DE2434649C3 - Längswasserdichtes Hochfrequenzkoaxialkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzkoaxialkabel, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist

Koaxiale elektrische Kabel und Leitungen werden in neuerer Zeit in bedeutendem Umfang als Antennenleitungen in Empfangsanlagen für Rundfunk und Fernsehen sowie in Netzen für das Kabelfernsehen verwendet. Derartige Kabel und Leitungen zeigen im wesentlichen folgenden Aufbau:

Auf einem drahtförmigen Innenleiter ist ein Dielektrikum aufgebracht, bei dem es sich in der Regel um einen extrudierten, gegebenenfalls verschäumten Kunststoff handelt. An Stelle eines sogenannten Volldielektrikums werden auch Dielektrika vorgesehen, die im wesentlichen durch Luft gebildet sind. Bei diesen Dielektrika sind auf den Innenleiter in Abständen Isolierscheiben aufgebracht oder der Innenleiter ist mit einer isolierenden Wendel umgeben. Auf die Isolierung bzw. das Dielektrikum ist der Außenleiter aufgebracht, der seinerseits von einer Schutzhülle, in der Regel von einem Kunststoffmantel, umgeben ist Als Außenleiter kommen mitunter Geflechte aus Metalldrähten, insbesondere aus Kvpferdrähten, in Betracht Häufig besteht der Außenleiter jedoch aus einem Metallband, das

ίο längseinlaufend zu einem Rohr geformt ist, wobei sich die Bandkanten des Metallbandes überlappen können (DE-PS 17 65 405).

Um bei einem bekannten Kabel dieser Art unterschiedliche Ausdehnungsverhalten des Innenleiters und des Außenleiters infolge der von außen einwirkenden Temperaturschwankungen zu unterbinden, ist es bekannt, den aus einem Metallband bestehenden Außenleiter zu einem Rohr zu formen, das den mit dem Dielektrikum versehenen Innenleiter zunächst mit Abstand umgibt und dieses Rohr anschließend auf das Dielektrikum herunterzudrücken. Um hierbei einen festen Sitz des Außenleiters auf dem Dielektrikum sicherzustellen, wird das den Außenleiter bildende Metallband auf seiner Innenseite aufgerauht (DE-OS 16 40201).

Koaxiale Kabel und Lestungen der beschriebenen Art werden bei ihrer Verwendung als Antennenleitungen häufig auch in Erde verlegt Daher wird an diese Kabel und Leitungen auch die Forderung der Längswasserdichtigkeit gestellt, d.h. bei einer Beschädigung der äußeren Schutzhülle und gegebenenfalls auch des Außenleiters soll sich keine Feuchtigkeit in Längsrichtung des Kabels zwischen der Isolierung und dem Außenleiter und/oder zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ausbreiten können. Diese Längswasserdichtigkeit ist jedoch bei den bekannten koaxialen Kabeln und Leitungen nicht gewährleistet, da sich infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des für das Dielektrikum verwendeten Kunststoffes und des den Außenleiter bildenden Metallbandes bei Temperaturerhöhungen der Außenleiter aufplatzen kann und bei Temperaturabsenkungen Hohlräume zwischen dem Dielektrikum und dem Außenleiter auftreten können. In beiden Fällen entstehen zwischen dem Dielektrikum und dem Außenleiter Kanäle, in denen im Schadensfalle Feuchtigkeit in Längsrichtung des Kabels vordringen kann.

An sich ist es bekannt, den aus einem Metallband geformten Außenleiter eines koaxialen Kabels mit der

so Oberfläche des Dielektrikums zu verkleben (DE-OS 17 65 405, DE-GM 19 48 047) oder bei elektrischen Kabeln, die eine Isolierung aus einem geschäumten Kunststoff aufweisen und bei denen diese Isolierung mit einem Metallmantel umgeben ist, den Metallmantel mit der geschäumten Kunststoffisolierung zu verkleben (GB-PS 12 81 025). Ausgehend vom Stand der Technik kommen für eine solche Verklebung insbesondere Kunststoffe in Betracht, bei denen es sich um Mischpolymerisate aus einem Olefin einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder einem Ester einer ungesättigten Carbonsäure, beispielsweise um ein Mischpolymerisat aus Äthylen und Acrylsäure und/oder Äthylacrylat handelt, wie sie zur Verklebung dünner Metallbänder mit einer Kunststoffhülle bei der Herstellung sogenannter Schichtenmäntel für Nachrichtenkabel bekannt sind (DE-AS 14 65 441). Derartige Kunststoffe weisen jedoch eine relativ große Dielektrizitätskonstante und bei Frequenzen über 1 Megahertz einen

