DE913301C

DE913301C - Tubular conductor with or without core for electrical cables or lines, especially for multi-pair carrier frequency cables for the transmission of frequencies higher than 60 kHz

Info

Publication number: DE913301C
Application number: DES12459D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Heinz Weinnoldt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-02-18
Filing date: 1942-02-18
Publication date: 1954-06-10

Description

Rohrförmiger Leiter mit oder ohne Kern für elektrische Kabel oder Leitungen, insbesondere für mehrpaarige Trägerfrequenzkabel für die Übertragung von höheren Frequenzen als 60 kHz Es sind bereits viele Vorschläge bekanntgeworden, elektrische Hohlleiter bzw. rohrförmige Leiter mit oder ohne Kern in dieser oder jener Form auszubilden, um den an sich üblichen Vollleitern gegenüber Leiterwerkstoff einzusparen. Die bekannteste Ausführung derartiger rohrförmiger Leiter sind die sogenannten Bimetalleiter, die z. B. aus einem inneren Kern aus Eisen oder Aluminium und einer äußeren Kupferschicht bestehen. Die Herstellung der Bimetalleiter ist aber im allgemeinen an die Verwendung bestimmter Metalle für den Kern gebunden, insbesondere wegen der mit Zwischenglühungen auszuführenden Ziehprozesse. Ähnliches gilt für die bekannten Bimetall-Leiter, bei denen die äußere leitende Schicht auf galvanischem Wege aufgebracht ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der für elektrische Kabel benutzten Bimetalleiter ist darin zu erblicken, daß für deren Herstellung Spezialvorrichtungen erforderlich sind, über die die Kabelhersteller im allgemeinen nicht verfügen, so daß sie gezwungen. sind, Bimetalleiter in fremden Fabriken herstellen zu lassen. Es sind daher schon rohrförmige Leiter bekanntgeworden, die aus schraubenförmig gewickelten oder längs verlaufenden Bändern bestehen. Beispielsweise wird der rohrförmige Leiter aus einem längs verlaufenden, rohrförmig gebogenen Metallband hergestellt, dessen Seitenränder miteinander verfalzt werden. Die gefalzten rohrförmigen Leiter «-eisen aber einerseits an der Falzstelle eine vielfach zu große und lästige Stärke auf, andererseits ist die Leiteroberfläche nicht gleichmäßig glatt. Im übrigen bereitet die Herstellung des Falzes bei verhältnismäßig dünnen Leitern, z. B. von etwa 2 mm Stärke oder weniger, wie sie für mehrpaarige Fernmeldekabel in Frage kommen, große fabrikatorische Schwierigkeiten. Verzichtet man auf die Verfalzung der Seitenränder und läßt man die Seitenränder stumpf aneinanderstoßen oder sich ein wenig überlappen, so besteht die Gefahr, daß die Längsnaht bei stärkeren Biegungen des rohrförtnigen Leiters aufgebogen wird und somit Ouerschnittsungleichmäßigkeiten entstehen; die bei mehrpaarigen Fernmeldekabeln zu störenden Nebensprechkopplungen führen können.Tubular conductor with or without a core for electrical cables or Lines, especially for multi-pair carrier frequency cables for transmission of frequencies higher than 60 kHz Many proposals have already been made known, electrical waveguides or tubular conductors with or without a core in this or that form to form the usual solid conductors compared to conductor material to save. The best-known design of such tubular conductors are the so-called bimetal conductor, the z. B. from an inner core made of iron or aluminum and an outer copper layer. The manufacture of the bimetal conductor is but generally tied to the use of certain metals for the core, especially because of the drawing processes that have to be carried out with intermediate anneals. Something like that applies to the well-known bimetal conductor, where the outer conductive layer is on is applied galvanically. Another major disadvantage of going for electrical Cable used bimetal can be seen in the fact that for their manufacture Special devices are required, which the cable manufacturers generally use do not dispose, so they are forced. manufacture bimetal conductors in foreign factories allow. There are therefore already known tubular conductors made of helical wound or lengthways ribbons exist. For example, the tubular Ladder made from a lengthwise, tubular bent metal strip, its margins be folded together. The folded tubular ladder iron, but on the one hand it is often too large at the fold and annoying strength, on the other hand, the conductor surface is not uniform smooth. In addition, the production of the fold prepares for relatively thin Ladders, e.g. B. of about 2 mm thickness or less, as for multi-pair communication cables possible, great manufacturing difficulties. If you do without the interlocking the side margins and let the side margins butt against each other or overlap a little, there is a risk that the longitudinal seam will be damaged in the case of stronger bends of the tubular conductor is bent up and thus cross-section irregularities develop; the crosstalk couplings that can be disruptive with multi-pair telecommunication cables being able to lead.

