Verfahren zur Herstellung nebenkopplungsfreier Fernsprechkabel, Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestelltes Fernsprechkabel. Fernmeldekabel, die mehrere Stromkreise enthalten, können aus Einfachgruppen oder aus Gruppen höherer Ordnung, sogenannten Mehrfachgruppen, aufgebaut sein.
Einfachgruppen sind solche, die aus zwei oder mehreren Einzeladern durch einfache, einmalige Verseilung um eine gemeinsame Achse gebildet werden, also beispielsweise die Paare in paarverseilten gabeln, die Stern vierer usw. Bei solchen Einfachgruppen liegen Hin- und Rückleitung eines Stromkreises in derselben Gruppe einander gegenüber.
Durch eine weitere Verseilung von zwei oder mehreren, aus Einzeladern verseilten Ein facbgruppen entstehen die Gruppen höherer Ordnung, die Mehrfachgruppen. Meist lassen sich bei ihnen aux den Einfachgruppen Phan- tomstromkreise herstellen, deren Ausnützung wirtschaftliche Vorteile bringt.
Mehrfachgrup pen sind- demnach beispielsweise Dieselhorst- Martin-Vierer (D-M-Vierer), die durch Ver sellen von zwei Paaren (Einfachgruppen) ge bildet werden und bei denen sich durch Zu sammenfassen derzwei Einfachgruppen (Paare) ein betriebsfähiger Vierer-Phantomkreis ergibt.
Die Gruppen, die sowohl Einfacbgruppen, als auch Gruppen höherer Ordnung sein kön nen, werden weiter durch verseilen zu Kabel lagen zur Kabelseele zusammengefasst. Diese Lagenverseilung ergibt im Gegensatz zur Gruppenverseilung keine weitere Möglichkeit zur Bildung einwandfreier l'hantomstrom- kreise aus verschiedenen, zu einer Kabellage zusammenverseilten Gruppen.
In einem so aufgebauten Fernmeldekabel können nun zwischen den Stromkreisen ver schiedener, in einer Lage nebeneinander oder in verschiedenen Lagen übereinander verseil- ten Gruppen kapazitive wund induktive Un- symmetrien auftreten. die zu "Neberrsprecli- erscheinungen" zwischen den Stromkreisen verschiedener Gruppen führen können. Diese Unsymmetrien werden im folgenden mit "Nebenkopplungen" bezeichnet.
Es ist be kannt, dass die kapazitiven, wie auch die in duktiven Unsymmetrien, also die "Neben- kopplungen schlechthin, vor allem durch un günstige Verhältnisse zwischen den Schlag längen neben- und übereinanderliegender Gruppen hervorgerufen werden.
Es sind auch .bereits Verfahren bekannt geworden, die das Auftreten besonders grosser Nebenkopplungen, die bei bestimmten, extrem ungünstigen Drallverhältnissen auftreten kön nen, dadurch vermeiden, dass bei der Kon struktion des Kabelaufbaues derartige extrem ungünstige Drallverhältnisse ausgeschieden werden.
Alle bisher bekannt gewordenen Verfahren erzielen zwar eine Verminderung der Höhe einzelner Arten der auftretenden Nebenkopp lungen, sie führen hingegen zu keiner prak- tiscb restlosen Beseitigung aller Nebenkopp= lungen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung neben kopplungsfreier Fernsprechkabel, eine Ein richtung zur Durchführung dieses Verfahrens und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Fernsprechkabel.
Es ist bekannt, dass zwei aus den Adern a und b bezw. c und<I>d</I> gebildete Stromkreise sich gegenseitig weder induktiv noch kapa- zitiv beeinflussen, wenn
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bezw. wenn zad # zbl, = 7.e -<B>ZU</B> ist;
am besten ist zad - zba- zaa = 7,bd- Dabei bedeutet z;1; den Abstand zwisehen den Leiterachsen der Adern<I>i</I> und<I>k.</I> Bei einem idealen Sternvierer ist das zum Beispiel für die beiden in diesem Vierer zusammengefassten Sprechkreise ohne weiteres der Fall.
Wenn aber beispielsweise zwei Paare in einer Kabellage nebeneinander angeordnet sind, so ändern sich die Abstände z"d, zba, raa, ba im Verlauf ihrer Länge dauernd. Es besteht aber auch dann Kopplungs freiheit, wenn die Verläufe der Abstände (die Verläufe der Abstände werden im fol genden mit zii;(,) bezeichnet) einander wie folgt gleich sind zaa eil = zad (1)-= zbe <B>(</B>1) = zbd (i).
Der Gedankengang der vorliegenden Erfin dung wird im folgenden zunächst am Beispiel zweier nebeneinander in einer Lage verseilter Einfachgruppen, und zwar an zwei Stern vierern gezeigt. Es sei: si = Schlaglänge des Vierers 1 mit den Adern 1, 2, 3, 4.
s2 = Schlaglänge des Vierers 2 mit den Adern 5, 6, 7, B.
x = kleinstes gemeinsames Vielfaches der Schlaglängen si und s2, nämlich
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in = grösster gemeinsamer Teiler der bei den Schlaglängen si und s2: Die kapazitiven, wie auch die induktiven Nebenkopplungen werden durch den Verlauf der Entfernung der Einzeladern der zwei Gruppen voneinander bestimmt. Innerhalb einer Länge
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ändert sich die gegenseitige Aderstellung der zwei Vierer fortwährend. Nach Ablauf einer Länge x ergibt sich dieselbe Aderstellung wie am Anfang der Länge x. Vom Ablauf der ersten Länge x an wiederholen sich sämt liche Aderstellungen innerhalb der zweiten Länge x in genau derselben Reihenfolge wie in der ersten Länge x und so fort.
