DE1640767C - Hohlraumisoliertes koaxiales Hoch frequenzkabel - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein hohlraumiso-' messungen des Hohlleiters nicht durch zuι hohen

liertes koaxiales Hochfrequenzkabel, welches aus Druck des verwendeten Kühlmittel« verändert

einem Innenleiter und einem Außenleiter besteht, die werden,

durch aus Isolierstoff bestehende, mit Durchbrechun- Bei dem durch di

gen versehene Abstandshalter konzentrisch zueinan- 5 bekanntgewordenen

der gehalten sind. Zwischen den beiden Leitern be- der Innenleiter mittels

findet sich ein gasförmiges Dielektrikum. keit gekühlt und es s „„,«.-ν«}* _nirht .·_ _Hac

Bekanntlich- wird die Belastbarkeit von koaxialen welche sicherstellen, daß die ^"f¹^" ^nic"¹ '™

Hochfrequenzkabeln von der maximal zulässigen Dielektrikum des Kabels gelangt, Dieses bekannte

Innenleitertemperatur, die von den thermischen » Kabel ist dementsprechendI in seinem Autbau korn-

Eigenscharten des benutzten Feststoffdielektrikums pliziert und aufwendig und es müssen aucn zusatz-

zwischen Innen- und Außenleiter abhängt, begrenzt. iiche Einrichtungen zur standigen Kühlung der Hus-

Die maximal zulässige Innenleitertemperatur liegt sigkeit vorgesehen werden.

beispielsweise bei der Verwendung von Polyäthylen Der Erfindung liegt die Aurgabe zugrunde, ein

für die Abstandshalterung bei ungefähr 100° C; wird 15 koaxiales Hochfrequenzkabel anzugeben, dessen

diese Temperatur überschritten, so besteht durch das übertragbare Hochfrequenzleistung gegenüber be-

Erweichen des l-olyäthylens die Gefahr einer exzen- kannten Kabeln gleicher Abmessungen holier ist.

irischen Verlagerung des Innenleiters im Außenleiter, Diese Aufgabe wird gemäß der Erdung mit einem

wodurch die Übertragungseigenschaften des Kabels Kabel der eingangs geschilderten Art dadurch gelosi,

verschlechtert werden. ao daß an das Kabel ein Umwälzgebläse angeschlossen

Es ist des weiteren bekannt, daß der größte Teil ist, mittels welchem das gasförmige Dielektrikum <η der insgesamt entstehenden Wärmeverlustleistung am einem in sich geschlossenen Kreislauf während des Innenleiter auftritt und daß dei Wärmewiderstand Betriebes des KaNMs umgewälzt v.ird. Durch den zwischen Innen- und Außenleiter wesentlich größer Vorgang des reinen Umwälzens des Dielektrikums ist als der Wärmewiderstand zwischen dem Außen- 35 ohne Kühlung wird in dem gasförmigen Dielektrikum leiter und dessen äußerer Umgebung. Dementspre- eine turbulente Strömung erzeugt und es ergibt sich chend ist die Tt ^peraturdilferenz zwischen Innen- ein wesentlich schnellerer Transport der erwärmten und Außenleiter wesentlich größer als die Tempera- Gasteilchen vom Innen- zum Außenleiter, wodurch turdilferenz zwischen Außenleiter und Umgebung. der Wärmewiderstand zwischen Innen- und Außen-Folglich wird also die Verminderung des zwischen 30 leiter vermindert wird. Dies aber erlaubt, wie bereits dem Innen- und dem Außenleiter vorhandenen dargelegt, eine Erhöhung der zulässigen Belastbar-Wärmewiderstandes bei gleich großer zulässiger keit des HF-Kabels und diese kann durch die Er-Innenlcitcrtemperatur eine Erhöhung der zulässigen findung bis zu 1(X)⁰ 0 höher als bei normal betriebeübertragbaren Hochfrequenzleistung erlauben. nen koaxialen Hochfrequenzkabeln sein. Das Kabel

Zur Erhöhung der Belastbarkeit von koaxialen 35 nach tier Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, Hochfrequenzkabeln ist es bereits vorgeschlagen wor- daß es sich fertigungstechnisch mit einfachen Mitteln den, die Innenleiteraußenohcrfläche und gegebenen- realisieren läßt und im Betrieb billig ist.
falls die Außcnleiterinnenoberfläche mit Farbüber- Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich zügen zu versehen, um so den Anteil der durch dann, wenn das Kabel, wie oft üblich und auch zuStrahlung vom Innen- zum Außenleiter übertragenen 40 lässig, fehlangepaßt ist und sich durch Reflexion am Wärmeenergie zu erhöhen. Es ist auch bereits vor- Kabelende stehende Wellen der HF-Energie ergeben, geschlagen worden, zur Verbesserung der Wärme- An den Stellen der Strommaxima ergeben sich dann Übertragung vom Innenleiter zum Außenleiter durch besonders hohe Erwärmungen, nach denen das Kabel Konvektion das gasförmige Dielektrikum unter zu dimensionieren ist. Durch die Erfindung können Druck /u setzen oder für das gasförmige Diclektri- 45 diese hohen Erwärmungen abgebaut werden und es kum Gase mit einem hohen Molekulargewicht, bei- tritt eine Vergleichmäßigung der Temperatur ein, spielsweise SF₁, zu verwenden. Die dadurch ermög- si. daß also bei gleichen Abmessungen des Kabels lichte Erhöhung der Belastbarkeit ist jedoch relativ so eine höhere Leistung übertragen werden kann gering. Darüber hinaus sind diese beiden voigeschla- oder bei gleichbleibender Leistung die Abmessungen genen Verfahren im Betrieb sehr aufwendig und so des Kabels verringert werden können,
teuer. Die Umwälzung des gasförmigen Dielektrikums

