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Verbindung für koaxiale Hochfrequenzkabel.
Die Erfindung betrifft Spleissstellen oder Verbindungsstücke für elektrische Leiter oder Kabel, die aus konzentrisch angeordneten Leitern bestehen und kurz koaxiale Kabel genannt werden.
Das koaxiale Kabel, auf welches die erfindungsgemässe Verspleissung besonders anwendbar ist, besteht aus einem biegsamen, rohrförmigen Leiter, der aus einer Anzahl von Streifen, welche schrauben- linienförmig angeordnet sind und dicht nebeneinander liegen, gebildet ist. In diesem liegt ein Mittelleiter in Form eines gewöhnlichen Drahtes, der durch Scheiben in regelmässigen Abständen oder durch andere geeignete Abstandhalter, etwa in weiter Schraubenlinie angeordnetes Isoliermaterial (z. B.
Polystyrol oder azetilierte Baumwolle), koaxial zum Aussenleiter gehalten wird ; um den rohrförmigen oder äusseren
Leiter ist schraubenlinienförmig eine Anzahl von Stahlbändern angeordnet, um eine elektromagnetische
Abschirmung für die Leiter vorzusehen, und darüber ist eine Bleischutzhülle vorgesehen, die von dem rohrförmigen Leiter durch eine Lage Isoliermaterial isoliert ist.
Kabel dieser Art werden bekanntlich zur Übertragung von Hoehfrequenzströmen verwendet und es ist wesentlich, dass derartige Leiter so verpleisst werden, dass Nebensprechen zwischen verschiedenen Kreisen des Kabels vermieden wird. Man fand, dass in der Praxis an den Verbindungsstellen der Leiterteile Nebenspreehströme auftraten, obwohl bei der Verspleissung alle bekannten Vorsichtsmassregeln beobachtet wurden, um diese störenden Spannungen auszuschalten.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Nebensprechen dadurch in zulässigen Grenzen zu halten, dass eine entsprechend innige Verbindung an der Verbindungsstelle zwischen dem Stahlband und dem Leiter hergestellt wird, was im folgenden näher ausgeführt wird.
Die Erfindung sieht eine Kabelverbindung vor, durch die die benachbarten Enden zweier koaxialer Kabel so verspleisst werden, dass eine ununterbrochene elektrische Kontinuität gesichert und daher Nebensprechen zwischen den so verbundenen Teilen vermieden wird.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer mit einer Schutzhülle aus Blei versehenen fertigen Verbindung. Fig. 2 stellt Leiter dar, welche für die erfindungsgemässe leitende Verbindung vorgeriehtet sind. Fig. 3 stellt in ähnlicher Ansicht wie Fig. 2 den Aussenleiter und die Isoliermuffen im Schnitt dar, wobei die Isoliermuffen den Mittelleiter koaxial zum Aussenleiter halten. Fig. 4 zeigt eine leitende Hülle, welche um die zusammenzuschliessenden Enden der beiden Mittelleiter gepresst ist, um sie koaxial zu halten. Fig. 5 zeigt die leitende Hülle über den zusammenzuschliessenden Enden der Mittelleiter, die an diesen Leitern mittels einer Lage von Lötzinn angebracht und mit einer Hülse über den benachbarten Enden der Aussenleiter umgeben ist.
Fig. 6 zeigt die leitende Hülse, welche über die zusammenzuschliessenden Enden der Aussenleiter gepresst ist, und Klemmringe, welche die Enden der Hülse umfassen. In Fig. 7 ist eine fertige Verbindung mit den Aussenleitern, der Verbindungshülse, den Klemmringen und den Stahlbändern mit Überzug aus Lötzinn gezeigt. Fig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer Isoliermuffe (teilweise im Schnitt). Fig. 9 ist eine perspektivische Darstellung der Hülse, welche zur Verbindung der Mittelleiter dient. Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung der zur Verbindung der Aussenleiter bestimmten Hülse. Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung eines Metallringes zur Befestigung der Stahlbänder an den Enden der Aussenleiter.