Die Stamm- und Phantomstromkreise der zwei nebeneinanderliegenden Gruppen 1 und 2 beeinflussen sich gegenseitig weder kapa- zitiv noch induktiv, wenn jeweils jede Ader der einen Gruppe innerhalb dieser Länge x genau "symmetrisch" zu den zu einem Strom kreis zusammengefassten Adern unter den Adern der andern Gruppe liegt. Dabei soll unter "symmetrisch" verstanden sein, dass die Verläufe der Entfernungen zwischen einer Ader der einen Gruppe und jeder der zu einem Stromkreis gehörenden Adern der an dern Gruppe innerhalb der Länge :x einander gleich sind.
Es muss also innerhalb dieser Länge x der Verlauf des Abstandes zlk (1) zwischen der Ader 5 des zweiten Vierers und der Ader 1 des ersten Vierers gleich dem Verlauf des Abstandes zwischen der Ader 5 des zweiten und der Ader 2 des ersten Vie rers sein =-15 (1) = Q25 (1) ;
das gleiche gilt für die Adern 6, 7 und 8 des zweiten Vierers; es muss also Z<B>15 (1)</B> - J\-5 (l) # ?<B>16</B> (1) -<B>Z 26</B> (1)7 -717 (,) = 7,27 (1), 7,1s (1) = z 2s (1) sein; damit zeigt nun der aus den Adern 1 und 2 bestehende Paarstromkreis des Vierers 1 keine Kopplungen zu beliebigen Stromkreisen des Vierers 2.
Damit weiter der aus den Adern 3 und 4 des erstenVierers bestehende zweite Paarstrom kreis z11 beliebigen Stromkreisen des zweiten Vierers kopplungsfrei wird, muss ebenso ::15 (1) = .15 (1) , ;;6 (1) = z 46 (11 .. (1) = 132-17 (1)<B>,</B> 1138 (1) = 7,48 (1) sein.
Aus den zwei Paarstromkreisen des ersten Vierers kann man durch Zusammen fassen der zwei Adern jedes Päares zu einer Hin- bezw. Rückleitung einen dritten Strom kreis, den Phantonlkreis, bilden.
Damit null auch dieser Phantomkreis keinen Stromkreis im Vierer 2 beeinflusst, müssen die obigen Gleichungen durch folgende sinngemäss er weitert werden Z15 <B>(1)</B> + Q25 <B>(1)</B> -- Q30 <B>(1)</B> '1-- 7,45 <B>(1)</B> 7,16 (1)<B>+</B> 7,26 (l) = ^'\..6 (1) + 7,46 (I) 7,17_(1) + j27 (1) 237 (1)
+ z47_(1) zls (1) -i- ,zL7s (1) -=- j 3a (1) + 7,4s (1). Fasst male diese vier Bedingungsgleichun gen mit den weiter oben angeführten zusam men, so erhält man die folgenden Bedingun gen, die eine völlige Freiheit von kapazitiven und; induktiven Nebenkopplungen zwischen beliebigen Stromkreisen zweier nebeneinander liegender Vierer ergeben z15 (1) _ 725 (1) = j35 (1) = 245 (1).
16 (1) = z26 (1) = 7-36 (1) = 246 (1) j17 (1) = z27 (1) = j37 (1) =<B>7-</B>47 (1) 1s (1) = j 2s (1) = 2 3s (1) = 7, 4s (1).
Werden diese Bedingungen eingehalten, so liegt die Ader 5 des zweiten Vierers sym metrisch zu den Adern 1, 2, 3, 4 des erstell Vierers, die Ader 6 des zweiten Vierers sym metrisch zu den Adern 1, 2, 3, 4 des ersten Vierers usw. Selbstverständlich ergibt sich ebenfalls Kopplungsfreiheit, wenn umgekehrt: :%15 (1) = j16 (1) _ %17 (1) = 21s (1) 2'25 (1) = 7,26 (1) = j27 (1) = j23 (1) usw. ist, denn dann liegt Ader 1 des ersten Vierers symmetrisch zu den Adern 5, 6, 7, 8 des zweiten Vierers, Ader 2 des ersten Vie rers symmetrisch zu den Adern 5, 6, 7, 8 des zweiten Vierers usw.
Werden nun die Schlaglängen der neben kopplungsfrei zu machenden Vierer so gewählt, dass in einem bestimmten Längsabschnitt des Kabels bei einem Vierer eine ganzzahlige Anzahl seiner Schlaglängen enthalten ist, während in demselben Längsabschnitt beim andern Vierer eine um 1/4 voll einer ganz- zahligen Anzahl abweichende Zahl von Schlaglängen enthalten ist, so liegt innerhalb einer Kabellänge, die dem vierfachen dieses Abschnittes entspricht, jede Ader des ersten Vierers symmetrisch zu allen andern Adern des zweiten Vierers, wie aus Fig. 1 leicht hervorgeht.
Innerhalb dieser Kabellänge, die gleich if:, ist und in diesem Fall mit Ausgleichlänge (4) bezeichnet wird und innerhalb einer Kabel länge, die ein ganzes Vielfaches dieser Aus gleichslänge (.A) ist, sind also Vierer mit sol chen Schlaglängenverhältnissen völlig neben kopplungsfrei. Ist die gesamte Kabellänge länger als ein ganzes Vielfaches dieser Aus gleichslänge (l9.), so kann diese Überlänge kleine Restkopplungen hervorrufen. Vorzugs weise werden die Schlaglängenverhältnisse so gewählt, dass die Ausgleichslänge (A) sehr klein gegen die Kabellänge wird.
Das ergibt sich ohne weiteres von selbst, wenn man möglichst kleine Zahlen für die weiter<B>-</B>unten eingeführten beliebigen Werte<I>v,</I> tv, <I>t,</I> o, <I>p</I> wählt, beispielsweise also Zahlen, die kleiner als 10 sind.
Die Schlaglängen si und s2 zweier neben einanderliegender Sternvierer müssen sich also wie folgt verhalten
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dabei ist w = eine beliebige ganze Zahl von 1 auf wärts, v = eine beliebige ganze Zahl von 0 auf wärts.
