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Kabelverbindungsanordnung zum Niederfrequenz-
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ausgleich bei Fernmeldekabeln und Verfahren zum Ausgleich der kapazitiven
Kopplungen bei Fernmeldekabeln Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindungsanordnung
zum Niederfrequenzausgleich bei Fernmeldekabeln, bei der die Enden vieladriger Kabel
miteinander und zum Anschließen von dem elektrischen Ausgleich dienenden Schaltelementen,
insbesondere elektrischen Kondensatoren, galvanisch verbunden sind, bei der auf
Steckerleisten zur Verbindung der Adern der Kabel Schaltdrähte angelötet sind und
bei der die Steckerleistet mit Leiterplatten bestückt sind, in welche die dem Ausgleich
dienenden Schaltelemente, insbesondere elektrische Kondensatoren eingelötet sind,
sowie ein Verfahren zum Ausgleich der kapazitiven Kopplungen bei Fernmeldekabeln.
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Die enge räumliche Anordnung der als Übertragungsleitungen dienenden
Adern bei Fernmeldekabeln birgt in hohem Maße die Gefahr der gegenseitigen Beeinflussung,
d.h., das Problem des unerwünschten Energieübertrittes von einem Nachrichtenweg
in einen anderen. Diese unerwünschten Erscheinungen werden durch kapazitive, induktive
und galvanische
Kopplungen zwischen den Leitungsschleifen verursacht
und sind als lineares Nebensprechen oder kurz Nebensprechen bekannt, wobei zwischen
Nahnebensprechen, Fernnebensprechen, Übersprechen und Mitsprechen unterschieden
wird.
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Beim Verlegen eines Fereldekabels müssen die jeweils nur eine begrenzt
Länge aufweisenden Kabelstücke mit ihren Enden so miteinander verbunden werden,
daß jede Kabelader mit der entsprechenden-Ader des nachfolgenden Kabel stückes verbunden
wird. Es ist hierbei nun erforderlich, an einer solchen Verbindungsstelle zwischen
zwei Kabelstücken elektrische Schaltelemente, z.B. Kapazitäten, Induktivitäten oder
dgl. vorzusehen, die zur Kompensation der oben erwähnten störenden Wechselwirkungen
dienen. Da sich alle Adern einer Kabellage gegenseitig störend beeinflussen können,
müssen unter Umständen sehr viele derartige Schaltelemente zwischen/die einzelnen
Adern geschaltet werden.
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Eine Theorie zur Technik des Ausgleichs von kapazitiven Kopplungen
bei Niederfrequenz-Fernmeldekabeln ist im Katalog der Anmelderin "Keramik Kondensatoren
zum Ausgleich von kapazitiven Kopplungen bei Fernmeldekabeln", Ausgabe 1975 abgehandelt.
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Eine Kabelverbindungsanordnung zur Verbindung der Enden vieladriger
Kabel miteinander und zum Anschließen von dem elektrischen Ausgleich dienenden Schaltelementen,
bei der auf einer isolierenden Trägerplatte Kontaktelemente zur
Verbindung
mit den Adern der Kabel in einer dem Aufbau des Kabels sinnfällig entsprechenden
Weise angeordnet sind, ist aus der deutschen Patentschrift 842 666 bekannt. Miteinander
zu verbindende Adern werden dadurch elektrisch verbunden, daß die entsprechenden
Lötösen z.B. durch Anlöten eines Drahtbügels miteinander - im Bedarfsfalle auch
überkreuz - verbunden werden.
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Um die Enden eine zwecks Reparatur unterbrochenen Kabels für die Zeit
der Reparatur zu verbinden, ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 691 272 eine
Kabelverbindungsanordnung bekannt, die aus Steckbuchsen besteht, die in einer konzentrisch
um das Kabel gebogenen Manschette angeordnet sind.
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Eine weitere Ausführungsform einer Kabeiverbindungsanordnung der eingangspenannten
Art, bei der der räumliche Aufwand möglichst gering gehalten wird, ohne daß dadurch
die Übersichtlichkeit der Anordnung der Kontaktelemente und deren leichte Zugänglichkeit
geopfert zu werden braucht, ist aus der deutschen Patentschrift 1 908 858 bekannt.
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Dort ist jederAdernverbindung der Spleißstelle nur je ein Kontaktelement
zugeordnet und die Trägerplatte konzentrisch um das Kabel biegbar.
