der zwischen den benachbarten Bereichen (18, 19) liegt, zu dem Abschnitt des Hauptleitungskabels (8) ausgerichtet ist, um zwischen den Kabeln eine induktive Kopplung herzustellen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptleitungskabel (8) und die weitere Kabellänge (20) mittels des Klebstoff beschichteten Oberflächenbereichs von einem der Kabel miteinander verbunden sind.

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