Handelt es sich nicht um Sternvierer (4- adrig), sondern um andere N-adrige Einfach gruppen, so lautet die Bedingung:
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Damit wird das Schlaglängenverhältnis für ne benkopplungsfreie, N-adrige Einfachgruppen
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Befinden sich nun zwei N-adrige Einfach gruppen 1 und 2 in zwei verschiedenen Lagen eines Kabels, so müssen sie ebenfalls ein Schlaglängenverhältnis
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aufweisen.
Dabei sind .fI, fa die Verlänge rungsfaktoren, die die Einseilung der Gruppen 1 und 2 beim nachfolgenden Verseilen der Kabellagen I und II berücksichtigen. Da die Verlängerungsfaktoren zweier Einfachgruppen in zwei verschiedenen Lagen verschieden gross sein können, müssen die Gruppenschlaglängen si und s2 durch die Verlängerungsfaktoren fI und fa gekürzt werden, damit der Einfluss der verschieden grossen Einseilung eliminiert wird.
In der obigen Gleichung erhält man also den Faktor
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Sie zeigen daher eben falls nach einem bestimmten Abschnitt der Kabellänge, der im folgenden mit "Periode erster Ordnung. P," bezeichnet wird, für. Ein- fachgruppe 1 die Aderstellung der Ausgangs stellung, während die Aderstellung der Ein fachgruppe 2 gegen ihre Anfangsstellung um @T Kreisbogen verschoben ist.
Eine solche Periode erster Ordnung hat die Länge
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Eine gleichartige gegenseitige Aderstellung ergibt sich auch nach einer aus (N# vo -(- <I>1)</I> Perioden erster Ordnung P zusammengesetz ten Periode zweiter Ordnung P2, wobei für P2 gilt <I>P2</I> =(N#vo 1)#Ps; dabei ist vo eine beliebige ganze Zahl von 0 aufwärts.
Bei zwei in verschiedenen Lagen verseilten Einfachgruppen tritt nun hinsicht lich der räumlichen Entfernung ihrer Einzel adern zueinander eine weitere Periode Ps auf, die sich ebenfalls durch die ganze Nabellänge hindurch wiederholt, und zwar ist diese Pe riode Ps gleich dem Abstande zweier benach barter Kreuzungspunkte der beiden Gruppen (Fig. 2).
Ihre Länge beträgt, wenn S'1 = Schlaglänge der Lage I, Su = Schlaglänge der Lage II ist,
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und zwar gilt: wenn die Lagenschlagrichtungen ent gegengesetzt, und -, wenn die Lagenschlagrichtungen gleichgerichtet sind.
Die Einfachgruppe, die in der ersten Läge mit der Lagenschlaglänge S, verseilt ist, be schreibt innerhalb der Länge L einen Winkel von
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die Einfachgruppe in der zweiten Lage, die mit der Lagenschlaglänge rSn ver- seilt ist, einen Winkel von
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Bei ent gegengesetzten Schlagrichtungen der beiden Lagenverseilungen addieren sich diese beiden Winkel zu einem ganzen Kreisbogen; während bei gleichen Schlagrichtungen die. Differenz der zwei Winkel einen vollen Kreisbogen er gibt.
Damit wird
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daraus ergibt sich die Kreuzungslänge L zu
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Die Periode P2 muss nun gleich oder gleich einem ganzen Vielfachen dieser Periode P:. sein, wenn zwei in verschiedenen Lagen be findliche Gruppen mit dem obigen Schlag längenverhältnis völlig symmetrisch zueinan der angeordnet sein sollen, das heisst
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dabei ist t eine beliebige ganze Zahl von 1 aufwärts.
Damit ergibt sich das Verhältnis zwischen -Gruppen- und Lagenschlaglängen für in verschiedenen Lagen verseilte Einfach gruppen zu
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Auch Kabel, die Gruppen höherer Ordnung enthalten, lassen sich grundsätzlich nach demselben Verfahren nebenkopplungsfrei her stellen.
Zwischen zwei benachbarten Gruppen höherer Ordnung kann die Nebenkopplungs- freiheit bewirkende symmetrische Stellung jeder Ader der einen Gruppe höherer Ord nung zu allen zu einem Stromkreis zusam- mengefassten Adern der andern Gruppe dann erzielt werden, wenn neben bestimmten Schlaglängenverhältnissen gleichzeitig ein be stimmter Winkel zwischen den Hauptachsen der Untergruppen eingehalten wird, und zwar muss dieser Winkel 5P (Fig. 3) gleich sein
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wobei 1V die Anzahl der Einzeladern ist, aus denen die Untergruppe aufgebaut ist.
Dieser Winkel<I>9</I> kann dadurch eingehalten werden, dass die Schlaglängen derjenigen Untergrup pen, die zu einer Gruppe höherer Ordnung verseilt werden, gleieh lang gewählt werden, und dass bei der Verseilung der Untergruppen (Einfachgruppen) zu Gruppen höherer Ord nung die gegenseitige Lage der Hauptachsen der Untergruppen durch gesteuerte Führungen für die Untergruppen festgelegt wird.
Die Anwendung von abgestimmten Schlag- längenverbältnissen unter gleichzeitiger Be einflussung des Achsenwinkels 5p zwischen den Hauptachsen der Untergruppen wird am Bei spiel zweier nebeneinanderliegender Diesel horst-Martin-Vierer, bei welchen N= 2 ist, für den allgemeinen Fall, bei dem N und N, beliebig gross ist, entwickelt.
Der Dieselhorst- Martin -Vierer 1 besteht aus zwei Einfach gruppen a und b (Paaren) mit gleicher "Paar schlaglänge" s1,, = slb. Diese zwei Paare werden in einem weiteren Verseilgang mit der "Viererschlaglänge" <B>8,1</B> zum Dieselhorst Martin-Vierer 1 verseilt. Im fertigen Diesel- horst-Martin-Vierer bilden die Achsen der zwei Paare a und b einen Winkel, der mit cpi bezeichnet werde.