Durch die deutsche Patentschrift 889 768 ist es kann durch den von Innen- und Außenleiter gefür die Zuleitungskabel für Schweißgeräte bereits bildeten Hohlraum zusammen mit einem außerhalb bekannt, die von den hohen Speiseströmen durch- des Kabels verlegten Metall- oder Kunststoffrohr geflossenen Leiter der Kabel mit einem flussigen Kühl- 99 bildeten Kreislauf erfolgen, und zwar mittels eines miitel zu kühlen. Bine solche Leiterkühlung kann OeblBses, welches in dem Hohlraum angeordnet wird, jedoch bei koaxialen Hochfrequenzkabeln nicht be· Bs ist auch möglich, das im Kabel befindliche Gas nutrt werden, da das Einbringen einer Flüssigkeit in einem aus dem hohlen Innenleiier und dem von in den vom Innen- und Außenleiter gebildeten Innen- und Außenleiter gebildeten Hohlraum beHohlraum eine wesentliche Verschlechterung der 60 stehenden Kreislauf umzuwälzen. Üie Umwälzung Übertragungseigenschaffen des Kabels herbeiführen wird durch ein Gebläse vorgenommen, das beiipielswiirde. weise im hohlen Innenleiter oder in dem von Innen-

Es ist weiterhin durch die franzosische Patent· und Außenleiter gebildeten Hohlraum angeordnet ist.

schrift 1 502 096 ein Hohlleiter bekanntgeworden, lter Innenleiter kann hierzu an beiden Kabelenden

weither Mt Kühlung von ein Kühlmittel führenden i» mit IHngsaxialen Schlitzen versehen sein, durch

Rohren umgehvn ist. Bei dieser bekannten Anord- die das gasförmige Dielektrikum hindurchtreten

muig soll durch einen speziellen Aufbau der Rohre kann. An Sielte der lüngsoxialen Schlitze können

srvivrgestellt werden, di0 die geometrischen Ab· auch turn Aufbau des Kreislaufes an den Kabel-

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enden angepaßte Sticbleitungen vorgesehen werden. In einer oder beiden StichieUwngen können dann die Gebläse angeordnet werden, Auch die an den Kabelenden vorhandenen Kabelarmaturen können zum Aufbau des Kreislaufes herangezogen werden. Diese Aufbauten werden mit Vorteil bei sehr langen Koaxialkabeln verwendet, bei denen zur Umwälzung starka Gebläse notwendig sind, die einen entsprechenden Platzbedarf haben.

In Versuchen hat sich gezeigt, daß sich am Innenleiter unter Umstünden ein Temperaturgefälle in Richtung der Kabelachse einstellt. Dies karu^ dazu führen_; daß bei einer bestimmten Strömungsrichtung des gasförmigen Dielektrikums im vom Innen- und Außenleiter gebildeten Hohlraum am Anfang bzw. am Ende des Kabels eine Temperaturerhöhung auftritt. Die erzielbare Erhöhung der übertragenen HF-Leistung kann dadurch geringer als erwartet, ausfallen. Um ein solches, die Erhöhung der übertragbaren HF-Leistung begrenzendes Temperaturgefälle zu vermeiden, kann die Strömungsrichtung des gasförmigen Dielektrikums in zeitlichen Abständen, vorzugsweise in periodischen Abständen, geändert werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf die Zeichnung hingewiesen, in der ein Ausführungsbeispiel schematisiert dargestellt ist.

Das hohlraiimisolierte Hochfrequenzkabel besteht aus dem Außenleiter I und dem Innenleiter 2. Der Innenleitcr 2 ist am Kabulanfang — Generatorebene U -- mit Schlitzen 3 versehen, durch die das gasförmige Dielektrikum hindurchtreten kann. Am verbrauchcrseitigen linde — Ebene V — ist das Kabel über eine Kabelarmatur 4 an einen Verbraucher angeschlossen. Die Kabelarmatur 4 besteht aus einem kurzen Koaxialkabelstück, das in seinen Quurschnittsnbmessungen an den Verbraiichereingang angepaßt ist. Der Innenleiter 5 der Kabelarmatur wifd^Paurch eine SWWehofoi im AuBenWjjT? zentriert. Im Innenleiter 5 befinden s.ch whBPjrallele Schlitzes und im Außenleiter? zwei öffnungen8 und 9, die über ein Gebläse 10 miteinander verbunden sind Der sich einstellende geschlossene Kreislauf des gasförmigen Dielektrikums ist durch die Pfeile angedeutet.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hohlraumisoliertes koaxiales Hochfrequenzkabel bestehend aus einem Innen- und einem Außenleiter, weiche durch aus Isolierstoff bestehende, mit Durchbrechungen versehene Abstandshalter konzenhvtch zueinander gehalten sind und bei welchem siel, zwischen den beiden Leitern ein gasförmiges Dielekulkum befindet, dadurch gekennzeichnet, daß an das Kabel ein Urnwälzgebläse angeschlossen ist, mittels welchem das gasförmige Dielektrikum in einem in sich geschlossenen Kreislauf während des Betriebes des Kabels umgewälzt wird.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den geschlossenen Kreislauf zur Rückleiturig ein außerhalb des Kabels verlegtes Metall- oder Kunststoffrohr verwendet ist.

3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den geschlossenen Kreislauf zur RUckleitung der hohl ausgeführte Innenleiter verwendet wird.

4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des gasförmigen Dielektrikums in zeitlichen Abständen veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen