Biegsames Kabel mit koaxialen Leitern. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf biegsame Kabel mit einem rohrförmigen Aussenleiter und einem zu diesem Aussen leiter koaxialen Mittelleiter.
Die elektrischen und mechanischen Eigen schaften, die der rohrförmige biegsame Aussen leiter besitzen muss, lassen sich, wenn zu seinem Aufbau profilierte Streifen verwendet werden, nicht ohne Schwierigkeiten erzielen. Einmal ist, da aus elektrischen Gründen der Raum zwischen dem Aussenleiter und dem Mittelleiter möglichst weitgehend ein gas förmiges Dielektrikum aufweisen soll, die Verwendung von Abstützungsmitteln, bei spielsweise Isolierscheiben, durch die der Mittelleiter koaxial zum Aussenleiter gehalten wird, auf ein Mindestmass zu beschränken.
Eine weitere Schwierigkeit entsteht dadurch, dass die rohrförmigen Aussenleiter aus wirt schaftlichen Gründen und zwecks Erzielung der gewünschten Biegsamkeit, und da ihr Durchmesser bis auf ungefähr 6 mm herunter gehen kann, nur eine geringe Wandstärke besitzen sollen, beispielsweise in der Grössen- ordnung von 0,05 bis 0,07"u mm. Bei diesen Ausmassen ist es schwierig, wenn nicht un möglich, mit gewöhnlichen seitlich aneinan- derstossenden Profilstreifen einen selbsttragen den widerstandsfähigen Aussenleiter zu schaf fen.
Falls die Streifen untereinander gegen eine radiale Bewegung gesichert sind, zum Beispiel dadurch, dass sie mit Feder und Nut ineinandergreifen, kann die Festigkeit noch dadurch erhöht werden, dass man die Streifen schraubenlinienförmig, und zwar mit geringer Steigung wickelt. Neben der dadurch erziel ten Verbesserung ergibt sich jedoch auch eine Erhöhung des effektiven elektrischen Wider Standes des Aussenleiters, und ausserdem wird eine unerwünschte Kreisstromkomponente ein geführt. Dies macht es in vielen Fällen er forderlich, die Drallänge so zu wählen, dass sie mindestens zehnmal so gross ist wie der Innendurchmesser des Aussenleiters.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Schwierigkeiten behoben.
Das erfindungsgemässe biegsame Kabel, das mit einem Mittelleiter versehen ist, welcher von einem äussern, zu ihm koaxialen rohr- förmigen Aussenleiter getragen wird, welcher Aussenleiter aus einer Mehrzahl von neben einanderliegenden, sich teilweise überlappen den Streifen zusammengesetzt ist, von denen jeder der Form nach aus zwei seitlich gegen einander versetzten Teilstreifen besteht, und wobei die Anordnung der Streifen eine solche ist, dass die einen Teilstreifen aller Streifen in einer innern und die andern Teilstreifen in einer äussern Schicht des Aussenleiters liegen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die innen liegenden Teilstreifen eines jeden Strei fens dicker als die aussenliegenden sind,
und dass sie mit ihren Scbmalseitenfläcben anein ander anliegen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes sind nachstehend anhand der beilie genden Zeichnung näher beschrieben.
Die Fig. 1 veranschaulicht ein biegsames aus koaxialen Leitern aufgebautes Kabel nach der Erfindung.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Aussenleiter eines erfindungsgemässen Kabels. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Schnitte ver schiedener Profilstreifen.
In Fig. 1 stellt 3 den Mittelleiter des Kabels dar. Der Aussenleiter besteht aus einer Anzahl Profilstreifen 2, die in der Längs richtung des Kabels verlaufen und sich über lappen. Diese zu einem Rohr zusammenge fügten Streifen werden durch die Bänder 4 und 5 zusammengehalten, über die, wie dar gestellt, ein schützender Bleimantel 6 aufge- presst ist. Um den Mittelleiter 3 in seiner zentralen Lage zu halten, sind irgendwelche nicht dargestellte zweckdienliche Mittel vor handen, vorzugsweise geschlitzte Distanzie- rungsscheiben, die in Abständen von beispiels weise 18 mm auf den Mittelleiter 3 aufge- presst sind.