Ebenso, jedoch mit an dern Paar- und Viererschlaglängen, ist der Dieselhorst-Martin-Vierer 2 aufgebaut. Es ist also Si a = s1 b = Scblaglänge der Paare a und b des Vierers 1, ;
1- sz b = Schlaglänge der Paare a und b des Vierers 2, <B>81</B> = Viererschlaglänge des Diesel horst-Martin-Vierers 1, So = Viererschlaglänge des Diesel horst-Martin-Vierers 2, 91, 99 = Achswinkel der Untergrup pen des ersten bezw. zweiten Dieselhorst-Martin-Vierers.
Durch gesteuerte Führungen werden die Achswinkel zwischen den zwei Paaren jedes Dieselhorst-Martin-Vierers auf konstant 90 gebracht, das beisst entsprechend der zu er füllenden Bedingung:
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Das Verhältnis zwischen der Viererschlaglänge <B>8"</B> und der Paarschlaglänge s1 a.= s,i, --- s1 sei beim ersten Dieselhorst-Martin-Vierer be liebig angenommen und mit
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dabei sind <I>o, p =</I> beliebigeteilerfremdeganzeZahlen, = Verlängerungsfaktor,
der die Ein- seilung der Einfachgruppen bei der Viererverseilung berücksichtigt.
Die Periode Pi, nach der der Dieselhorst Martin-Vierer 1 wieder die Aderstellung seiner Ausgangsstellung aufweist (Fig.4, Stellung Ha), ist
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dabei ist wi eine beliebige ganze Zahl von 1 aufwärts. Damit nun nach einer Periode Pi beim Dieselhorst - Martin -Vierer 2 die Lage der Untergruppen (Paare)<I>a</I> und<I>b</I> hinsichtlich der Ausgangsstellung des Vierers 2 periodisch wechselt, muss weiter
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sein.
Wenn nämlich der Vierer 2 innerhalb der Länge, innerhalb der der Vierer 1 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, nicht eine ganzzahlige Zahl von Viererschlaglängen auf weist, sondern wenn die Zahl seiner Vierer qchlaglängen innerhalb dieser Länge um den
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Teil von einer ganzen Zahl von Vierer- Schlaglängen verschieden ist, dann tritt bei Vierer 2, wie gefordert, die nächste Unter gruppe an die Stelle, an der bei der Aus gangsstellung des Vierers 2 die erste Unter gruppe war (Fig. 4, Stellung IIb). In der Gleichung
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ist 1V9 = Anzahl der Einfachgruppen,
aus denen die Gruppen höherer Ordnung . aufgebaut ist, z)i = beliebige ganze Zahl von 0 aufwärts. Das erforderliche Verhältnis zwischen den Viererschlaglängen S91 und Sog der beiden Dieselhorst-Martin-Vierer 1 und 2 ergibt sich somit aus der obigen Gleichung zu
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Hätten die Paare (Einfachgruppen) des Dieselhorst-Martin-Vierers 2 keinen Paardrall (Schlaglänge s2 #, = s2 b = s2 = unendlich), so ergäbe sich für Vierer 2 eine Aderstellung wie in Hb gezeichnet.
Damit aber die Adern des Paares a von Dieselhorst-Martin-Vierer 2, die an Stelle der Adern des Paares b getre ten sind, eine der Ausgangsstellung der Un tergruppe b entsprechende Stellung einnehmen, müssen sie sich ebenso wie auch die Adern der Untergruppe b durch ihren Paardrall nach Ablauf einer Periode Pi um den
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Teil eines Kreisbogens verdreht haben (Fig. 4, Stellung He).
Daher muss, ebenso wie oben für die Vie- rerschlaglänge abgeleitet, für den Paardrall der Paare des Vierers 2 gelten
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Dabei ist vi eine beliebige ganze Zahl von 0 aufwärts.
Aus dieser Gleichung ergibt sich für den Dieselhorst-Martin-Vierer 2 durch Division der zwei Seiten der Gleichung das Verhältnis der Viererschlaglänge 8,2 zur Paarschlag länge s#-), -<I>s21,</I> = s2 zu
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Dabei ist für vi diejenige Zahl einzusetzen, die auch vorher für vi in die Gleichung
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eingesetzt wurde. Nach einer Periode Pi weist demnach der Vierer 2 die Stellung He auf.
In gleicher Weise erhält er nach Ablauf einer weiteren Periode Pi die Stellung Mb bezw. IIIe und sofort. Innerhalb eines Abschnittes von der Länge N,. # <I>N-</I> Pi steht also jede Ader des Dieselhorst-Martin-Vierers 1 sym metrisch zu jeder Ader des Dieselborst-Martin- Vierers 2 und damit sind die in einer Kabel lage benachbarten Dieselhorst-Martin-Vierer 1 und 2 frei von gegenseitigen Nebenkopp lungen.
Die Periode Pi, innerhalb der sich für Dieselborst-Martin-Vierer 1 und 2 die Ader stellungen IIa und IV' ergeben, hat eine Länge von
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eine gleichartige Aderstellung ergibt sich nach Fig. 4 auch nach der Periode P2 (Stel lung VT', und VI ) mit der Länge <I>P2 = (N</I> # N,, <I>.</I> vo -E- 1) - Pi, dabei ist vo eine beliebige ganze Zahl von 0 aufwärts.
Auch bei Gruppen höherer Ordnung muss die Periode P2 mit der Periode Ps (innerhalb der sich zwei Gruppen höherer Ordnung, die in zwei verschiedenen Lagen eines Kabels liegen, zweimal überkreuzen) oder mit ihren ganzzahligen, Machen Vielfachen überein stimmen, das heisst es muss sein R@ <I>- t</I> As fi oder
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Nun zeigen erfahrungsgemäss zwei Grup pen, die in einer Kabellage um einen Kern, jedoch nicht nebeneinander verseilt sind (zwi schen denen also eine andere Gruppe liegt), auch bei gleichen Schlaglängen.
keine gegen- seitigen kapazitiven Nebenkopplungen, wohl aber können zwischen ihnen induktive Neben kopplungen auftreten. Diese induktiven Ne benkopplungen spielen aber erfahrungsgemäss nur für solche Gruppen eine Rolle, die eine besonders hohe Nebensprechfreiheit gegenüber allen andern Gruppen des Kabels aufweisen müssen.
