DE1540600B2

DE1540600B2 - LOW INDUCTIVITY CABLE COLLECTOR FOR COAXIAL CABLES FOR USE IN PUSH POWER SYSTEMS

Info

Publication number: DE1540600B2
Application number: DE19651540600
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Phys 8501 Großgrundlach Seiffert Helmut 8500 Nürnberg Kuhnlein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-12-01
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE1540600A1

Description

Für zahlreiche technische Gebiete sind Stoßstromanlagen erforderlich, z. B. bei der Metallumformung nach dem Hydrospark- bzw. Magneform-Verfahren, oder z. B. für plasmaphysikalische Untersuchungen. Im allgemeinen wird eine Stoßstromanlage in mehrere Kondensatorgruppen unterteilt, da die gebräuchlichen Lastschalter, wie Ignitrons und triggerbare Funkenstrecken, die bei Normaldruck bzw. Niederdruck betrieben werden können, nur einen begrenzten Entladestrom schalten können. Zur Erzielung einer kleinen Zuleitungsinduktivität wird jede Kondensatorgruppe über mehrere parallel geschaltete Koaxialkabel entladen. Durch die Unterteilung der Stoßanlage in mehrere Kondensatorgruppen und durch die Parallelschaltung mehrerer Koaxialkabel pro Kondensatorgruppe ergibt sich eine Vielzahl von Entladekabeln, die in bekannter Weise durch einen Kabelkollektor vereinigt werden. An den Kabelkollektor wird die Last der Stoßstrom anlage, z. B. beim Hydrospark-Verfahren die Anordnung zur Erzeugung des Hochenergiefunkens und z. B. beim Magneform-Verfahren die Arbeitsspule, angeschlossen. Die bisher gebräuchlichen Kabelkollektoren für Stoßstromanlagen bestehen aus zwei Platten, die einen geringen Abstand zueinander besitzen und gegeneinander isoliert sind. Die Außenleiter der Koaxialkabel werden mit der einen Platte verbunden, die Innenleiter mit der anderen. Da jeder Kabelanschluß einen gewissen Platzbedarf beansprucht, besitzt ein Plattenkollektor bei Anschluß vieler Entladekabel in Richtung der Plattenebene erhebliche Abmessungen; so hat z. B. ein Kollektor für dreißig Koaxialkabel eine Breite von etwa 1,5 m. Zum Anschluß der Last verjüngt sich der Plattenkollektor nach vorn. Als besonders nachteilig hat sich bei diesen Plattenkollektoren erwiesen, daß sich die beiden Platten bei einer Entladung abstoßen. Die dabei auftretenden Kräfte müssen durch zusätzliche Verschraubungen bzw. durch Aufsetzen von Gewichten aufgefangen werden.Impulse current systems are used for numerous technical areas required, e.g. B. in metal forming according to the Hydrospark or Magneform process, or z. B. for plasma physical examinations. In general, an impulse current system is divided into several Capacitor groups divided because the common load switches, such as ignitrons and triggerable spark gaps, which can be operated at normal pressure or low pressure, only have a limited discharge current can switch. To achieve a small lead inductance, each capacitor group discharged via several coaxial cables connected in parallel. By subdividing the shock system in several capacitor groups and by connecting several coaxial cables in parallel Capacitor group results in a variety of discharge cables, which in a known manner by a Cable collector to be united. On the cable collector, the load of the surge current system, z. B. at Hydrospark process the arrangement for generating the high-energy spark and z. B. in the Magneform process the work coil, connected. The cable collectors used up to now for surge current systems consist of two plates, which have a small distance from each other and from each other are isolated. The outer conductors of the coaxial cables are connected to one of the plates, the Inner conductor with the other. Since each cable connection takes up a certain amount of space, a Plate collector when many discharge cables are connected in the direction of the plate plane, considerable dimensions; so has z. B. a collector for thirty coaxial cables a width of about 1.5 m the plate collector tapers towards the front. These plate collectors have proven to be particularly disadvantageous proved that the two plates repel each other when discharged. The occurring Forces must be absorbed by additional screw connections or by adding weights will.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen induktivitätsarmen Kabelkollektor für Koaxialkabel, der die oben bezeichneten Nachteile nicht aufweist. Erfindungsgemäß sind zwei Rohre aus elektrisch leitendem Material konzentrisch angeordnet und gegeneinander elektrisch isoliert. Die Stirnflächen an der einen Seite der Rohre sind mit Anschlußvorrichtungen für die Kabelaußen- bzw. -innenleiter versehen. An den gegenüberliegenden Stirnflächen sind Vorrichtungen zum Anschluß eines elektrischen Verbrauchers vorgesehen.The present invention relates to a low inductance cable collector for coaxial cables, which does not have the disadvantages mentioned above. According to the invention, two pipes are made of electrical conductive material arranged concentrically and electrically isolated from one another. The front faces one side of the pipes are provided with connection devices for the cable outer and inner conductors. On the opposite end faces are devices for connecting an electrical consumer intended.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Kabelkollektors besteht darin, daß er kleinere räumliche Abmessungen bei gleicher Anzahl von Entladekabeln aufweist und eine größere mechanische Stabilität bei geringerem Materialaufwand besitzt. Hieraus folgt, daß der erfindungsgemäße Kabelkollektor beweglicher ist als der bekannte Plattenkollektor und außerdem einen einfacheren Anschluß des elektrischen Verbrauchers ermöglicht. Als elektrischer Verbraueher kann z. B. eine koaxial aufgebaute Arbeitsspule, wie sie bei der elektrodynamischen Metallumformung (Magneform) gebräuchlich ist, vorgesehen sein oder eine Hydrospark-Funkenkammer mit kleiner Induktivität. Weiterhin lassen sich die Induktivität und Festigkeit eines Kabelkollektors gemäß der Erfindung einfacher berechnen.The advantage of the cable collector according to the invention is that it has smaller spatial dimensions with the same number of discharge cables and greater mechanical stability has lower material costs. It follows that the cable collector according to the invention is more mobile is than the known plate collector and also a simpler connection of the electrical Consumer enables. As an electrical consumer z. B. a coaxially constructed work coil, as it is common in electrodynamic metal forming (Magneform), be provided or a Hydrospark spark chamber with low inductance. Furthermore, the inductance and Easier to calculate the strength of a cable collector according to the invention.

Die konzentrischen Rohre können z. B. durch eine Isolationsschicht oder durch ein Isolierrohr elektrisch voneinander isoliert werden.The concentric tubes can, for. B. electrically by an insulating layer or by an insulating tube isolated from each other.

Zum Anschluß eines elektrischen Verbrauchers, z. B. eine Spule oder eine Funkenkammer, muß in vielen Fällen der Durchmesser des Kollektors reduziert werden. Es ist daher zweckmäßig, verbraucherseitig am Kollektor Mittel zur Reduzierung des Durchmessers des Kollektors vorzusehen. Zu diesem Zwecke können z. B. die konzentrischen Rohre so ausgeführt sein, daß sie sich in Richtung des Verbrauchers kegelförmig verjüngen. Eine andere Möglichkeit zur Verringerung des Kabelkollektordurchmessers besteht darin, daß an den konzentrischen Rohren verbraucherseitig Reduzierplatten angeschraubt werden.To connect an electrical consumer, e.g. B. a coil or a spark chamber must be in in many cases the diameter of the collector can be reduced. It is therefore useful on the consumer side to provide means on the collector to reduce the diameter of the collector. To this Purposes can e.g. B. the concentric tubes be designed so that they are in the direction of the consumer taper conically. Another way to reduce the cable collector diameter is that on the concentric Reduction plates are screwed on the pipes on the consumer side.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the drawing. It shows

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Plattenkollektor bekannter Bauart,F i g. 1 a schematic representation of a plate collector of known design,

F i g. 2 in schematischer Darstellung einen Kabelkollektor gemäß der Erfindung,F i g. 2 in a schematic representation a cable collector according to the invention,

F i g. 3 einen Kabelkollektor gemäß der Erfindung, der sich kegelförmig verjüngt,F i g. 3 shows a cable collector according to the invention, which tapers conically,

Fig. 4 die Darstellung eines Kabelkollektors gemäß der Erfindung mit Reduzierplatten im Schnitt mit einer Magneformspule als elektrischen Verbraucher. Fig. 4 shows the representation of a cable collector according to the invention with reducing plates in section with a magnetic coil as an electrical consumer.