so starken Anstieg ihres Verlustwinkels auf, daß sich bei ihrer Verwendung in Hochfrequenzkabeln und -leitungen zur allseitigen Verklebung des Dielektrikums mit dem Außenleiter unerwünschte Ableitungsverluste ergeben.

Im übrigen würden sich bei derartigen Koaxialkabeln und -leitungen, bei denen also das Dielektrikum mit dem Außenleiter verklebt ist, Schwierigkeiten hinsichtlich der Montage von Garnituren ergeben, weil die auf der Innenseite des Außenleiters festhaftende Klebeschicht die Herstellung von freien Kontaktflächen bei der Verbindung des Kabels mit Garnituren erschweren würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kabel der eingangs beschriebenen Art eine ausreichende Längswasserdichtigkeit sicherzustellen, ohne seine Übertragungseigenschaften und ohne die Montage von Garnituren wesentlich zu beeinträchtigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen dem Dielektrikum und dem Außenleiter mindestens zwei mit unterschiedlicher Steigung und/oder unterschiedlicher Richtung auf das Dielektrikum aufgesponnene Bänder, Streifen oder Fäden angeordnet sind, daß diese Bänder, Streifen oder Fäden aus einem elastisch oder plastisch verformbaren, eine klebende Komponente enthaltenden oder klebende Eigenschaften aufweisenden Dichtungsmaterial bestehen und daß der Außenleiter aus einem glatten Metallband besteht, das längseinlaufend mit stumpf aneinanderstoßenden, verschweißten Bandkanten zu einem das Dielektrikum zunächst mit Abstand umgebenden Rohr geformt ist, das nach einem anschließenden Ziehvorgang fest auf dem Dielektrikum aufliegt.

Bei einem derart ausgebildeten Kabel oder einer solchen Leitung wird also zwischen das Dielektrikum J5 und den Außenleiter ein Material eingefügt, das auf Grund seiner elastischen Eigenschaften oder auf Grund seiner klebenden Eigenschaft evtl. entstehende Hohlräume zwischen dem Dielektrikum und dem Außenleiter überbrückt. Diese Überbrückung liegt dabei nicht längs des geseilten Umfanges des Dielektrikums, sondern nur längs der aufgesponnenen Bänder, Streifen oder Fäden vor. Dabei ist wesentlich, daß die Bänder, Streifen oder Fäden relativ schmal ausgebildet sind und/oder mit großer Schlaglänge auf das Dielektrikum ausgesponnen sind. Beispielsweise können zwei aufeinanderfolgende Windungen eines aufgesponnenen Bandes einen Abstand von etwa einem Meter haben. Durch die mit unterschiedlicher Steigung und/oder Richtung aufgesponnenen Bänder, Streifen oder Fäden werden bei einem evtl. Auftreten eines Hohlraums zwischen dem Dielektrikum und dem Außenleiter Kammern geschaffen, die gegeneinander abgedichtet sind. Bei einer Beschädigung des Kunststoffmantels und einer Undichtigkeit im Außenleiter kann daher Feuchtigkeit nur in einem örtlich begrenzten, durch die Ausdehnung der Kammern bestimmten Bereich zwischen Außenleiter und Dielektrikum eindringen. Da die gegebenenfalls zwischen den einzelnen Windungen der Bänder, Streifen oder Fäden gebildeten Hohlräume im wesentli- ω chen mit Luft gefüllt sind, wird durch die Maßnahme des Aufbringens der Bänder, Streifen oder Fäden eine Beeinträchtigung der Übertragungseigenschaften des Kabels oder der Leitung vermieden. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß im Hinblick auf die Montage von Garnituren die Innenseite des Außenleiters im wesentlichen nicht mit einem Kunststoff behaftet ist, so daß die erforderlichen Kontaktierur f.en ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden können.