Fig. 12 ist eine perspek-
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tivische Darstellung eines Metallringes zur Befestigung der Hülse an den Enden der Aussenleiter. Fig. 13 und 14 sind Teilansichten eines Werkzeuges zum Klemmen der Ringe auf die Stahlbänder und auf die Enden der die Aussenleiter verbindenden Hülse. Fig. 15 und 16 sind Darstellungen eines Werkzeuges zum Abschneiden der Enden der Aussenleiter in einer den zugehörigen Enden der Innenleiter entsprechenden vorherbestimmten Länge. Fig. 17 ist eine Teilansicht einer Kabelverbindung in perspek- tivischer Darstellung, in welcher die Form der Klemmringe nach dem Aufdrücken gezeigt ist. Fig. 18 zeigt eine andere Ausführungsform der Verbindung. Fig. 19 zeigt eine der Abstandhalterseheiben.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist der Aussenleiter ein Rohr OC, OC1, das aus einer Anzahl von Profilstreifen 1. 3 zusammengesetzt ist. Die Streifen sind"Mann an Mann"in der Längsrichtung angeordnet, so dass Teile jedes Streifens vorspringen und überlappen. Stahlbänder ST und ST1 sind schraubenlinienförmig um den Aussenleiter gelegt, um diesen selbsttragend zu machen und gleichzeitig eine zusätzliche elektromagnetische Abschirmung für den koaxialen Leiter vorzusehen. Der Wicklungssinn der Bänder kann im allgemeinen der gleiche wie jener der Profilstreifen oder auch entgegengesetzt sein. Entsprechende Abstandhalter aus Isoliermaterial, z. B, geschlitzte Scheiben 122, Fig. 18 und 19, die in Abständen angebracht sind, oder eine offene Schraubenlinie aus Isoliermaterial (z. B.
Polystyrol
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konzentrischer Kabel, welche mit einem Bleimantel LS und einer Papierisoliersehieht PW zwischen den Leitern und dem Bleimantel versehen sind, in solcher Weise koaxial verspleisst oder verbunden werden, dass zuerst die Enden jedes Teiles des Bleimantels LS aufgeschnitten werden, um die konzentrischen Leiter ein Stück lang freizulegen, dessen gesamte Länge gleich der Länge der aus den Aussenleitern OC und OC, herausragenden Enden der Mittelleiter C und 01 zuzüglich der Entfernung der Aussenleiter OC und 001 von den Enden der Stahlbänder ST und ST1 plus dem Abstand der Stahlbänder von den Enden des schützenden Bleimantels LS ist.
Die benachbarten Enden der Stahlbänder ST und ST1 sind an der Oberfläche der Aussenleiter mit Metallringen 2. ?, ähnlich wie in Fig. 17 gezeigt, umpresst oder durch andere entsprechende Mittel gesichert, um zu verhindern, dass sich die Bänder während der Herstellung der Verbindung abwickeln.
Dies ist in Fig. 2 gezeigt.
Es ist bei koaxialen Übertragungssystemen bekannt, dass infolge des ,,Skin-Effektes" die Hochfrequenzströme an der inneren Fläche des Aussenleiters und der äusseren Fläche des Innenleiters fliessen.
Ausserdem wird die Übertragung durch Einflüsse von aussen auch dann nicht berührt, wenn der Aussenleiter geerdet ist. Eine beim Betrieb übliche Art besteht daher darin, die Aussenfläche des Aussenleiters mit Äquipotentialpunkten E, B in bestimmten Abständen zu verbinden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Dadurch wird an der Aussenfläche des Aussenleiters ein Äquipotentialzustand hergestellt.
Beim Betrieb von koaxialen Übertragungssystemen nach dieser Art traten aber unzulässige Werte des Nebensprechens auf. Diese waren eine Folge von Spannungen, welche auf Grund des durch die Kupferstreifen erzeugten Längsfeldes in den Stahlbändern induziert wurden.