In F i g. 1 ist ein Plattenkabelkollektor bekannter Bauart für Stoßstromanlagen dargestellt. Mit 11 sind die Platten, die aus einem elektrisch leitenden Material bestehen, mit 12 eine Isolationsschicht, mit 13 die Koaxialkabel, mit 14 der Anschluß für die Kabelaußenleiter, mit 15 der Anschluß für die Kabelinnenleiter und mit 16 der Anschluß für den elektrischen Verbraucher bezeichnet.In Fig. 1 shows a plate cable collector of known type for surge current systems. At 11 are the plates, which consist of an electrically conductive material, with 12 an insulating layer, with 13 the coaxial cables, with 14 the connection for the outer cable conductors, with 15 the connection for the inner cable conductors and 16 denotes the connection for the electrical consumer.

F i g. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Kabelkollektor gemäß der Erfindung. Mit 21 und 22 sind die konzentrisch angeordneten Rohre aus elektrisch leitendem Material bezeichnet. Das Rohr 21 ist das äußere Rohr und das Rohr 22 das innere Rohr. Mit 23 sind die Koaxialkabel gekennzeichnet. Die Bezugsziffer 24 bezeichnet den Anschluß für die Kabelaußenleiter und die Bezugsziffer 25 den Anschluß für den Kabelinnenleiter. Zwischen den beiden Rohren 21 und 22 befindet sich die Isolation 26. Bei 27 ist der elektrische Verbraucher angeschlossen, und zwar zwischen dem äußeren und inneren Rohr. Die Rohre können z. B. aus handelsüblichem Werkzeugstahl bestehen. Als Isolation sind z. B. Polyäthylene zu verwenden.F i g. 2 shows in a schematic representation a cable collector according to the invention. At 21 and 22 denotes the concentrically arranged tubes made of electrically conductive material. That Tube 21 is the outer tube and tube 22 is the inner tube. The coaxial cables are marked with 23. The reference number 24 denotes the connection for the outer cable conductor and the reference number 25 the connection for the inner cable conductor. The insulation is located between the two tubes 21 and 22 26. At 27 the electrical consumer is connected, between the outer and inner tube. The tubes can, for. B. consist of commercially available tool steel. As isolation are z. B. to use polyethylene.

In F i g. 3 ist in einer schematischen Darstellung ein Kabelkollektor gemäß der Erfindung dargestellt, der sich in Richtung des elektrischen Verbrauchers kegelförmig verjüngt. Mit 31 und 32 sind die konzentrisch angeordneten Rohre aus elektrisch leitendem Material bezeichnet, die sich kegelförmig verjüngen. Die Bezugsziffer 33 kennzeichnet die Koaxialkabel, deren Außenleiter bei 34 und deren Innenleiter bei 35 an die konzentrischen Rohre 31 und 32 angeschlossen sind. Die konzentrischen Rohre sind durch die Isolation 36 elektrisch gegeneinander isoliert. Bei 37 ist der elektrische Verbraucher dargestellt, der z. B. eine Hydrospark-Funkenkammer sein kann.In Fig. 3 shows a schematic representation of a cable collector according to the invention, which tapers conically in the direction of the electrical consumer. With 31 and 32 they are concentric arranged tubes made of electrically conductive material, which taper conically. The reference number 33 identifies the coaxial cables, their outer conductors at 34 and their inner conductors at 35 to the concentric tubes 31 and 32 are connected. The concentric tubes are electrically isolated from one another by the insulation 36. At 37 the electrical consumer is shown, the z. B. can be a Hydrospark spark chamber.

In F i g. 4 ist im Schnitt ein erfindungsgemäßer Kabelkollektor mit Reduzierplatten und einer Magneformspule als elektrischem Verbraucher darge-In Fig. 4 is a sectional view of a cable collector according to the invention with reducing plates and a magnetic coil as an electrical consumer