Es genügt demnach im allgemeinen für alle in einer Lage liegenden Gruppen zwei oder bei ungerader Gruppenzahl pro Lage drei Gruppenschlaglängen so zu verwenden, dass zwei nebeneinanderliegende Gruppen stets zwei verschiedene, in den obigen Ver hältnissen stehende Schlaglängen aufweisen. Jede der Gruppen, für die besonders hohe Übersprerhdämpfung gefordert wird, ist jedoch zweckmässigerweise so hergestellt, dass sie neben der an sich bekannten kapazitiven Ab schirmung durch eine leitende Umhüllung eine gesonderte Schlaglänge erhält, die keine andere Gruppe des Kabels aufweist und die sich zu allen andern Schlaglängen des Kabels nach obigen Gleichungen verhält.
Es wird also Nebenkopplungsfreibeit da durch erzielt, dass für die Schlaglängen aller im Kern liegenden, ferner für alle in den Lagen nebeneinander und für alle überein= anderliegenden, sowie für jede geschirmte Gruppe folgende Bedingungsgleichungen min destens annähernd erfüllt sind:
1. bei Kabeln aus Einfachgruppen
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In diesen allgemeinen Gleichungen sind die Verlängerungsfaktoren<B>f l,<I>f2,</I></B> f s . . . . f n .+ i allen wirksamen Gruppenschlaglängen beige fügt; sie werden daher hier mit arabischen Ziffern bezeichnet. Bei Gruppen, die sich in gleichen Kabellagen befinden, sind die Ver längerungsfaktoren gleich gross, sie kommen daher in diesem Fall durch Kürzung in Wegfall.
2.-.bei gabeln aus Gruppen höherer Grd nung-- 01) f S :L = s1 w = . . . . - s,v 61 S2 ;
y- <B><I>S2</I> b'</B> =S2No-- S2 93 ss r, _ . . . .- = Ss N, = ss <B>USW-</B>
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Die Schlaglänge 8,.3 einer weiteren (dritten) gehrfachgruppe ergibt sich analog zu
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und so fort, währenddem die Lagenschlag- Iängen -,S'1, .snn <B>...</B> der Gleichung
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genügen müssen. .
Vorstehende Bedingungen für die Schlag längen lassen sich nur dann genau einhalten, wenn an den Gruppen-, sowie auch an den Lagenverseilmaschinen jede beliebige Schlag länge für jeden Gruppen- oder Kabeldurch messer genau eingestellt werden kann. Das kann mit den zur Zeit gebräuchlichen Kabel maschinen nur dadurch erreicht werden, dass in die Abzuggetriebe der Verseilma.schinen kontinuierlich veränderliche Übersetzungsge triebe so eingebaut werden, dass die Grob regelung der Schlaglängen wie bisher durch Wechselräder,. ihre Feineinstellung jedoch durch Regelung dieser Getriebe vorgenommen wird.
Die in den vorstehenden Ausführungen betrachteten Schlaglängen der Gruppen oder Untergruppen sind diejenigen, die für die gegenseitige Lage der Gruppen oder der Un tergruppen in zum Kabel verseilten Zustand massgebend sind. Diese Schlaglängen- sind für alle- diejenigen Fälle identisch mit -den Her stellungsschlaglängen, in denen die VersQilüng ohne Rückdrehung vorgenommen wird.
Bei Verseilung mit Rückdrehung muss .infolge der durch die Rückdrehung bedingten Änderung der Aderstellung der Gruppen beim Verseilen der Gruppen zur Kabellage bezw. beim Ver- seilen der Untergruppen zu Gruppen höherer Ordnung die _ Herstellungsschlaglänge s' der (4ruppen oder der Untergruppen aus folgen der Beziehung ermittelt werden
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- Schlaglänge der Gruppe oder Un- _ tergruppe,
s' - Heratellungsschlaglänge der Gruppe und der Untergruppe, .9 = Lagenschlaglänge oder Schlaglänge der Gruppe höherer Ordnung, wenn Schlaglängen von Untergruppen in Heratellungsschlaglängen vonUnter- gruppen umgerechnet werden sollen und die Verseilung der 'gntergrüp- pen zrr Gruppen höherer Ordnung mit Rückdrebung erfolgt.
f = Verlängerungsfaktor, der die Einsei- lung beim folgenden Verseden be rücksichtigt. Dabei ist das -\- Vorzeichen für Gruppen- oder Unter gruppenschlagrichtung in Richtung, das - Vorzeichen für Gruppen- oder Unter- g:ruppenaehlagrichtung @ entgegen der Richtung der darauf- folgenden Ver- seilung .
einzusetzen.
Process for producing telephone cables free of secondary coupling, device for carrying out this process and telephone cable produced according to this process. Telecommunication cables that contain several circuits can be made up of single groups or of higher-order groups, so-called multiple groups.
Single groups are those that are formed from two or more single wires by single, single stranding around a common axis, for example the pairs in paired forks, the star fours, etc. With such single groups, the outward and return lines of a circuit in the same group are opposite each other .
The higher order groups, the multiple groups, are created by further stranding two or more single-core groups. In most cases, phantom circuits can be produced with them in single groups, the use of which brings economic advantages.
Multiple groups are, for example, Dieselhorst-Martin foursomes (D-M foursomes), which are formed by combining two pairs (single groups) and where the two single groups (pairs) combine to produce an operational phantom circle of four.
The groups, which can be simple groups as well as higher-order groups, are further combined to form a cable core by stranding them into cable layers. In contrast to group stranding, this stranding of layers does not provide any further possibility of forming perfect l'hantom circuits from different groups stranded together to form a cable layer.