Durch den am Aussenleiter erzeugten Äquipotentialzustand konnte das oben beschriebene Nebensprechen durch Anlöten der freien Enden der Stahlbänder ST, ST1 an die Aussenfläche des Aussenleiters OC, OC, wesentlich verringert werden. Diese bei SOL, SOL in Fig. 6 gezeigte Lötung stellt eine Verbindung niederer Impedanz zwischen den Stahlbändern und dem Aussenleiter her. Infolge dieser Verbindung werden die in den Stahlbändern induzierten Spannungen an den Äquipotentialpunkten E, E abgeleitet und daher die Nebensprechstörungen in dem System entsprechend vermindert.
Es ist selbstverständlich, dass der zur Ableitung der Spannung in den Stahlbändern dienende Kurzschluss in keinem elektrischen Zusammenhang mit dem zur Übertragung von Hochfrequenzströmen verwendeten Stromkreis steht.
Es ist zu bemerken, dass die Lötung der Stahlbänder ebenso an den Endpunkten der koaxialen Leiter wie an allen neben den Spleissstellen gelegenen Enden (wie in Fig. 6 dargestellt) erfolgen kann, sowie dass die Leitfähigkeit der Spleissstelle durch sorgfältiges Anlöten der Hülse 26 an die Innenleiter und der Hülse 22 an die Aussenleiter erhöht werden kann, was im folgenden noch beschrieben wird.
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dies in Fig. 3 gezeigt ist.
An jedem Ende der Aussenleiter 00 und OC, wird ein Ring 25 angebracht, bevor eine geschlitzte leitende Hülse 26 (Fig. 4 und 9) über die zusammenzuschliessenden Enden der Drähte 0 und 01 aufgeschoben wird, welche in die gleichartigen Enden der Isolierstüeke 24 hineinragt. Dies ist in Fig. 4 dargestellt.
Die Hülse 26 wird, nachdem sie auf die Drähte C und 01 aufgepresst wurde, an diese gelötet, wie in Fig. 5 dargestellt. Hierauf wird eine geschlitzte, leitende Hülse 22 angebracht und auf die Enden der Aussenleiter OC und OC1 aufgepresst, wo sie dann durch die oben beschriebenen Ringe 25 gesichert wird, welche über die Enden der Hülse 22 (Fig. 10 und 5) an den über den kreisförmigen Lochreihen PI
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gelegenen Stellen mittels einer Spezialzange konzentrisch aufgedruckt werden, wie in Fig. 6 dargestellt.
Dies dient dazu, die Aussenleiter mechanisch zu verbinden und die Muffen 24 gegen Bewegung in der Längsrichtung auf den Drähten 0 und C, zu sichern.
Die Löcher Pf lassen das Lötzinn zwischen die
Oberseite der Leiter OC und OC, und die Unterseite der Hülse 22 eindringen, wenn diese Hülse, die Ringe 25, die Teile P der Aussenleiter 00 und OC"welche zwischen den Enden der Stahlbänder ST und Stand den benachbarten Enden der Hülse 22 liegen, ferner die Stahlbänder undihre Klemmringe 23 mit einem Überzug aus Lötzinn versehen werden. Dies sichert eine ununterbrochene leitende Verbindung vom Ende des Leiters OC zum Ende des Leiters 001, wie in Fig, 7 dargestellt.
Nach Fertigstellung der Verbindung zwischen einem konzentrischen Leiterpaar werden wie in Fig. 1 diese Verbindungen mit einer gemeinsamen Bleihülse bedeckt, die in bekannter Weise mit den Enden des Bleimantels LS jedes Teiles verlötet wird, wobei die benachbarten Teile des Bleimantels vorerst mit Isolierband bedeckt werden, das, wie in Fig. 1 dargestellt, ein gutes Stück über die Stahlbänder ST und ST1 jedes Teiles hinaúsragt.
Ein Werkzeug zum Abschneiden der Enden der Aussenleiter OC ist in Fig. 15 und 16 gezeigt.
