DE1975761U

DE1975761U - Kabel und leitungen mit geflechten aus metalldraehten als aussenleiter oder schirm.

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Publication number: DE1975761U
Application number: DE1967R0035589
Authority: DE
Original assignee: Rheinische Draht & Kabelwerke
Current assignee: Rheinische Draht & Kabelwerke
Priority date: 1967-07-22
Filing date: 1967-07-22
Publication date: 1967-12-28

Description

Kabel und Leitungen mit Geflechten aus Metalldrähten als Aus-

senlelter oder Schirm.

Bei Kabeln und Leitungen mit einem konzentrischen Außenleiter, dient dieser Außenleiter in der Regel auch zugleich als Schirm, um den Einfluß von Störströmen zu verhindern beziehungsweise auf ein Minimum herabzusetzen. Dies ist zum Beispiel insbesondere bei Koaxialkabeln oder Koaxialleitungen der Pail. Bei Fernmeldekabeln oder Fernmeldeleitungen, sowie bei Steuerkabeln oder Kabeln zur Übertragung von Meßwerten und Impulsen oder ähnlichen, hat der konzentrische Schirm lediglich die Aufgabe einer Abschirmung.

Die Güte des Schirmes ist gekennzeichnet durch den sogenannten Kopplungswiderstand, der nach DIN 4?250, Ausgabe Februar 1964, definiert ist, als das Verhältnis des Spannungsabfalles längs des Schirmes auf der gestörten Seite, zu dem Störstrom auf der anderen Seite des Schirmes.

Der Kopplungswiderstand ist an sich abhängig von der Frequenz der Störströme. Er ist am kleinsten, wenn der Außenleiter beziehungsweise der⁴ Schirm aus¹ einem geschlossenen metallischen Rohr besteht. Aus technischen und auch aus wirtschaftlichen Gründen bestehen jedoch in der Regel die Außenleiter beziehungsweise die Schirme von elektrischen Kabeln und Leitungen aus Geflechten von Metalldrähten.

Nach bisher in Fachkreisen gültigen Auffassungen ist es für die Herstellung -von Geflechtaußenleitern oder -schirmen großer Schirmwirkung zunächst notwendig, große Geflechtwinkel (6o° und mehr) zu wählen, wobei unter dem Geflechtwinkel der Winkel zwischen der Senkrechten zur Kabelachse und dem Geflechtverlauf verstanden wird, während nach der neueren in Fachkreisen üblichen Auffassung als Geflechtwinkel, der spitze Winkel zwischen der Kabelachse und dem Geflechtverlauf festgelegt ist. Die Breite der Elemente soll so groß sein, daß

sich eine große optische Bedeckung von möglichst mehr als 90 % ergibt. Schließlich wird gefordert, daß die Geflechtelemente aus vorwiegend dicken Drähten aufzubauen sind. Es wird auch die Auffassung vertreten, daß es offensichtlich vorteilhafter ist, die durch die Bedeckung bestimmte Gesamtfläche der Lücken in viele relativ kleine Einzellücken aufzuteilen (2^spullge Maschine), als in wenige verhältnismäßig große (lospulige Maschine).

Diese Empfehlungen reichen jedoch für die Konstruktion von Geflechten guter Schirmwirkung nicht aus.

In eingehenden Untersuchungen wurde festgestellt, daß zwar die angeführten Geflechtparameter die Schirmwirkung beeinflussen, daß aber nicht, erkannt wurde, wie diese Geflechtparameter richtig aufeinander abgestimmt sein müssen, um eine gute Schirmwirkung zu erreichen.

Es wurde gefunden, daß sich eine zu große optische Bedeckung genau so ungünstig auf den Kopplungswiderstand auswirkt, wie eine zu kleine. Ein Beispiel hierfür sind die aufgrund der Untersuchungen ermittelten Kurven für den Kopplungswiderstand bei verschiedenen Bedeckungsgraden. Der ermittelte günstigste Kurvenverlauf für den Kopplungswiderstand in Abhängigkeit von der Frequenz ist die Kurve h bei einem Bedeckungsgrad von 83 % in Bild 1. In diesem Bild und in den Kurvenbildern 2 und 5 ist auf der Ordinate der Kopplungswiderstand in m-fl/m, auf der Abszisse die Frequenz in MHz aufgetragen.

Es wurde ferner gefunden, daß mit jedem Flechtwinkel ein gutes Geflecht aufgebaut werden kann. Dies zeigen die Kurven in Bild 2. Bei Flechtwinkeln von 22°, 30° und 38⁰ zeigen die Kurven einen praktisch gleich günstigen Verlauf für den Kopplungswiderstand in Abhängigkeit von der Frequenz.

Es wurde weiter gefunden, daß die jeweils günstigste optische Bedeckung eine Funktion des Flechtwinkels und der Elementbreite ist. Dies ist bewiesen in Bild 3. In diesem Bild ist die Beziehung des Quotienten aus der Geflechtlücke L und der Geflechtdichte B zum Flechtwinkel dargestellt. Unter Geflechtlücke L ist die Summe der von den in einer Sichtung verlaufenden Geflechtdrähte nicht bedeckten Oberfläche der Kabelseele

zu verstehen» Die Geflechtdichte B ist nach DIN V725O, Ausgabe Februar 196^» der Bedeckungsgrad der in einer Geflechtrichtung verlaufenden Geflechtdrähte. Diese Beziehungen des Quotienten aus der Geflechtlücke L und der Geflechtdichte B zum Flechtwinkel führen alle zu optimalen Geflechten bei verschiedenen Elementbreiten, die als Parameter gewählt sind.