Gemäß der Erfindung werden rohrförmige Leiter mit oder ohne Kern für elektrische Kabel, insbesondere für mehrpaarige Trägerfrequenzkabel für die Übertragung von höheren Frequenzen als 6o kHz, aus einer oder mehreren mit sehr großer, vorzugsweise unendlich großer Steigung angeordneten und mit sehr großer, zweckmäßig mit mindestens hundertprozentiger Überlappung spiralig geformten 1@Ietällfolien, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium, hergestellt. Durch eine hundertprozentige Überlappung der spiralig geformten Metallfolie erhält man einen rohrförmigen Leiter aus zwei Folienschichten. Vorzugsweise wird die überlappung aber noch größer gewählt. Derartige rohrförmige Leiter lassen sich beispielsweise mit den bekannten Vorrichtungen bzw. Maschinen herstellen, mit denen in den Kabelfabriken Isolierstofffolien auf elektrische Leiter aufgebracht werden. Die Stärke der Metallfolien wird vorzugsweise kleiner als o,i mm gewählt. Am geeignetsten sind Folien von etwa o,o5 mm und noch geringerer Stärke. Die dünnen Metallfolien sind durchweg handelsüblich erhältlich und können gegebenenfalls in größeren Mengen auf Lager genommen werden, zumal mit ein und derselben Folientype verschiedene Wandstärken herstellbar sind, und zwar durch entsprechende Bemessung der Überlappung und Wahl der Folienlagen je Leiter. Als besondere Vorteile der erfindungsgemäß hergestellten rohrförmigen Leiter sind aber deren gleichmäßige Oberfläche und konstanter Durchmesser in Längsrichtung hervorzuheben, was aus elektrischen Gründen für hochwertige Trägerfrequenzkabel von wesentlicher Bedeutung ist. Ferner lassen sich die rohrförmigen Leiter mit sehr kleinen Durchmessern herstellen, so daß die Erfindung auch bei mehrpaarigen Fernmeldekabeln eine erhebliche Einsparung an Leiterwerkstoffen ohne wesentlichen zusätzlichen Kosten-und Arbeitsaufwand ermöglicht. Durch Weglassung des Kernes oder Herstellung des Kernes aus Isolierstoff läßt sich ferner eine erhebliche Gewichtsersparnis erreichen. Dies ist z. B. wichtig für Luftkabel und für ortsbewegliche Fernmeldekabel.According to the invention, tubular conductors with or without a core for electric cables, in particular for multi-pair carrier frequency cables for transmission from frequencies higher than 60 kHz, from one or more with very large, preferably Infinitely large slope arranged and with a very large, expediently with at least one hundred percent overlap spirally shaped 1 @ metal foils, preferably made of Copper or aluminum. Through a hundred percent overlap of the Spirally shaped metal foil results in a tubular conductor made of two foil layers. However, the overlap is preferably chosen to be even greater. Such tubular Head can be made for example with the known devices or machines Manufacture with which in the cable factories insulating foils on electrical conductors be applied. The thickness of the metal foils is preferably less than o, i mm chosen. Most suitable are foils of about 0.05 mm and even less thickness. The thin metal foils are all commercially available and can optionally be kept in stock in larger quantities, especially with one and the same type of film different wall thicknesses can be produced by appropriate dimensioning the overlap and choice of foil layers per conductor. As particular advantages of the invention manufactured tubular conductors are their uniform surface and more constant To emphasize diameter in the longitudinal direction, which for electrical reasons for high quality Carrier frequency cable is essential. Furthermore, the tubular Manufacture conductors with very small diameters, so that the invention also with multiple pairs Telecommunication cables save a considerable amount of conductor materials without significant allows additional cost and labor. By omitting the core or Production of the core from insulating material can also save a considerable amount of weight reach. This is e.g. B. important for aerial cables and for portable telecommunication cables.