Es besteht aus einem zylindrischen, geriffelten Griff 30 mit einer Längsbohrung 31, die mit der Aussenseite. des Leiters OC in losen Eingriff kommt. Ein Ende des Griffes. 30 ist mit einer Ausnehmung 32 versehen, die zur Anbringung der Rollen 33 und 34 bestimmt ist, sowie mit einem Hebel 35, der auf einem Stift 36 drehbar gelagert ist, welcher an einem Ende mit dem Griff 30 in Eingriff steht und dessen äusseres Ende eine Scheibe 31 trägt, die wieder am Ende des Griffes 30 durch die Schrauben 38 und 39 an ihrem Platz gehalten wird.
Auf dem Hebel 35 ist ein Schneidrad 40 angebracht, welches bei Drehung des Griffes auf dem Aussenleiter bewirkt, dass der Hebel 35 und das von ihm getragene Schneiderad sich in jene Stellung bewegen, in welcher der Teil B des Hebels an einen Anschlag S anschlägt, der durch den Rücken R des Griffes 30 gebildet wird, um so die Bewegung des Schneiderades zu begrenzen und anzuzeigen, dass der Aussenleiter nun durchgetrennt wurde.
Ein Werkzeug zum konzentrischen Aufdrücken der Ringe 23 und 25 auf das Stahlband ST und auf die Hülse 22 ist in Fig. 13 und 14 gezeigt. Es besteht aus einer gewöhnlichen Zange, deren Backen 41 und 42 zwei halbrunde Ausnehmungen Y und Y1 haben, deren Radius dem Aussendurchmesser der
Ringe 23, wenn sie auf den Stahlbändern ST und ST1 aufgedrückt sind, entspricht, und zwei halbrunde, Ausnehmungen X und Xi, welche mit Versenkungen-X, Xg versehen sind und deren Radius dem Durch- messer der Ringe 25 entspricht, wenn sie auf der Hülse 22 in der in Fig. 17 gezeigten Form auf- gedrückt sind.
Eine andere Ausführungsform der Verbindungsstelle ist in Fig. 18 dargestellt. Diese Figur zeigt eine fast fertige Verbindung der Enden zweier koaxialer Kabel. Zur Herstellung einer derartigen
Verspleissung wird zuerst jedes Stück etwas von seinem äussersten Ende entfernt, mit einer Klammer oder einem Bund 125 über den unverändert bleibenden Stahlarmierungsbändern ST versehen. Dieser Bund braucht nur ein paar Drahtwindungen lang aufgewunden und fest um das Kabel verdrallt zu werden oder er kann aus irgendeinem andern geeigneten Klemmittel bestehen. Die Stahlbänder werden dann abgewickelt und, wie dargestellt, von ihrem äussersten Ende zu dem Klemmringe zurückgebogen. Es empfiehlt sich, Lötzinn zwischen den Bändern und dem Aussenleiter, wie oben beschrieben, ein- zugiessen.
An einer passenden Stelle zwischen dem Ende und dem Klemmring lässt man Lötzinn in einem Ring 126 um die zugänglichen Bänder des Aussenleiters OC zusammenlaufen und festsetzen. Diese Bänder werden dann gleichmässig rings um das Kabel in einer kleinen Entfernung von dem Lötzinnring, zum Kabelende gerichtet, abgeschnitten, wodurch ein Stück des Innenleiters C mit einigen der Abstandhalterseheiben 122 blossgelegt wird. Diese blossgelegten Scheiben werden entfernt und der äusserste Teil des Aussenleiters OC jenseits des Lötringes zusammengedrückt, damit sein Durchmesser, wie dargestellt, um ungefähr seine eigene Dicke verringert wird. Dies kann leicht mit einer Zange, welche entsprechend gebogene Nasen hat, ähnlich wie in Fig. 13 dargestellt, oder mit irgendeinem andern geeigneten Werkzeug vorgenommen werden.
Dann wird ein Isolierstück 121, das eine Mittelbohrung und einen radialen Schlitz 128 hat, über jeden der freigelegten Mittelleiter C gezogen und in den verengten Teil des Aussenleiters gepresst, um gegen späteren Kurzschluss zwischen den Leitern an diesen Stellen sicher zu schützen. Der Schlitz 128 gestattet ein leichteres Anbringen des Isolierstücke und dient auch zum Durchgang für Luft, Gas, 01 od. dgl.
Die blossgelegten Enden der beiden Innenleiter C werden dann aufeinandergestossen und durch Löten, Schweissen oder auf irgendeine andere Art, wie bei 129 gezeigt, verbunden. Hierauf werden neue Abstandhalterscheiben 122 auf den nun durchlaufenden Innenleiter in entsprechenden Abständen aufgebracht. Dies kann von Hand aus oder mit einem Werkzeug geschehen, wobei die Beilagscheiben mit konischen Schlitzen versehen sind, wie in Fig. 19 dargestellt.
Nun wird ein Stück Metallblech 130, vorzugsweise von der gleichen Zusammensetzung und Dicke wie die Aussenleiter OC, so zugeschnitten, dass es die Länge des Abstandes zwischen den Absetzungen hat, die an den verengten Teilen der Aussenleiter entstehen, und seine Breite gleich dem Umfange des Aussenleiters ist. Dieses Blech wird dann über die freiliegenden Abstandhalterscheiben 122
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und die verengten Teile der Aussenleiter zylinderförmig gelegt und bildet eine Brücke zwischen den Aussenleitern und mit seinen Längskanten eine Naht 131 längs des Kabels. Diese Naht wird dann weich oder hart verlötet und die Blechränder ebenso oder auf eine andere Art mit den Aussenleitern an der Stelle verbunden, wo sie die Absetzungen bei 132 berührt.
Die Stahlbänder ST werden dann heruntergebogen und wieder um die Leiter gewickelt, die zusammenpassenden Bänder von beiden Seiten abgeschnitten, so dass Ende auf Ende auftrifft und die aneinanderstossenden Enden dieser Armierungsstreifen verlötet oder auf eine andere Art an den Aussenleitern befestigt. Die Verspleissung ist hiemit fertig und die Klemmen 125 werden entfernt. Das Verlängern der Armierungsstreifen über die Verbindung kann für die in Fig. 1-7 dargestellten Konstruktionen angewendet werden.
In der Beschreibung wird eine vollständige Ausführungsform der Erfindung, wie sie zur Verspleissung fertiger koaxialer Kabel verwendet wird, gezeigt. Während der Erzeugung solcher Kabel enthält in einem Erzeugungsstadium das Kabel den Aussenleiter ohne die Stahlarmierungsbänder, die noch nicht aufgebracht wurden.
Es kann auch erwünscht sein, solche nicht armierte Kabel zu verspleissen, in welchem Falle das Verfahren natürlich dasselbe ist, nur entfällt das vorherige Klemmen und Abwickeln der Stahlbänder und die letzten Vorgänge des Wiederaufwickelns und Befestigens der Stahlbänder.
Auch für ähnliche Kabel mit einer Umpressung aus Blei oder einer Bleilegierung an Stelle der Stahlarmierung sind die für die Anwendung notwendigen Abänderungen klar, ebenso wenn eine der Arten noch zusätzlich mit einer wetterfesten Hülle, z. B. mit Asphalt imprägnierter Jute, Papier od. dgl., entweder über oder unter der Metallhülle versehen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verbindung für koaxiale Hochfrequenzkabel nach Patent Nr. 153708, deren Aussenleiter mit abschirmenden Metallbändern umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenleiter (OC, 001), von denen jeder aus mehreren schraubenlinienförmig angeordneten, aneinanderschliessenden leitenden Streifen (13) besteht, durch eine geschlitzte Metallhülse (22) verbunden sind, in welcher
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streifen (ST, Sot,), welche die Aussenleiter (OC, OCJ der Kabel umgeben, an diesen Aussenleitern an jeder Seite der Verbindungshülse (22) (z.
B. durch Löten) verbunden sind, um an der Verbindungsstelle ein gleiches Potential zwischen den abschirmenden Metallbändern (ST, ST1) und den Aussenleitern (OC, OCJ herzustellen.