Bei der Bemessung der Dicke der Bänder, Streifen oder Fäden isi im wesentlichen das unterschiedliche Wärmespiel des Dielektrikums und des Außenleiters zu berücksichtigen. Es empfiehlt sich daher für die Bänder, Streifen oder Fäden mindestens eine Dicke von 0,05 mm vorzusehen. Bei Verwendung von Streifen oder Bändern genügt es, diesen eine Breite von etwa 3 mm zu geben.

Die Streifen, Bänder oder Fäden können aus an sich bekannten elastisch verformbaren oder aus plastisch verformbaren, eine klebende Komponente enthaltenden oder klebende Eigenschaften aufweisenden Dichtungsmaterialien bestehen. Beispielsweise kommen gummiartige Materialien in Betracht. Besonders geeignet sind jedoch Mischpolymerisate aus einem Olefin oder einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder einem Ester einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, insbesondere ein Mischpolymerisat aus Äthylen, Acrylsäure und/oder Äthylacrylat. Derartige Mischpolymerisate weisen polare Gruroen auf, die sowohl mit dem Dielektrikum aus eine«, extrudierten Kunststoff als auch mit dem Außenleiter aus Metall eine festhaftende Bindung eingehen.

Bezüglich der auf das Dielektrikum aufgebrachten Bänder, Streifen oder Fäden kommt es darauf an, daß mindestens zwei Bänder, Streifen oder Fäden mit unterschiedlicher Steigung und/oder unterschiedlicher Richtung aufgesponnen werden. Hierbei ergeben sich in Abständen Kreuzungspunkte zwischen den aufgesponnenen Bändern, Streifen oder Fäden, wodurch hinsichtlich der Längsdichtigkeit des Kabels oder der Leitung ortlich begrenzte Kammern gebildet werden. Im einfachsten Fall wird auf das Dielektrikum mindestens ein Band, Streifen oder Faden in Längsrichtung des Kabels aufgebracht und mindestens ein weiteres Band, Streifen oder Faden wird auf das Dielektrikum aufgesponnen. In diesem Fall wird für das Aufbringen der Bänder nur ein einziger Spinner benötigt, der maschinelle Aufwand ist also verhältnismäßig gering.

Bei der Herstellung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Kabels oder einer solchen Leitung unter Verwendung von Bändern, Streifen oder Fäden aus einem plastisch verformbaien Dichtungsmaterial geht man zweckmäßig derart vor, daß das zum Rohr geformte, den Außenleiter bildende Metallband beim Ziehvorgang bzw. im Anschluß an den Ziehvorgang auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der das plastisch verformbare Dichtungmaterial erweicht, bzw. schmilzt und gegebenenfalls sowohl mit dem Dielektrikum als auch mit dem Außenleiter eine festhaftende Verbindung eingeht. Gleichzeitig wird durch diese Wärmebehandlung erreicht, daß die an den Kreuzungs- oder Berührungsstellen der Bänder auftretenden Erhöhungen des Dichtungsmaterial an diesen Stellen beseitigt werden.

Bei der Herstellung empfiehlt es sich wekerhin, darauf zu achten, daß sich infolge der Verbindung des Dielektrikums mit dem Außenleiter keine systematischen dielektrischen Störungen ergeben. Dies kann dadurch ausgeschaltet werden, daß man die Steigungen der aufgesponnenen Bänder, Streifen oder Faden derart wählt, daß ihr Quotient keine ganze Zahl oder deren Kehrwert ergibt. Dies hat zur Folge, daß die Kreuzungsoder Berührungsstellen nicht auf einer Mantellinie liegen.

Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten koaxialen Hochfrequenzkabels ist in der

Figur dargestellt. Es zeigt folgenden Aufbau:

Auf den Innenleiter 11 aus einem Kupferdraht ist als Dielektrikum die Isolierung 12 aus Polyäthylen du'ch Extrusion aufgebracht. Um diese Isolierung ist der Außenleiter 13 angeordnet, der aus einem Metallband geformt ist. Über diesem Außenleiter befindet sich die Schutzhülle in Form eines Polyäthylenmantels.