In bezug auf die Verwendung der rohrförmigen Leiter für die Übertragung sehr hoher Frequenzen besteht der Vorteil darin, daß sie mit sehr dünner Wandung ausgeführt werden können. Dieser Vorteil wird der weiteren Erfindung gemäß dazu ausgewertet, die Dicke der Leiterwandung gleich oder annähernd gleich der Dicke der äquivalenten Leitschicht bei der höchsten zu übertragenden Frequenz, gegebenenfalls aber noch dünner zu machen, um auf diese Weise für den gesamten Frequenzbereich annähernd die gleiche Dämpfung bzw. eine möglichst geringe Dämpfungsverzerrung zu erhalten. Auf diese Weise können die sonst erforderlichen Aufwendungen zur Dämpfungsentzerrung in den Verstärkern oder anderen Geräten bzw. bei der bekannten Systementzerrung zum großen Teil eingespart werden.With regard to the use of the tubular conductors for transmission The advantage of very high frequencies is that they have very thin walls can be executed. This advantage is added in accordance with the further invention evaluated, the thickness of the conductor wall equal to or approximately equal to the thickness the equivalent conductive layer at the highest frequency to be transmitted, if necessary but still make it thinner in order to do this for the entire frequency range approximately the same attenuation or the lowest possible attenuation distortion obtain. In this way, the expenditure otherwise required for attenuation equalization can be eliminated in the amplifiers or other devices or in the known system equalization can be largely saved.

Uni bei starken Biegungen und Tordierungen der rohrförmigen Leiter ein Aufrollen der spiralig geformten Metallfolie zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, zumindest den äußeren Rand der äußeren Metallfolienlage festzulegen. Beispielsweise kann der rohrförmige Leiter mit zugfesten Organen, z. B. mit Textilfäden oder anderen zugfesten Fäden, in vorzugsweise offenen Windungen fest umwickelt -,werden. Eine weitere diesbezügliche Möglichkeit besteht darin, zumindest am äußeren Rand der äußeren Metallfolienlage eine feste Verbindung mit der darunterliegenden Lage durch Verkleben; Riefeln, Punktieren, Verlöten oder Verschweißen herbeizuführen. Ferner kann bei Herstellung des Kernes aus Metallen, z. B. aus Eisen oder Zink, die innere Folienlage mit dem Kern fest verbunden werden, z. B. durch Verkleben, Verlöten oder Verschweißen. Besonders zweckmäßig ist es, den rohrförmigen Leiter einer nachträglichen oberflächlichen Glättung, gegebenenfalls sogar einer geringen Querschnittsverminderung zu unterwerfen, indem man beispielsweise den Hohlleiter durch Zieheisen oder durch einen Nippel hindurchzieht.Uni for strong bends and twists in the tubular ladder It can be useful to avoid rolling up the spirally shaped metal foil be to define at least the outer edge of the outer metal foil layer. For example can the tubular conductor with tensile organs such. B. with textile threads or others threads with high tensile strength, wrapped tightly in preferably open turns - are. One Another possibility in this regard is at least on the outer edge of the outer metal foil layer through a firm connection with the underlying layer Gluing; To bring about grooving, puncturing, soldering or welding. Further can be used in the manufacture of the core from metals, for. B. made of iron or zinc, the inner Foil layer to be firmly connected to the core, z. B. by gluing, soldering or Welding. It is particularly useful to use the tubular head of a subsequent superficial smoothing, possibly even a slight reduction in cross-section subjugate by, for example, the waveguide by drawing iron or by pulls a nipple through.

Für den Fall der Verwendung des rohrförmigen Leiters für Freileitungen, insbesondere für Trägerfrequenzfreileitungen, ist es vorteilhaft, den Leiter mit einer geschlossenen Schutzschicht, vorzugsweise aus möglichst unhygroskopischen gummiartigen Isolierstoffen, zu umhüllen. Als gummiartige Isolierstoffe kommen neben Gummi hochpolymerisierte Kohlenwasserstoffe, z. B. Polyvinylchlor id, Polyacrylsäureester, Polyäthylen und deren Mischpolymerisate in Betracht. Der Kern des rohrförmigen Leiters wird vorteilhaft als zugfester Kern aus Stahl od. dgl. ausgebildet.In the case of using the tubular conductor for overhead lines, especially for carrier frequency overhead lines, it is advantageous to use the conductor a closed protective layer, preferably made of as unhygroscopic as possible rubber-like insulating materials. As rubber-like insulating materials come next Rubber highly polymerized hydrocarbons, e.g. B. polyvinylchloride, polyacrylic acid ester, Polyethylene and their copolymers are considered. The core of the tubular conductor is advantageously designed as a tensile core made of steel or the like.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.On the basis of the exemplary embodiments shown in the drawing the invention explained in more detail.

