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Kabel zur Übertragung von Hochfrequenzströmen Zusatz zu Patent
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(Patentanmeldung M 49 532 YIIId/ 21c) Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Leiter
für Kabel zur Hoehfrequenzübertragung, bestehend aus einem um seine Längsrichtung
zu einem Rohr gebogenen Streifen eines Schicht-
werkstoffes, der aus einer
Lage synthetischen Plastikmateriales
mit einer dicke von 0,125 bis 0,5
mm
und einer
elek-
trisch leitenden Metallschicht mit einer Dicke von
0,0125 bis 0,0765 mm aufgebaut ist.
| Das synthetische Plastikmaterial kann Polyäthylen= folypro- |
| pylen oder Polystyren sein, oder aua mit Vdratärkungseinla- |
| #.n, wie Olantrxoben oder -fäden, vex»h»am 3aUo*en |
| dieser Plagsti,teralten bestehen. Die Notallaohioht
be- |
| steht in der rkgel aus xupter, sie kann aber auch aus
Alu- |
| minium. oder Silber bestehen. Weiter kann
das Aohr in Unfaf- |
| riohtung sich erstreckende Welluxgen oder Billmgen auNel- |
| aen, so da# der lichte hohe Querschnitt periodisch verengt |
| und erweitert Ist. |
In Fällen, eben denen zur Rrtleitung des elektrischen Stromes keine
besonders großen Leitungsquerschnitte des den Strom leitenden Materials erforderlich
sind, zeigen die oben beschriebenen Leiter wesentliche technische und wirtschaftliche
Vorteile im Vergleich zu den konventionellen Ausführungsformen. Im einzelnen sind
sie leichter biegbar, trotzdem aber widerstehen sie wiederholten Biegungen ohne
Beschädigung, sie sind darüber hinaus an Gewicht leichter. Solche Kabel erfordern
zu ihrer Herstellung geringere Mengen der an sich teuren Materialien.
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In einer Hinsicht lassen die oben beschriebenen Leitungen allerdings
manchmal zu wünschen übrig, wenn sie als Rückleiter eines Koaxialkabels oder als
Kabelschirm eines symmetrisäen Kabels benutzt werden. Obwohl nämlich die durch den
zum Rohr gebogenen Leiter erzielte elektromagnetische Abschirmung den Verhältnissen
bei anderen Leitern, wie beispielaweise solchen aus Drahtgeflecht, weit überlegen
Ist,-zumindest bei Frequenzen, bei welchen
die effektive Eindringtiefe des
elektromagnetischen Feldes geringer als die Dicke der Abschirmenden Metallschicht
des Rohres ist, -kann die elektrische Abschirmung doch derjenigen einen kon-
| ventimellen Leiters unterlegen sein, wenn dieser aus einem |
| dicken Netallstreifen mit sich länge überlapenden Kanten
zu |
| eimm Rohr gebogen Ist. Dieser Nachteil hat bei den
eloganga |
| öesahriebotwn Leitern durch dert laolßerenlen
8pA11t begründet.. |
| der eich bei der Uberlapptder Streifenkanten durch die |
| Dicke der Plastiklage ergibt, da die Plastiklage die
sich |
| Ubvrlappenden Ränder der Notallschicht voneinander tr«int |
| und ihren gegen$eitigen elektrischg:Kontakt verhindert.
Der |
| .Austritt den elektromamtischen Feldes aus diesen spalt
wird |
| durch die Asymmetrie verstärkt, die sich einmalaus der |
leicht spiraligen Form des zum Leiterrohr mit sich überlappenden
LUngskanten gebogenen Streifens und zum anderen durch Exzentrizitäten des im Leiterrohr
befindlichen Innenleiters ergeben. Lies ist besonders ausgeprägt in Fällen, in welchen
das Leiterrohr den Schirm eines symmeitrschen Kabels mit zwei verdrillten Leitern
bildet, da sich in solchen kabeln das sich von den symmetrischen Strömen ableitende
Magnetfeld unmittelbar an vier Innenseite des Schirmes a von Punkt zu Punkt stark
ändert. Es können daher im Ergebnis unerwünscht große elektromagnetische Streufelder
auftreten, die andere empfindliche Systeme außerhalb des Kabels in nachteiliger
Weise beeinflussen können. Gleicherweise können äußere Felder, sowiet sie genügend
stark sind, unter Umständen durch den Spalt des Kabelschirmes in das Kabel eintreten
und die längs des Kabels geleiteten Signale beeinflussen. Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, einen Leiter des eingangs genannten Aufbaues für Hochfrequenzkabel
so auszubilden, daß die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden, also der
Leiter keinen Durchtritt von Streufeldern mehr ermöglicht. Dies wird im Rahmen der
Erfindung ganz allgemein dadurch erreicht, daß ein Längsrand des aus Schichtwerkstoff
bestehenden Streifens derart ausgebildet wird, daß die. Metallschicht an beiden
Seiten des Streifens im Bereich der Überlappungsstelle vorhanden ist, so daB ein
leitender Kontakt zwischen den Metallschichten der sich überlappenden Streifenlängsränder
hergestellt werden kann. Hiernach besteht die Erfindung darin, daß sich die elektrischleitende
Metallschicht um zumindest einen Rand des Streifens
herum erstreckt
und in der zum Rohr gebogenen Form des Strei-.fnes dieser von der Metallschicht
ummantelte Streifenrand mit der Metallschicht am anderen Streifenrand im elektrischen
Kontakt steht, so daß die Metallschicht über dem Rohrumfang in sich geschlossen
ist.