In a telecommunication cable constructed in this way, capacitive and inductive imbalances can occur between the circuits of different groups stranded in one layer next to one another or in different layers on top of one another. which can lead to "negative statements" between the circuits of different groups. These asymmetries are referred to below as "secondary couplings".
It is known that the capacitive as well as the ductile asymmetries, that is to say the "secondary couplings par excellence, are primarily caused by unfavorable relationships between the lay lengths of adjacent and superposed groups.
Methods have also already become known which avoid the occurrence of particularly large secondary couplings, which can occur in certain extremely unfavorable twist conditions, by eliminating such extremely unfavorable twist conditions in the construction of the cable structure.
Although all the methods known so far achieve a reduction in the level of individual types of secondary couplings that occur, they do not, however, lead to a virtually complete elimination of all secondary couplings.
The present invention now relates to a method for the production of coupling-free telephone cables, a device for carrying out this method and a telephone cable produced by this method.
It is known that two of the veins a and b respectively. c and <I> d </I> formed circuits influence each other neither inductively nor capacitively, if
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respectively if zad # zbl, = 7.e - <B> CLOSED </B>;
the best is zad - zba- zaa = 7, bd- where z means 1; the distance between the conductor axes of the wires <I> i </I> and <I> k. </I> In the case of an ideal star quad, for example, this is easily the case for the two speech circuits combined in this quad.
But if, for example, two pairs are arranged next to each other in a cable layer, then the distances z "d, zba, raa, ba change continuously in the course of their length. However, there is also freedom of coupling if the courses of the distances (the courses of the distances are denoted in the following by zii; (,)) are equal to one another as follows: zaa eil = zad (1) - = zbe <B> (</B> 1) = zbd (i).
The train of thought of the present invention is shown below using the example of two single groups stranded next to one another in a position, namely on two star fours. Let: si = lay length of quad 1 with wires 1, 2, 3, 4.
s2 = lay length of quad 2 with cores 5, 6, 7, B.
x = smallest common multiple of lay lengths si and s2, namely
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in = greatest common divisor for the lay lengths si and s2: The capacitive as well as the inductive secondary couplings are determined by the distance between the individual wires of the two groups. Within a length
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the mutual wire arrangement of the two fours changes continuously. After a length x has elapsed, the wire position is the same as at the beginning of length x. From the end of the first length x on, all wire positions within the second length x repeat in exactly the same order as in the first length x and so on.
The trunk and phantom circuits of the two adjacent groups 1 and 2 mutually influence each other neither capacitively nor inductively, if each wire of the one group within this length x is exactly "symmetrical" to the wires combined to form a circuit under the wires of the other Group lies. "Symmetrical" should be understood to mean that the course of the distances between a wire of one group and each of the wires belonging to a circuit of the other group within the length: x are equal to one another.
So within this length x, the course of the distance zlk (1) between wire 5 of the second quad and wire 1 of the first quad must be equal to the course of the distance between wire 5 of the second and wire 2 of the first quad = -15 (1) = Q25 (1);
the same applies to cores 6, 7 and 8 of the second quad; So Z <B> 15 (1) </B> - J \ -5 (l) #? <B> 16 </B> (1) - <B> Z 26 </B> (1) 7 -717 (,) = 7.27 (1), 7.1s (1) = z 2s (1); thus the pair circuit of the quad 1, consisting of wires 1 and 2, does not show any couplings to any circuits of the quad 2.
So that the second pair current circuit z11 consisting of the wires 3 and 4 of the first quad becomes coupling-free of any circuits of the second quad, :: 15 (1) = .15 (1), ;; 6 (1) = z 46 (11 .. (1) = 132-17 (1), 1138 (1) = 7.48 (1).
From the two pair circuits of the first quad one can summarize the two wires of each pair to one back or. Return line form a third circuit, the Phantonlkreis.
So that zero does not influence any circuit in the quad 2, the above equations must be extended accordingly by the following: Z15 <B> (1) </B> + Q25 <B> (1) </B> - Q30 <B > (1) </B> '1-- 7.45 <B> (1) </B> 7.16 (1) <B> + </B> 7.26 (l) = ^' \. .6 (1) + 7.46 (I) 7.17_ (1) + j27 (1) 237 (1)
+ z47_ (1) zls (1) -i-, zL7s (1) - = - j 3a (1) + 7.4s (1). If you summarize these four condition equations with the ones listed above, you get the following conditions, which are completely free from capacitive and; Inductive secondary couplings between any circuits of two quadruples lying next to each other result in z15 (1) _ 725 (1) = j35 (1) = 245 (1).
16 (1) = z26 (1) = 7-36 (1) = 246 (1) j17 (1) = z27 (1) = j37 (1) = <B> 7- </B> 47 (1) 1s (1) = j 2s (1) = 2 3s (1) = 7, 4s (1).
If these conditions are met, wire 5 of the second quad is symmetrical to wires 1, 2, 3, 4 of the created quad, and wire 6 of the second quad is symmetrical to wires 1, 2, 3, 4 of the first quad etc. Of course there is also freedom of coupling if the other way round::% 15 (1) = j16 (1) _% 17 (1) = 21s (1) 2'25 (1) = 7.26 (1) = j27 (1 ) = j23 (1) etc., because then wire 1 of the first quad is symmetrical to wires 5, 6, 7, 8 of the second quad, and wire 2 of the first quad is symmetrical to wires 5, 6, 7, 8 of the second foursome, etc.
If the lay lengths of the four to be made free of coupling are now chosen so that in a certain longitudinal section of the cable one quadruple contains an integral number of its lay lengths, while in the same longitudinal section with the other four a number deviating by 1/4 of an integer number Number of lay lengths is included, then within a cable length which corresponds to four times this section, each core of the first quad is symmetrical to all other cores of the second quad, as can easily be seen from FIG.