stellt. Mit 41 und 42 sind die konzentrisch zueinander angeordneten Rohre aus elektrisch leitendem Material bezeichnet. 41 zeigt das Innenrohr und 42 das Außenrohr. Die Bezugsziffer 43 kennzeichnet eines der Koaxialkabel. Mit 44 sind die Anschlüsse für die Kabelaußenleiter und mit 45 die Anschlüsse für die Innenleiter der Koaxialkabel gekennzeichnet. Zwischen dem Innen- und Außenrohr 41 und 42 ist eine Isolierschicht 46, die z. B. aus einem Isolierrohr bestehen kann, angebracht. Durch die äußere Reduzierplatte 47 und die innere Reduzierplatte 48 wird der Durchmesser des Kabelkollektors dem Durchmesser der Magneformspule 49 angepaßt. Mit 410 ist die Wicklung der Magneformspule, mit 411 der Außenleiter der Spule, mit 412 der Innenleiter der Spule, mit 413 ein Isolator, mit 414 ein Feldkonzentrator bezeichnet. Die Magneformspule wird durch die Überwurfmutter 415 an den Reduzierplatten befestigt. Mit 416 sind Zugentlastungsschellen, mit 417 Spannschellen, mit 418 ein Befestigungsring, mit 419 ein Traggestell, mit 420 Befestigungsplatten und mit 421 eine Isolationsschicht zwischen der äußeren und inneren Reduzierplatte bezeichnet.represents. With 41 and 42 the concentrically arranged tubes are made of electrically conductive Material referred to. 41 shows the inner tube and 42 the outer tube. The reference number 43 denotes one of the coaxial cables. 44 are the connections for the outer cable conductors and 45 are the connections marked for the inner conductors of the coaxial cables. Between the inner and outer tubes 41 and 42 is an insulating layer 46, e.g. B. may consist of an insulating tube attached. Through the outer reducing plate 47 and the inner reducer plate 48, the diameter of the cable collector becomes the diameter the magnetic coil 49 adapted. With 410 the winding of the magnetic coil, with 411 the Outer conductor of the coil, with 412 the inner conductor of the coil, with 413 an insulator, with 414 a field concentrator designated. The magnetic coil is fastened to the reducing plates by the union nut 415. With 416 are strain relief clips, with 417 tension clips, with 418 a fastening ring, with 419 a support frame, with 420 mounting plates and with 421 an insulation layer between the outer and called inner reduction plate.

Das Innen- und Außenrohr 41 bzw. 42 besteht z. B. aus Kesselblech, ebenso die innere und äußere Reduzierplatte 47 bzw. 48. Die Isolationsschicht 46 kann z. B. aus einer Polyäthylenfolie und die Isolationsschicht 421 z. B. aus einem Gießharz bestehen.The inner and outer tube 41 and 42, respectively, consists, for. B. from boiler plate, as well as the inner and outer Reducing plate 47 or 48. The insulation layer 46 can, for. B. from a polyethylene film and the insulation layer 421 z. B. consist of a casting resin.

Der koaxiale Kabelkollektor kann ebenso in Stoßstromanlagen mit Flachbandleitern Anwendung finden, wenn beispielsweise die mit den positiven bzw. negativen Anschlüssen der Stoßstrombatterie verbundenen Metallbänder des Flachleiters mit dem Außenbzw. Innenrohr 41 bzw. 42 verbunden wird, oder umgekehrt. Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Kabelkollektors bleiben dabei unverändert.The coaxial cable collector can also be used in impulse current systems with ribbon conductors, for example if those connected to the positive and negative terminals of the surge battery, respectively Metal strips of the flat conductor with the outer or Inner tube 41 or 42 is connected, or vice versa. The advantages of the cable collector according to the invention remain unchanged.

Claims

Patent claims:

1. Low inductance cable collector for coaxial cables for use in surge current systems, characterized in that two tubes made of electrically conductive material are concentric are arranged and electrically isolated from one another, that the end faces on the one Side of the pipes are provided with connection devices for the cable outer and inner conductors and that on the opposite end faces devices for connecting an electrical Consumers are provided.

2. Cable collector according to claim 1, characterized in that the concentric tubes are electrically isolated from one another by an insulating layer made of polyethylene.

3. Cable collector according to claim 1, characterized in that a for electrical insulation Isolation tube is provided.

4. Cable collector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the consumer side means for reducing the diameter of the collector are provided on the collector.

5. Cable collector according to claim 4, characterized in that the concentric Taper tubes conically.

6. Cable collector according to spoke 4, characterized in that reducing plates are provided are.

1 sheet of drawings