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Ein rechnergesteuertes, automatisches NF-Ausgleichsverfahren für die
Anordnung auf der Kabelstrecke (Streckenausgleich
) ist aus "NTG-Fachberichte",
Band 53, VDE-Verlag GmbH, Berlin, "Stand und Entwicklung auf dem Gebiet der Nachrichtenkabel"-,
Seiten 78 bis 87 bekannt. Die dort beschriebene Kabelverbindungsanordnung besteht
aus einem in einem Muffengehäuse angebrachten Halterahmen, auf dem Federleisten
parallel zur Muffenlängsachse angeordnet sind. Die Federleisten besitzen auf ihrer
Unterseite zwei nicht miteinander verbundene Lötstiftreihen, wobei an jedem Lötstift
zwei kunststoffisolierteSchaltdrähte angelötet sind. Von den Lötstiften der ersten
Lötstiftreihe führt je ein Schaltdraht zur ankommenden Kabelader, während der zweite
Schaltdraht zunächst für die Messung freibleibt. Nach Beendigung der Spulenfeldmessung
werden die freien Schaltdrähte nach Anweisung des ausgedruckten Kreuzungsplanes
gespleißt. Bei dieser Ausführungsform sind je zwei Schaltdrähte und pro zu verbindendem
Adernpaar fünf Lötstellen erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelverbindungsanordnung
der oben genannten Art anzugeben, bei welcher ein geringerer Lötaufwand erforderlich
ist und bei der die Anzahl der für den NF-Ausgleich erforderlichen elektrischen
Schaltelemente, insbesondere Kondensatoren reduziert ist, die sehr einfach und übersichtich
ist und die einen geringen Raumbedarf hat.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jeder-Kabelader
ein Schaltdraht angelötet ist, der zu einer Steckerleiste führt, die Steckerleiste
mit einer nur Meßzwecken
dienenden Buchsenleiste verbunden werden
kann, die Kabel adern in der Messung entsprechender Weise gespleißt, die Steckerleiste
an der Außenseite des Spleißes angeordnet und die in der Messung entsprechender
Weise mit dem Ausgleich dienenden Schaltelementen bestückten Leiterplatten mit der
Steckerleiste elektrisch leitend und mechanisch fest verbunden sind.
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Dabei ist jeder Kontaktstift der Steckerleiste nur mit einem Schaltdraht
elektrisch leitend und mechansich fest, insbesondere durch einen Lötvorgang befestigt.
Die so vorgefertigte Steckerleiste entspricht in ihren Abmessungen einer Buchsenleiste,
an welcher vorgefertigte Meßleitungen elektrisch leitend und mechanisch fest angeschlossen
sind, wobei an jeder Buchse eine MeßLeitung befestigt ist.
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Die Kabelenden, die aus empfindlichen papierisolierten Adern eines
massiven Kup p rleiters bestehen können, werden geradlinig unmittelbar gespleißt,
d.h. ohne Zwischenschaltung zusätzlicher Schaltdrähte, und ohne daß auf den Einbau
der dem elektrischen Ausgleich dienenden Schaltelemente, insbesondere elektrischen
Kondensatoren Rücksicht genommen werden braucht.
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Um zu einer einfachen und übersichtlichen Bauform insgesamt kleiner
Abmessungen zu gelangen, sind die Steckerleisten vorzugsweise radial um den Spleiß
angeordnet, um die mit' elektrischen Schaltelementen, insbesondere elektrischen
Kondensatoren bestückten Leiterplatten in einfacher Weise mit den
Steckerleisten
verbinden zu können. Die Spleißstellen sind in an sich bekannter Weise versetzt,
so daß die Steckerleisten in einer Anzahl Abschnitte umden Spleiß angeordnet sind.
Dabei sind drei, vier oder fünf Abschnitte, je nach der Gesamtzahl der Adern im
Kabel üblich.
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Jeder zum Bestücken mit dem elektrischen Ausgleich dienenden Schaltelementen,
insbesondere Kondensatoren vorgesehene Leiterplatte aus elektrisch isolierendem
Material besitzt eine Anzahl nebeneinander parallel verlaufender Leiterzüge mit
Durchbohrungen in den Leiterzügen, wobei die nebeneinanderliegenden Leiterzüge gegeneinander
eine Spannungsfestigkeit von 2000 Volt, 50 Hertz besitzen müssen. Insbesondere sind
die Leiterplatten mit elektrischen Kondensatoren bestückt, deren Anschlußelemente
durch die Durchbohrungen hindurchgesteckt und mit den Leiterzügen verlötet sind.