Die Fig. i zeigt zunächst einen rohrförmigen Leiter io aus einer einzigen längs verlaufenden Metallfolie, die im dargestellten Fall in drei Spiralen, d. h. mit dreifacher Überlappung, zu einem dünnwandigen Rohr geformt ist. Die Spirale ist der deutlicheren Darstellung wegen etwas aufgedreht gezeigt. In Wirklichkeit liegen die Folienlagen fest aufeinander, so daß sich bei einer Folienstärke von beispielsweise o;05 mm Stärke eine Wandstärke von nur etwa 0,15 mm ergibt. Die Anzahl der Überlappungen kann in beliebiger Weise geändert werden. Bei größeren Wandstärken ordnet man zweckmäßig mehrere Folien übereinander an. Anstatt die Folie längsverlaufend bzw. achsparallel anzuordnen, kann sie auch mit sehr großer Steigung und mehrfacher Überlappung angeordnet werden. Gemäß der Fig. 2 ist innerhalb des rohrförmigen Leiters io ein Kern i i angeordnet. Dieser besteht vorzugsweise aus wohlfeilen Stoffen, z. B. aus Eisen, Zink od. dgl., oder aus geeigneten Isolierstoffen, z. B. aus Natur- oder Kunststoffasern in Form von Fäden, Garnen, Kordeln usw., gegebenenfalls auch aus thermoplastischen Kunststoffen, wie Polystyrol oder anderen hochpolymeren Kohlenwasserstoffen. Besonders geeignet sind zugfeste Textilfäden und Glasseidefäden.FIG. I firstly shows a tubular conductor io made of a single longitudinally extending metal foil which, in the case shown, is shaped into a thin-walled tube in three spirals, that is to say with a three-fold overlap. For the sake of clarity, the spiral is shown turned up a little. In reality, the film layers lie firmly on top of one another, so that with a film thickness of, for example, 0.05 mm, a wall thickness of only about 0.15 mm results. The number of overlaps can be changed in any way. In the case of larger wall thicknesses, it is advisable to arrange several foils on top of one another. Instead of arranging the film longitudinally or axially parallel, it can also be arranged with a very large slope and multiple overlaps. According to FIG. 2, a core ii is arranged inside the tubular conductor io. This preferably consists of inexpensive substances, e.g. B. of iron, zinc or the like., Or of suitable insulating materials, z. B. made of natural or synthetic fibers in the form of threads, yarns, cords, etc., optionally also made of thermoplastics such as polystyrene or other high-polymer hydrocarbons. Tensile textile threads and fiberglass threads are particularly suitable.

Die Fig. 3 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäß aufgebauten rohrförmigen Leiter für einen Sternvierer für mehrpaarige Trägerfrequenzkabel. Hiernach besteht der Leiter in Übereinstimmung mit der Fig. 2 aus dem inneren Kern i i und dem hierüber aufgebrachten rohrförmigen Leiter io. Die Isolierung der einzelnen Leiter besteht in bekannter Weise aus den schraubenlinienförmig gewickelten Kordeln 12 und der geschlossenen Isolierstoffbandwicklung 13. Vier in dieser Weise aufgebaute Adern sind um die zentrale Einlage 14. zu einem Sternvierer verseilt und mit der Bandumhüllung 15 versehen.Fig. 3 shows the use of the tubular constructed according to the invention Conductor for a star quad for multi-pair carrier frequency cables. According to this, there is the conductor in accordance with FIG. 2 from the inner core i i and the one above applied tubular conductor io. The individual conductors are insulated in a known manner from the helically wound cords 12 and the closed insulating tape winding 13. Four cores constructed in this way are stranded around the central insert 14. to form a star quad and with the tape cover 15 provided.

In der Fig. q. ist im Querschnitt beispielsweise ein aus drei Sternvierern aufgebautes Trägerfreqüenzkabel dargestellt. Die aus drei Sternvierern bestehende Kabelseele ist mit der Seelenbespinnung 16 versehen und mit dem wasserbeständigen Kabelmantel 17 umpreßt. Hierüber folgen in bekannter Weise die aus imprägnierten Faserstoffschichten bestehende Schutzhülle 18 und die Bewehrungsdrähte icg. Vorzugsweise werden die einzelnen Leiter gemäß der Fig. i ausgebildet, oder es wird der Kern des rohrförmigen Leiters aus einem leichten Werkstoff, z. B. aus einem Isolierstoff, hergestellt. Ferner wird zwecks weiterer Gewichtsverminderung der Kabelmantel aus Reinstaluminium oder aus einem Isolierstoff, z. B. aus einer Polyisobutylen-Ruß-Mischung, einem Mischpolymerisat von Polyvinylchlorid und Acrylsäureäthylester oder einem Kunstkautschuk hergestellt. Ein derartiges Kabel ist wegen seines sehr geringen Gewichtes mit besonderem Vorteil als Luftkabel oder ortsbewegliches Kabel verwendbar.In Fig. Q. is, for example, one of three star fours in cross section built-up carrier frequency cable shown. The one consisting of three star fours Cable core is provided with the core lining 16 and with the water-resistant Cable sheath 17 pressed around. This is followed in a known manner by those impregnated from Protective sheath 18 consisting of fiber layers and the reinforcing wires icg. Preferably the individual conductors are formed as shown in FIG. i, or it becomes the core the tubular conductor made of a light material, e.g. B. made of an insulating material, manufactured. Furthermore, for the purpose of further weight reduction, the cable sheath is made Pure aluminum or an insulating material, e.g. B. from a polyisobutylene-carbon black mixture, a copolymer of polyvinyl chloride and ethyl acrylate or one Synthetic rubber made. Such a cable is because of its very small size Weight can be used with particular advantage as an aerial cable or mobile cable.