Bei den bereits bekannt gewordenen, aus Profilstreifen zusammengesetzten rohrförmigen Leitern sind die Profilstreifen in verscbiede- ner Beziehung den in der beiliegenden Zeich nung gezeigten ähnlich, hingegen darin ver schieden, dass bei den bekannten Streifen die in einer Kante aneinandergrenzenden Seiten- flächen unter einem rechten Winkel aufein- anderstehen und die beiden sich zum Teil überlappenden Teilstreifen, aus denen man sich den Profilstreifen zusammengesetzt den ken kann, gleich dick sind.
Die am Hohl leiter nach Fig. 1 innen liegenden Teilstreifen werden beim zusammengebauten Kabel durch die Bänder (Bindestreifen) 4 und 5 zusam inengedrückt, und da die Dicke der innern Teilstreifen gegenüber derjenigen der äussern Teilstreifen grösser ist, ist eine grössere Berührungsfläche der aneinanderstossenden Schmalseiten der Streifen erzielt und gleich zeitig das insbesondere während dem Her stellungsprozess auftretende Bestreben der Profilstreifen, nach innen über die benach barten Streifen abzugleiten, verringert und ausserdem die Widerstandsfähigkeit des Leiters gegen Biegen und unsacbgemässe Behandlung erhöht.
Es hat sich ferner gezeigt, dass das Abschrägen der einen oder beider Schmal seiten der dickeren Teilstreifen der Streifen in der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Art, insbesondere in der Art nach den Fig. 4 und 5, die Neigung zum Abgleiten verringert, und ferner passen dabei bei der in Fig. 2 dargestellten Bauart des Leiters die Streifen fester ineinander. Ausserdem wird die Nieder frequenzdämpfung des Kabels mit koaxialen Leitern vermindert, da bei niedrigen Fre quenzen der Skineffekt nicht gross genug ist, um den Wechselstromfluss auf die unmittel bar an der innern Aussenleiterfläche liegende Schicht zu beschränken.
Vom Übertragungs standpunkt aus ist eine glatte Innenfläche des Hohlleiters von besonderer Wichtigkeit, da, wenn die Streifen nicht genau aneinan- dergepasst sind und dadurch auch keine glatte Innenfläche vorhanden ist, ein wesentlich höherer Hocbfrequenzwiderstand des Leiters vorliegt als bei glatter Innenfläche.
Bei einer Ausführung des Hohlleiters mit Streifen nach Fig. 3 war der tatsächliche Innendurchmesser des Leiters<B>6,75</B> min und es wurden neun Streifen mit folgenden Ab messungen verwendet: a = 2,42 mm; b = 2,42 mm;<B>c=1,78</B> mm; d=1,66 mm; e = 0,13 mm;<I>t =</I> 0,31 mm; t'= 0,23 mm Die Fig. 4 zeigt eine weitere Profilstrei- fenforrn. Bei diesem Profilstreifen sind beide Schmalseiten des dickeren Teilstreifens ab geschrägt.
Der von den Schmalseiten mit den Breitseiten eingeschlossene Winkel ist bei diesem Streifen so gewählt, dass beim fertigen Aussenleiter die Schmalseiten der dickeren innern Teilstreifen mit der ganzen Fläche aneinander anliegen und dass ferner die Ver längerung der Schnittlinien dieser Schmal seiten mit einer senkrecht zur Achse stehen den Ebene die Achse des Aussenleiters schnei den.
Bei einem mit solchen Streifen ausge führten Kabel, für welches 12 Streifen ver wendet wurden, waren die Abmessungen in Millimetern.<I>a =</I><B>2,92;</B><I>b</I> = 2,67;c =1,73; d= 1,73;e= f=0,13; t=0,51; t'=0,25.