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Die sich um den Streifenrand herum erstreckende elektrisch leitende
Metallschicht wird in einfachster Weise hergestellt, nachdem der Schichtwerkstoff
aus dem Plastikmaterial und der Nietallschicht auf die jeweils für das herzustellende
Kabel erforderliche Breite geschnitten ist.Dann wird eine Längsseite des so erhaltenen
Streifens gefaltet, wobei die Metallschicht außen liegt. Zur Fixierung dieser Faltung
kann der Streifen unter Hitze und Druck durch geeignet beheizte Pressrollen laufen,
was im übrigen dazu führt, dafs der Streifen auch in der Faltung überall gleichmäßige
Dicke aufweist. Zweckmäßig besitzt die Metallschicht dabei eine Dicke von 0,025
bis 0,5 mm.
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Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Schichtwerkstoff auf be.den Seiten der Plastiklage Metallschichten
aufweist ud daß an mindestens einem Rand des Streifnes die beiden sich gegenüberliegenden
Metallschichten zu elektrischem Kontakt zusammengepreßt sind. Zweckmäßig sind die
zusammengepreßten Ränder der Metallschichten verlötet oder verschweißt.
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Im Fall von Kabeln, bei welchen die äußere Umhüllung anschließend
derart aufgebracht wird, daß die am Außenleiter oder am Kabelschirm haftet, können
für die Metallschicht des
zur Bildung des Leiter s benutzten Schichtwerkstoffes
dünne Metallfolien verwendet werden, ohne daß die Gefahr einer Faltenbildung oder
eines Bruches w'ihrend der Herstellung des Kabels besteht, wodurch Kabel erhalten
werden, die gegenüber den konventiaellen Kabeln mit lediglich aus einem dicken Metallband
hergestellten Leitern in technischer und wirtschftlicher Hinsicht überlegen sind.
In solchen Fällen braucht der Kabelschirm nicht in der eingangs beschriebenen Weise
gerillt zu sein, da seine Eigenschaft, Biegungen des Kabels ohne Faltenbildung zu
widerstehen, bereits durch den verhältnismäßig dicken äußeren Überzug, der an dem
Kabelschirm haftet, gewährleistet wird.
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Neben den bereits eingangs genannten Plastikmaterialien zur Bildung
der Plastiklage des Schichtwerkstoffes können auch andere Materialien verwendet
werden, wobei sie im wesatlichen die folgenden Forderungen erfüllen müssen: Sie
müssen eine hohe Bruchfestigkeit zeigen, eine Bruchdehnung von mehr als 30;g aufweisen
und einen Elastizitätsmodul besitzen, der genügend groß ist, jedoch klein ist im
Vergleich mit dem der Metallschicht.
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Gegenstand der Erfindung sind auch mit mindestens einem der
oben beschriebenen Leiter hergestellte Hochfrequnzkabel.
So
ist ein, koaxiales Hochfrequenzkabel nach der Erfindung
da-
durch geknnzeiohnet, daB der Leiter den Außen- oder RCickleiter
des Kabeln bildet, wobei der Leiter zweckmäßig mit
auf der
Innenseite der Plastiklage befindlicher Metallschicht angeordnet
ist. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung bildet der Leiter
den Innen- oder Hinleiter des Kabels. Aber
auch ein symmetrisches
Hochfrequenzkabel mit nebeneinander angeordneten Hin- und Rückleitern und einem
diese umgebenden Schirm fällt in den Rahmen der Erfindung, wenn der Schirm aus einem
in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Leiter besteht. Insbesondere ist Gegenstand
der Erfindung ein koaxiales Hochfrequenzkabel, bei dem der Innen- und der Außenleiter
aus einem Leiter der oben beschriebenen hrt bestehen und zwischen Innen- und Außenleiter
eine Isolierstofffüllung ohne Luftspalt an den Außenleiter anschließt, insbesondere
dem Außenleiter anhaftet. Die Isolierstoffüllung besteht in bevorzugter Ausführungsform
aus einem plastischen, jedoch bei den Betriebstemperaturen des Kabels formstabilen
Material. Im übrigen kann die Außenfl=iche der Isolierstofffüllung entsprechd dem
den Außenleiter bildenden Rohr gerillt oder gewellt sein.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch
einen im Rahmen der Erfindung zur Herstellung von rohrförmigen Leitern benutzten
Schichtwerkstoff, Fig. 2 einen QMerschnitt durch einen aus dem Schichtwerkstoff
nach
Anspruch 1 geschnittenen Streifen mit randseitig verbundenen
Metallschichten,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Streifens nach Fig.
2, Fig. 4 einen Querschnitt durch ein abgeschirmtes Kabel zur Übertragung hoher
Frequenzen,
Fig. 5 einen @,,uerschnitt durcn ein Koaxialkabel zur
@lbertraguri@° hoher Frequenzen. .
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In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Schichtwerkstoff' gezeigt,
bestehend aus einer Lage 3 aus plastischem Material, wie Polyäthylen, mit, einer
Dicke von 0,12'( mm, und auf' diese Plastiklage auf'kaschierten Metallschichten
1 und 2 aus Kupfer, ;jeweils 0.0125 mm dick. Der Schichtwerkstoff wird dann in Streifen
4 geschnitten. Einer oder beide Händer des so erhaltenen Streifens werden darin
zusammengepreßt. Die linke feite der Fig. 2 zeigt einen in dieser Weise bei 5 zusammengepreßten
treifenrand. Der Preßdruck wird dazu so gewählt, daß er, zur Herstellung eines guten
metallischen Kontaktes zwischen den Kupferschichten 1 und 2 ausreicht, darüber hinaus
empfiehlt es sich, die zwei Metallschichten 1 und 2, wie bei 6 auf der rechten Seite
der Fig. 2 gezeigt, zu verlöten oder zu verschweißen.
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Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Streifens, in welcher
die Kupferschicht 7, ebenfalls 0,0125 mm dick, einseitig auf eine Lage 8 aus plastischem
Material aufkaschiert ist, wobei sich die Kupferschicht 7 bei 9 um den RaTi der
Plastiklage $ herum erstreckt.
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Der Streifen nach den Figuren 2 oder 3 wird um seine Längsrichtung
zu einem Rohr gebogen, wobei sich die Streifenränder überlappen. Dieses Rohr bildet
nach Fig. 4 den Kabelschirm eines symmetrischen Kabels mit zwei verdrillten Leitern
10 und 11. Die im übrigen erforderlichen Abstandshalter und die Isolation, wie gegebenenfalls
eine Rillung des Kabelschirmes sind in der Fig. 4 aus Gründen der Einfachheit nicht
darge-
Jedoch ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß die Kupferschicht
7 über den Umfang des Kabels in sich geschlossen ist und einen durchgehenden Metallweg
für die elektrischen Ströme längs des Kabelumfanges bildet.
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Figur -5 zeigt ein Koaxialkabel, bestehend aus einem Innenleiter 12
und einem Außenleiter, der aus dem Streifen nach Fig. 3 gebildet ist. In diesem
Fall ist der nicht von der Metallschicht 7 ummantelte Rand 10 des Streifens im wesentlichen
in eine Z oder stufenartige Form gebracht, so daß das durch den Streifen gebildete
äußere Leiterrohr einen exakten Kreisquerschnitt mit wohldefinietem Durchmesser
besitzt. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn die nicht dargestellte Isolation
im Kabelinneren verhältnismäßig schwach ist, d.h., wenn es sich um eine luft-isolietes
Kabel handelt oder die Isolation im Kabelinneren aus einem Schaummaterial besteht.
Ein in der beschriebenen Weise aufgebautes Kabel hat einen Dämpfungskoeffizient,
der mindestens 15% kleiner ist als der eines Kabelsaus Kupfergeflecht mit den übrigen
sonst gleichen Abpessungen.
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Das Kabel kann mit einer äußeren Umhüllung aus Polyvenylchlorid umgeben
sein, um einen mechanischen Schutz und Schutz gegen Korrosion zu gewährleisten.
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In Fällen, in@welchen der äußere Leiter gerillt ist und ein Luftspalt
unter dem gerillten Außenleiter unerwünscht ist, kann das Kabelinnere mit einem
Isoliermaterial ausgefüllt werden,, daß plastisch, jedoch bei den Betriebstemperaturen
des Kabels formbeständig ist. Nach einer anderen Ausftihrungsform
kann
die Außenfläche dieser Isolierstoffüllung entsprechend der Rillung des Außenleiters
ebenfalls gerillt sein, so daß der Außenleiter der Isolierstoffüllung trotz der
Füllung- überall dicht anliegt. In diesem Fall kann der Außenleiter zunächst in
die zylindrische Rohrform gebracht und dann zur Herstellung der Rillung in die Rillen
des Isolationskernes des Kabels eingedrückt werden.
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Wähend vorstehend die Erfindung im Zusammenhang mit einem Außen- oder
Rückleiter eines flexiblen Koaxialkabels beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich
auch möglich, den Hin- oder Innenleiter eines solchen Kabels oder den Kabelschirm
eines symmetrischen Kabels mit nebenwinander liegenden-Hin- und Rückleitern in Form
des erfindungsgemäßen Leiterrohres auszubilden.