Vor der Formung des Außenleiter 13 wurden auf das Dielektrikum die beiden Bänder 15 und 16 aus einem Copolymerisat aus Äthylen und Acrylsäure mit entgegengesetzter Schlagrichtung aufgesponnen.

Bei der Formung des Außenleiter 13 wurde in folgender Weise vorgegangen:

Aus einem längseinlaufenden Metallband wurde zunächst ein die Isolierung 13 .nil größerem Abstand umgebendes Rohr geformt, wobei die Bandkanten des Metallbandes aneinanderstießen und unter Bildung der Schweißnaht 13' miteinander verschweißt wurden. Daraufhin wurde das derart hergestellte Rohr auf die Isolierung 12 heruntergezogen, wodurch der Außenleiter unter Zwischenschaltung der aus den Bändern 15 und 16 gebildeten Wendeln zum allseitigen Anliegen an die Isolierung kam. Beim Herunterziehen des den Außenleiter bildenden Rohres wurde dieses gleichzeitig erwärmt. Dies hatte eine Erweichung der Bänder 15 und 16 zur Folge, wodurch sich eine festhaftende Verbin-

■> dung zwischen der Isolierung 12 und dem Außenleiter 13 ergab.

Die auf die Isolierung 12 aufgebrachten Bänder 15 und 16 bewirken bei auftretenden Temperaturschwankungen einen Ausgleich des Wärmcspiels zwischen der

ίο Isolierung 12 und dem Außenleiter 13. wobei stets eine festhaftende Verbindung zwischen der Isolierung und dem Außenleiter gewährleistet ist. Bei Temperaturerhöhungen wird auf diese Weise ein Aufplat/en des Außenleiters 13 vermieden, während bei Temperalurab-

'"' Senkungen ein Ablösen der Isolierung 12 vom Außenleiter verhindert wird. In jedem Fall wird mit Hilfe der Bänder 15 und 16 der gegebenenfalls zwischen der Isolierung vorhandene Hohlraum in Kammern unterteilt, die örtlich begrenzt sind und damit eine Längsabdichtung des Kabels in diesem Bereich gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hochfrequenzkoaxialkabel oder koaxiale elektrische Leitung mit einem Innenleiter, Dielektrikum aus extrudiertem Kunststoff, Außenleiter und äußerer Schutzholle, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dielektrikum (12) und dem Außenleiter (13) mindestens zwei mit unterschiedlicher Steigung und/oder unterschiedlicher Richtung auf das Dielektrikum aufgesponnene Bänder (15,16), Streifen oder Fäden angeordnet sind, daß diese Bänder, Streifen oder Fäden aus einem elastisch oder plastisch verformbaren, eine klebende Komponente enthaltenden oder klebende Eigenschaften aufweisenden Dichtungsmaterial bestehen und daß der Außenleiter (13) aus einem glatten Metallband besteht, das längseinlaufend mit stumpf aneinanderstoßenden, verschweißten Bandkanten (13') zu einem das Dielektrikum zunächst mit Abstand umgebenden Rohr geformt ist, das nach einem anschließenden Ziehvorgang fest auf dem Dielektrikum aufliegt.

2. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (15, 16), Streifen oder Fäden aus einem Mischpolymerisat aus einem Olefin und einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder einem Ester einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, insbesondere aus einem Mischpolymerisat aus Äthylen, Acrylsäure unaVoder Äthylacrylat, bestehen.

3. Kabel oder Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Bänder (15, 16), Steifen oder Fäden wenigstens 0,05 mm beträgt.

4. Kabel oder Leitung nach ein in der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus den Steigungen der Bänder (15, 16) Streifen oder Fäden keine ganze Zahl oder keinen Kehrwert einer ganzen Zahl ergibt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Kabels oder einer Leitung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Außenleiter (13) bildende, zum Rohr geformte Metallband beim Ziehvorgang oder anschließend an den Ziehvorgang ■>„( <>;_ne Temperatur erwärmt wird, bei der die aus dem Mischpolymerisat bestehenden Bänder, Streifen oder Fäden schmelzen und sowohl mit dem Dielektrikum als auch mit dem Außenleiter eine festhaftende Bindung eingehen.