In Fig.'5 ist eine weitere Profilform dar gestellt, in welcher beide Schmalseiten des dickeren innern Teilstreifens abgeschrägt sind. Da jedoch die an der Stelle ,g vorhandene, zu den Breitseitenflächen des Streifens schräg stehende Schmalseitenfläche auf einer Walz- maschine nicht leicht hergestellt werden kann, sind die in Fig. 3 und 4 dargestellten Profil streifen vorzuziehen.
Bei einem mit 10 Streifen nach Fig. 5 ausgeführten erfindungsgemässen Kabel mit einem Innendurchmesser von rund 12 mm waren die Abmessungen der Streifen wie folgt: a = 2.54 mm; b = 2;54 mm; c=1,80 mm; d=1,70 mm; t=0,45 mm; t'= 0,22 mm;<I>e= f =</I> 0,10 mm. Für die Schmalseiten der innern Teilstreifen wurde ein zwischen 70 und 75 liegender Neigungs winkel a gewählt.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, stossen nur die innern Teilstreifen der, Streifen zu sammen, da der äussere Teilstreifen schmäler ist als der innere Teilstreifen. Die Dimension a kann so gewählt werden, dass zwischen den äussern Teilstreifen ein ziemlich grosser Luftspalt entsteht, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist.
Da die genannten innern Teilstreifen im zusammengebauten Aussenleiter unter Druck gegeneinanderstossen, ergibt sich durch die Erhöhung ihrer Dicke auch eine grössere Festigkeit des Aussenleiters.
Flexible cable with coaxial conductors. The present invention relates to flexible cables with a tubular outer conductor and a central conductor coaxial with this outer conductor.
The electrical and mechanical properties that the tubular, flexible outer conductor must have, cannot be achieved without difficulties if profiled strips are used for its structure. On the one hand, since for electrical reasons the space between the outer conductor and the center conductor should have a gaseous dielectric as much as possible, the use of support means, for example insulating washers, through which the center conductor is held coaxially to the outer conductor, must be limited to a minimum.
Another difficulty arises from the fact that, for economic reasons and in order to achieve the desired flexibility, and since their diameter can go down to about 6 mm, the tubular outer conductor should only have a small wall thickness, for example in the order of magnitude of 0, 05 to 0.07 ".mu.m. With these dimensions it is difficult, if not impossible, to create a self-supporting, resistant outer conductor with conventional laterally abutting profile strips.
If the strips are secured against one another against radial movement, for example by engaging with a tongue and groove, the strength can be further increased by winding the strips in a helical manner with a slight pitch. In addition to the improvement achieved as a result, there is also an increase in the effective electrical resistance of the outer conductor, and an undesirable circulating current component is also introduced. In many cases, this makes it necessary to choose the twist length so that it is at least ten times as large as the inner diameter of the outer conductor.
The present invention overcomes these difficulties.
The flexible cable according to the invention, which is provided with a central conductor, which is carried by an outer, coaxial tubular outer conductor, which outer conductor is composed of a plurality of adjacent, partially overlapping strips, each of which has its shape consists of two laterally offset partial strips, and the arrangement of the strips is such that one of the partial strips of all strips is in an inner and the other partial strips in an outer layer of the outer conductor, is characterized in that the inner partial strips of one every stripe is thicker than the outer one,
and that they lie against one another with their narrow side surfaces.
Embodiments of the subject matter of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 illustrates a flexible cable constructed from coaxial conductors according to the invention.
FIG. 2 shows a section through the outer conductor of a cable according to the invention. 3, 4 and 5 show sections of various profile strips ver.