In der Fig. 5 ist eine vorteilhafte Ausführungsform für Trägerfrequenzfreileitungen dargestellt. Über den zugfesten Kern 2o in Form eines Stahldrahtes ist der erfindungsgemäß ausgebildete rohrförmige Leiter 21 aufgebracht. Zum mechanischen Schutz, insbesondere gegen Scheuerbeanspruchungen, ist außen die geschlossene Schutzschicht 22 vorgesehen, die z. B. aus Polyvinylchlorid oder anderen möglichst unhygroskopischen Isolierstoffen besteht. Eine derartige Schutzschicht hat gleichzeitig isolierende Eigenschaften. Zweckmäßig wird die Schutzschicht als homogene Hülle ohne Einverleibung von Faserstoffen ausgebildet, uni die Aufnahme von Feuchtigkeit weitgehend auszuschließen.5 shows an advantageous embodiment for carrier frequency overhead lines shown. About the tensile core 2o in the form of a steel wire is according to the invention formed tubular conductor 21 applied. For mechanical protection, in particular against abrasion, the closed protective layer 22 is provided on the outside, the z. B. made of polyvinyl chloride or other unshygroscopic insulating materials consists. Such a protective layer also has insulating properties. The protective layer is expediently used as a homogeneous shell without incorporating fibrous materials trained to largely exclude the absorption of moisture.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise sind die erfindungsgemäß ausgebildeten rohrförmigen Leiter anwendbar für Fernmeldekabel mit Paarverseilung. Die Anzahl der zum Kabel zusammengefaßten Paare oder Vierer kann in beliebiger Weise geändert werden.The invention is not limited to the illustrated embodiments limited. For example, the tubular conductors designed according to the invention are applicable for telecommunication cables with twisted pairs. The number of those grouped together to form a cable Pairs or foursome can be changed in any way.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tubular conductor with or without a core for electrical Cables or lines, in particular for multi-pair carrier frequency cables for transmission of frequencies higher than 60 kHz, characterized in that it consists of one or several arranged with a very large, preferably infinitely large slope and with a very large, expediently spiraled with at least one hundred percent overlap formed metal foils, preferably made of copper or aluminum.

2. Tubular Conductor for carrier frequency cables, characterized in that the thickness of the conductor wall equal to or approximately equal to the thickness of the equivalent conductive layer at the highest frequency to be transmitted or even thinner.

3. Tubular conductor according to claim i, characterized in that it is with tensile organs such. B. with textile threads or other tensile threads or tapes, wrapped tightly in preferably open turns is. q ..

Tubular conductor according to claim i, characterized in that at least at the outer edge of the outer metal foil layer a firm connection with the one below Situation is brought about, z. B. by gluing, grooving, dotting, soldering or Welding.

5. Tubular conductor according to claim i, characterized in that in the manufacture of the core from metals, e.g. B. made of iron or zinc, the inner Foil layer is firmly connected to the core, for. B. by gluing, soldering or Welding.

6. Tubular conductor according to claim i, characterized in that he subsequent superficial smoothing, possibly combined with a - has been subjected to low cross-sectional reduction, e.g. B. by a drawing process.

7. Tubular conductor according to claim i, in particular for carrier frequency overhead lines Od with a tensile core made of steel. Like., characterized in that it is with a closed protective layer, preferably made of rubber-like as unhygroscopic as possible Insulating materials, e.g. B. polyvinyl chloride, polyacrylic acid ester, polyethylene and others high-polymer hydrocarbons and their copolymers, is encased. B. Carrier frequency cables, in particular aerial cables or portable cables, using of tubular conductors, preferably without a metallic core, according to claim z, characterized in that for the purpose of further reducing the weight of the cable sheath in a known manner made of light metal, for. B. made of - pure aluminum, or from one Insulating material, e.g. B. consists of a polyisobutylene-carbon black mixture.