Es wurde weiter festgestellt, daß die Anzahl der Flechtelemente keinen Einfluß auf den Kopplungswiderstand hat, wenn die Abhängigkeit der optischen Bedeckung vom Flechtwinkel und der Elementbreite eingehalten wird. Es wurde auch gefunden, daß dicke Flechtdrähte bei Frequenzen =15 MHz keine Verbesserung des Kopplungswiderstandes ergeben, wie dies aus den Kurven in Bild 4 hervorgeht. In diesem Kurvenbild ist auf der Ordinate der Quotient.aus dem Kopplungswi ders tand unödem Gleichstromwiderstand aufgetragen, auf der Abszisse die Frequenz in MHz. Die Bildung des'Quotienten führt zu einer Normierung der Kurven verschiedener Drahtdicken. Es ist zu erkennen, daß die Geflechte mit dickeren Drähten ungünstigere Kurven ergeben, weil das Minimum bei tieferen Frequenzen liegt.

Die bisher in Fachkreisen empfohlene optische Bedeckung von = 90 % für Winkel = 60° ergibt in der Begel zu dichte Geflechte mit einem ungünstigen Kopplungswiderstand.

Es wurde bei den umfangreichen Untersuchungen festgestellt, daß bei Geflechten, die den bisher in Fachkreisen vertretenen Auffassungen entsprechen, in vielen Fällen Geflechte mit optimalen Kopplungswiderständen nur unter erhöhtem wirtschaftlichem Aufwand erzielt werden können.

Demgegenüber wurde gefunden, daß Geflechte mit gemischten Fachungen besonders gut dazu geeignet sind, alle Geflechtparameter leicht so aufeinander abzustimmen, daß Geflechte guter Schirmwirkung bei entsprechend guter Wirtschaftlichkeit für alle Fälle erzielt werden können. Es ist möglich, zu jedem Kabeldurchmesser bei jedem beliebigen Winkel anhand ermittelter Kurven für den Kopplungswiderstand einen Geflechtaufbau optimaler Schirmwirkung anzugeben. Unter Geflechten mit gemischten Fachungen sind Geflechte zu verstehen, aus Fachungen unterschiedlicher Drahtzahl, und gleicher Drahtdicke, oder aus Fachungen unterschiedlicher Drahtzahl und unterschiedlicher Drahtdikke, oder aus Fachungen mit gleicher Drahtzahl und unterschiedlicher Drahtdicke. Das Geflecht kann in den Schlagrichtungen un-

symmetrisch sein. Unter optimal soll nicht die absolute Höhe des Kopplungswiderstandes bei einer bestimmten Frequenz, sondern ein günstiger frequenzabhängiger Kurvenverlauf verstanden sein. Bild 5 zeigt einige Kurven von Geflechten mit verschiedenen gemischten Pachungen. Die Kurve 3 zeigt den günstigsten frequenzabhängigen Kurvenverlauf für ein Geflecht mit einem optimalen Mischungsverhältnis.

In Bild 6 ist ein Geflecht gemäß dem Erfindungsvorschlag als Beispiel dargestellt. Es handelt sich um ein Geflecht, das mit einer 24spuligen Maschine hergestellt ist. Der Geflechtwinkel, das heißt der spitze Winkel zwischen der Kabelachse (1) und dem Geflechtverlauf (2) beträgt im vorliegenden Fall 30°. Eine Fachung (3) besteht aus sieben Drähten, die andere Fachung (4) aus acht Drähten. Es handelt sich also hier um ein Geflecht, das auf einer 2^SpUlIgCn Maschine mit Fachungen aus sieben beziehungsweise acht Drähten aufgebaut ist. Das Bild stellt lediglich ein Beispiel gemäß dem Vorschlag dar.

Claims

RA.417 003*22,7.67 Schutzansprüohe:

1. Kabel und Leitungen mit einem Geflecht aus Metalldrähten als Außenleiter oder Schirm, wie zum Beispiel Koaxialkabel, Koaxialleitungen oder Fernmeldekabel oder Fernmeldeleitungen, Steuerkabel oder Kabel zur Übertragung von Meßwerten und Impulsen oder ähnlichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter oder der Schirm aus einem Geflecht mit gemischten Fachungen, das heißt aus Fachungen unterschiedlicher Drahtzahl und gleicher Drahtdicke, oder unterschiedlicher Drahtzahl und unterschiedlicher Drahtdicke, oder gleicher Drahtzahl und unterschiedlicher Drahtdicke besteht und so aufgebaut und angeordnet ist, daß der günstigste Kurvenverlauf für den Kopplungswiderstand in Abhängigkeit von der Frequenz erzielt wird.

2. Kabel und Leitungen nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebenem Durchmesser unter dem Geflecht, bei gegebener Drahtdicke und bei gegebenem Flechtwinkel der Bedeckungsgrad als Funktion des gegebenen Winkels und der zu bestimmenden Breite und Anzahl der Fachungen so festgelegt wird, daß ein günstiger Kurvenverlauf für den Kopplungswiderstand in Abhängigkeit von der Frequenz erzielt wird.

3· Kabel und Leitungen nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebenem Durchmesser unter dem Geflecht, bei gegebener Drahtdicke und gegebener Breite der Fachungen der Bedeckungsgrad und der Flechtwinkel so gewählt werden, daß die funktionale Abhängigkeit des Bedeckungsgrades von der vorgegebenen Breite und des gewählten Flechtwinkels erfüllt ist, so daß ein günstiger Kurvenverlauf für den Kopplungswiders t and in Abhängigkeit von der Frequenz erzielt wird.

4«. Kabel und Leitungen nach Anspruch 1., 2. oder 3·» dadurch gekennzeichnet, daß der Geflechtaufbau in den Schlagrichtungen gegebenenfalls unsymmetrisch ist.