In Fig. 1, 3 represents the central conductor of the cable. The outer conductor consists of a number of profile strips 2, which run in the longitudinal direction of the cable and overlap. These strips, which are joined to form a tube, are held together by the bands 4 and 5, over which, as shown, a protective lead jacket 6 is pressed. In order to keep the central conductor 3 in its central position, any useful means, not shown, are available, preferably slotted spacer disks which are pressed onto the central conductor 3 at intervals of, for example, 18 mm.
In the already known tubular conductors composed of profile strips, the profile strips are similar in various respects to those shown in the accompanying drawing, but differ in that in the known strips the side surfaces adjoining one another in one edge are at a right angle stand on top of each other and the two partially overlapping partial strips, from which the profile strips can be put together, are of the same thickness.
The inner strips of the waveguide according to Fig. 1 are pressed together in the assembled cable by the tapes (binding strips) 4 and 5, and since the thickness of the inner strips is greater than that of the outer strips, there is a larger contact area of the butting narrow sides of the Strips achieved and at the same time the tendency of the profile strips to slide inwards over the neighboring strips, which occurs in particular during the manufacturing process, and also increases the resistance of the conductor to bending and improper treatment.
It has also been shown that the beveling of one or both narrow sides of the thicker partial strips of the strips in the manner shown in FIGS. 3 to 5, in particular in the manner according to FIGS. 4 and 5, reduces the tendency to slide off, and furthermore, in the type of conductor shown in FIG. 2, the strips fit more tightly into one another. In addition, the low-frequency attenuation of the cable with coaxial conductors is reduced, since at low frequencies the skin effect is not great enough to limit the flow of alternating current to the layer lying immediately on the inner outer conductor surface.
From the point of view of transmission, a smooth inner surface of the waveguide is of particular importance, since if the strips are not exactly matched and therefore no smooth inner surface is present, the conductor has a significantly higher high frequency resistance than a smooth inner surface.
In an embodiment of the waveguide with strips according to FIG. 3, the actual inside diameter of the conductor was <B> 6.75 </B> min and nine strips with the following dimensions were used: a = 2.42 mm; b = 2.42 mm; <B> c = 1.78 </B> mm; d = 1.66 mm; e = 0.13 mm; <I> t = </I> 0.31 mm; t '= 0.23 mm FIG. 4 shows a further profile strip shape. In this profile strip, both narrow sides of the thicker strip are beveled from.
The angle enclosed by the narrow sides with the broad sides is selected for this strip in such a way that the narrow sides of the thicker inner partial strips of the finished outer conductor rest against each other with the entire surface and that the extension of the intersection lines of these narrow sides with a perpendicular to the axis The plane intersects the axis of the outer conductor.
For a cable made with such strips, for which 12 strips were used, the dimensions were in millimeters. <I> a = </I> <B> 2.92; </B> <I> b </ I > = 2.67; c = 1.73; d = 1.73; e = f = 0.13; t = 0.51; t '= 0.25.
In Fig.'5 a further profile shape is provided in which both narrow sides of the thicker inner partial strip are beveled. However, since the narrow side surface which is present at the point g and is inclined to the broad side surfaces of the strip cannot easily be produced on a rolling machine, the profile strips shown in FIGS. 3 and 4 are to be preferred.
In the case of a cable according to the invention made with 10 strips according to FIG. 5 and having an inside diameter of around 12 mm, the dimensions of the strips were as follows: a = 2.54 mm; b = 2; 54 mm; c = 1.80 mm; d = 1.70 mm; t = 0.45 mm; t '= 0.22 mm; <I> e = f = </I> 0.10 mm. An inclination angle a between 70 and 75 was chosen for the narrow sides of the inner partial strips.
As can be seen from FIG. 2, only the inner sub-strips of the strip collide, since the outer sub-strip is narrower than the inner sub-strip. The dimension a can be selected so that a fairly large air gap is created between the outer partial strips, as is indicated in FIG.
Since the named inner partial strips in the assembled outer conductor collide with one another under pressure, the increase in their thickness also results in greater strength of the outer conductor.