Within this cable length, which is equal to if :, and in this case is referred to as compensating length (4) and within a cable length that is a whole multiple of this compensating length (.A), fours with such lay length ratios are completely free of coupling . If the entire cable length is longer than a whole multiple of this equal length (l9.), This excess length can cause small residual couplings. The lay length ratios are preferably chosen so that the compensation length (A) is very small compared to the cable length.
This comes about by itself if one uses the smallest possible numbers for the arbitrary values <B> - </B> introduced below <I> v, </I> tv, <I> t, </I> o, <I> p </I> selects, for example, numbers that are less than 10.
The lay lengths si and s2 of two adjacent star quads must behave as follows
EMI0004.0004
where w = any whole number from 1 upwards, v = any whole number from 0 upwards.
If it is not a star quad (4-wire), but other N-wire single groups, the condition is:
EMI0004.0009
This is the lay length ratio for N-core single groups without additional coupling
EMI0004.0012
If there are now two N-core single groups 1 and 2 in two different layers of a cable, they must also have a lay length ratio
EMI0004.0016
exhibit.
.FI, fa are the extension factors that take into account the roping of groups 1 and 2 in the subsequent stranding of cable layers I and II. Since the lengthening factors of two single groups in two different layers can be of different sizes, the group lay lengths si and s2 must be shortened by the lengthening factors fI and fa so that the influence of the differently sized rope is eliminated.
So in the above equation we get the factor
EMI0004.0028
They therefore also point to a certain section of the cable length, which is referred to in the following as "period of the first order. P," for. Simple group 1 the wire position of the starting position, while the wire position of simple group 2 is shifted from its starting position by @T circular arc.
Such a period of the first order has the length
EMI0004.0035
A similar mutual wire formation also results after a second-order period P2 composed of (N # vo - (- <I> 1) </I> periods of the first order P, where <I> P2 </I> = applies to P2 (N # vo 1) #Ps; where vo is any whole number from 0 upwards.
In the case of two single groups stranded in different layers, a further period Ps occurs with regard to the spatial distance of their individual cores to one another, which also repeats itself through the entire length of the umbilicus, namely this period Ps is equal to the distance between two neighboring points of intersection of the two Groups (Fig. 2).
Their length is if S'1 = lay length of layer I, Su = lay length of layer II,
EMI0004.0050
The following applies: if the lay directions are opposite, and - if the lay directions are in the same direction.
The single group, which is stranded in the first layer with the lay length S, be written within the length L at an angle of
EMI0004.0056
the single group in the second layer, which is stranded with the lay length rSn, has an angle of
EMI0004.0061
With opposite lay directions of the two stranded layers, these two angles add up to form a complete circular arc; while with the same impact directions the. The difference between the two angles is a full arc.
So that
EMI0005.0001
this results in the intersection length L zu
EMI0005.0002
The period P2 must now be equal to or equal to a whole multiple of this period P :. be when two in different positions be sensitive groups with the above stroke length ratio are to be arranged completely symmetrically zueinan, that is
EMI0005.0005
where t is any whole number from 1 upwards.
This results in the ratio between -group and lay length for single groups stranded in different layers
EMI0005.0008
Cables that contain groups of a higher order can also be produced without side coupling using the same method.
Between two adjacent higher-order groups, the symmetrical position of each core of the one higher-order group to all cores of the other group, which results in freedom from secondary coupling, can be achieved if, in addition to specific pitch ratios, a specific angle between the main axes of the subgroups is observed, and this angle must be equal to 5P (Fig. 3)
EMI0005.0017
where 1V is the number of individual wires that make up the subgroup.
This angle <I> 9 </I> can be maintained in that the lay lengths of those subgroups that are stranded to form a group of higher order are chosen to be of equal length, and that when the subgroups (single groups) are stranded to form groups of higher order The mutual position of the main axes of the subgroups is determined by controlled guides for the subgroups.
The application of coordinated pitch length ratios while simultaneously influencing the axis angle 5p between the main axes of the subgroups is illustrated using the example of two adjacent Diesel horst-Martin fours, where N = 2, for the general case where N and N, is of any size, developed.
The Dieselhorst-Martin-Vierer 1 consists of two simple groups a and b (pairs) with the same "pair pitch length" s1 ,, = slb. These two pairs are stranded in a further twisting step with the "four-pitch length" <B> 8.1 </B> to form the Dieselhorst Martin-Vierer 1. In the finished Diesel-horst-Martin quad, the axes of the two pairs a and b form an angle that is denoted by cpi.
The Dieselhorst-Martin-Vierer 2 is constructed in the same way, but with different pair and four-stroke lengths. So it is Si a = s1 b = stroke length of the pairs a and b of the quad 1,;
1- sz b = pitch length of pairs a and b of quad 2, <B> 81 </B> = quadruple length of Diesel horst-Martin quad 1, So = quadruple length of Diesel horst-Martin quad 2, 91, 99 = Axle angle of the subgroups of the first respectively. second Dieselhorst-Martin foursome.
The axis angles between the two pairs of each Dieselhorst-Martin quad are brought to a constant 90 by means of controlled guides, which bites according to the condition to be met:
EMI0006.0001
The relationship between the four-stroke length <B> 8 "</B> and the pair-stroke length s1 a. = S, i, --- s1 is arbitrarily assumed for the first Dieselhorst-Martin four-stroke and with
EMI0006.0008
where <I> o, p = </I> are arbitrary partial foreign integers, = extension factor,
which takes into account the classification of the single groups in the case of four.
The period Pi after which the Dieselhorst Martin quad 1 has the wire position of its starting position again (FIG. 4, position Ha) is
EMI0006.0016
where wi is any integer from 1 upwards. So that the position of the subgroups (pairs) <I> a </I> and <I> b </I> with regard to the starting position of the quad 2 changes periodically after a period Pi in the Dieselhorst-Martin-Quad 2, must continue
EMI0006.0019
his.
Namely, if the quad 2 within the length within which the quad 1 returns to its starting position does not have an integer number of four stroke lengths, but if the number of its four stroke lengths within this length around the
EMI0006.0022
If part of a whole number of four-stroke lengths is different, then with four-man 2, as required, the next sub-group takes the place where the first sub-group was in the starting position of four-man 2 (Fig. 4, position IIb ). In the equation
EMI0006.0027
is 1V9 = number of single groups,
from which the higher order groups. is constructed, z) i = any integer from 0 upwards. The required ratio between the four-stroke lengths S91 and suction of the two Dieselhorst-Martin quadruples 1 and 2 is thus derived from the above equation
EMI0006.0034
If the pairs (single groups) of the Dieselhorst-Martin foursome 2 had no pair twist (lay length s2 #, = s2 b = s2 = infinite), the wire arrangement for foursome 2 would be as shown in Hb.
But so that the veins of the pair a from Dieselhorst-Martin-Vierer 2, which are entered in place of the veins of the pair b, take a position corresponding to the starting position of the subgroup b, they have to go through as well as the veins of the subgroup b their pair twist after a period Pi around the
EMI0006.0041
Have twisted part of an arc (Fig. 4, position He).
Therefore, as derived above for the four-stroke length, 2 must apply for the pair twist of the pairs of the foursome
EMI0006.0045
Vi is any whole number from 0 upwards.
From this equation, the ratio of the four-pitch length 8.2 to the pair-pitch length s # -), - <I> s21, </I> = s2 results for the Dieselhorst-Martin quad 2 by dividing the two sides of the equation
EMI0006.0050
The number that is to be used for vi that was previously entered for vi in the equation
EMI0007.0003
was used. After a period Pi, the quad 2 therefore has the position He.
In the same way, he receives the position Mb respectively after a further period Pi. IIIe and immediately. Within a section of length N ,. # <I> N- </I> Pi every wire of the Dieselhorst-Martin quad 1 is symmetrical to every wire of the Dieselborst-Martin quad 2 and thus the Dieselhorst-Martin quad 1 and neighboring in a cable layer are 2 free from mutual secondary coupling.
The period Pi, within which the vein positions IIa and IV 'arise for Dieselborst-Martin fours 1 and 2, has a length of
EMI0007.0019
a similar wire arrangement results according to FIG. 4 also after the period P2 (position VT ', and VI) with the length <I> P2 = (N </I> # N ,, <I>. </I> vo -E- 1) - Pi, where vo is any whole number from 0 upwards.
Even with higher-order groups, the period P2 must match the period Ps (within which two higher-order groups, which are in two different layers of a cable, cross twice) or with their integer multiples, i.e. it must be R. @ <I> - t </I> As fi or
EMI0007.0034
Experience has shown that there are two groups that are stranded around a core in a cable layer but not next to each other (i.e. between which there is another group), even with the same lay length.
no mutual capacitive secondary couplings, but inductive secondary couplings can occur between them. However, experience has shown that these inductive secondary couplings only play a role for those groups which must have a particularly high degree of freedom from crosstalk with respect to all other groups of the cable.
It is therefore generally sufficient for all groups in one layer to use two or, if there is an uneven number of groups, three group pitch lengths per layer so that two adjacent groups always have two different pitch lengths in the above ratios. However, each of the groups, for which particularly high overspray attenuation is required, is expediently made in such a way that, in addition to the known capacitive shielding by a conductive sheath, it has a separate pitch length that no other group of the cable has and which is different from all others Lay length of the cable behaves according to the above equations.
Freedom from secondary coupling is achieved by the fact that the following condition equations are at least approximately fulfilled for the lay lengths of all the lay lengths in the core, all in the layers next to each other and for all superimposed, as well as for each shielded group:
1. for cables from single groups
EMI0007.0050
EMI0007.0051
In these general equations, the elongation factors are <B> f l, <I> f2, </I> </B> f s. . . . f n. + i added to all effective group pitch lengths; they are therefore referred to here with Arabic numerals. For groups that are in the same cable layers, the extension factors are the same, so in this case they are omitted due to shortening.
2 .-. For forks from groups of higher origins - 01) f S: L = s1 w =. . . . - s, v 61 S2;
y- <B> <I> S2 </I> b '</B> = S2No-- S2 93 ss r, _. . . .- = Ss N, = ss <B> USW- </B>
EMI0008.0021
The pitch length 8, .3 of a further (third) subject group results analogously to
EMI0008.0024
and so on, while the lay length -, S'1, .snn <B> ... </B> of the equation
EMI0008.0030
have to suffice. .
The above conditions for the lay lengths can only be adhered to exactly if any lay length can be set precisely for every group or cable diameter on the group and layer stranding machines. With the cable machines currently in use, this can only be achieved by installing continuously variable transmission gears in the take-off gears of the stranding machines so that the coarse control of the lay lengths is as before by change gears. however, their fine adjustment is made by regulating these transmissions.
The lay lengths of the groups or subgroups considered in the above statements are those that are decisive for the mutual position of the groups or the subgroups in the state stranded to form a cable. These lay lengths are identical for all those cases with the production lay lengths in which the VersQilüng is carried out without reverse rotation.
In the case of stranding with reverse rotation, as a result of the change in the wire position of the groups caused by the reverse rotation when stranding the groups to the cable position or When the sub-groups are grouped into higher-order groups, the manufacturing pitch s' of the (4 groups or the sub-groups can be determined from the following relationship
EMI0008.0045
- pitch length of the group or sub-group,
s' - the lay length of the group and the subgroup, .9 = the lay length or lay length of the higher order group, if lay lengths of subgroups are to be converted into lay lengths of subgroups and the stranding of the subgroups for higher order groups takes place with backdraft.
f = extension factor, which takes into account the roping in the following dispatch. The - \ - sign for group or subgroup direction is in the direction, the - sign for group or subg: ruppenaehlagrichtung @ opposite to the direction of the subsequent wiring.
to use.