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Speziell für den Niederfrequenzausgleich bei Fernmeldekabeln konzipierte
elektrische Kondensatoren sind beispielsweise aus der französischen Patentschrift
1 565 249, aus den deutschen Patentschriften 965 054 und 1 014 186, aus dem deutschen
Gebrauchsmuster 7 301 330 oder aus dem Katalog der Anmelderin "Keramik Kondensatoren
zum Ausgleich von kapazitiven Kopplungen bei Fernmeldekabeln", Ausgabe 1975 bekannt.
Dabei sind die Anschlußelemente derartiger Einfach-oder Vierfachkondensatoren vorzugsweise
so lang ausgebildet, daß sie zwei nebeneinanderliegende Viererfelder überragen und
dort kontaktiert werden können: Dies ist erforderlich, um den Nebenviererausgleich
bewerkstelligen zu können.
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Jede Leiterplatte besitzt außer den Durchbohrungen zur Aufnahme der
Anschlußelemente der dem Ausgleich dienenden Kondensatoren auch eine Reihe Durchbohrungen,
die zur mechanisch festen und galvanisch sicheren Verbindung der Leiterplatte mit
den Kontaktstiften der Steckerleiste dienen.
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Vorzugsweise werden die Steckerleisten des ankommenden Kabels mit
den mit Kondensatoren bestückten Leiterplatten verbunden und die Steckerleisten
des abgehenden Kabels -mit Schutzleisten abgedeckt. Diese letztgenannten Steckerleisten
sind damit im Störungsfalle einfach zugänglich.
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Bei einer erfindungsgemäßen Kabelverbindungsanordnung werden die kapazitiven
Kopplungen bei Fernmeldekabeln erfindungsgemäß durch die Verfahrensschritte a) Vorbereiten
der Kabelenden des ankommenden und des abgehenden Kabels/für den Spleiß, b) Anlöten
je eines an einer Steckerleiste befestigten Schaltdrahtes an jede Ader der Kabelenden,
c) Anschließen einer vom Meßplatz bis zu einer Buchsenleiste reichenden Meßleitung
an die Steckerleiste, d) Vollmessung des angeschlossenen Kabels, e) Erstellung einer
Kreuzungsliste und einer Meßliste für den Einbau der dem elektrischen Ausgleich
dienenden Schaltelemente, insbesondere Kondensatoren,
f) Spleißen
der Kabelenden anhand der Kreuzungsliste, g) Lokalisierung der Steckerleisten radial
um den Spleiß, h) Einlöten der dem Ausgleich dienenden Schaltelemente, insbesondere
Kondensatoren in die Leiterplatten anhand der Meßliste, i) Verlöten der fertigbestückten
Leiterplatten mit den entsprechenden Steckerleisten des ankommenden Kabels und k)
Aufstecken von Schutzleisten auf die Steckerleisten des abgehenden Kabels.
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Die Buchsenleisten werden nach dem Verfahrensschritt d), oder nach
dem Verfahrensschritt e) wieder von den Steckerleisten getrennt, so daß die Steckerleisten
für die Verbindung mit den mit Kondensatoren bestückten Leiterplatten zur Verfügung
stehen. Zur Kontrolle der bestückten Leiterplatte, kann diese vor Ort mit der Steckerleiste
oder mit den entsprechenden Meßleitungen am Meßplatz nach dem Spleißen der Kabelenden
kontaktiert werden. Es ist sowohl am ankommenden als auch am abgehenden Kabel eine
Vollmessung zur Erstellung der Kreuzungs- und der Meßliste möglich.
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Im Störungsfall bzw. im Fall einer weiteren erforderlich werdenden
Messung wird die Schutzleiste von der Steckerleiste des abgehenden Kabels entfernt,
wodurch das Kabel
auch nach dem Einlöten der Leiterplatten für
Meßarbeiten zugänglich bleibt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß miniaturisierte Vierfachkondensatoren eingesetzt werden können, wodurch die
erforderliche Anzahl Kondensatoren um 50 Prozent vermindert wird, daß sowohl ein
Streckenausgleich as auch ein Werkausgleich mit Einfach-und Mehrfachkondensatoren,
insbesondere Vierfachkondensatoren, möglich ist und Meßgeräte jeder Art, d.h. von
den klassischen Meßgeräten bis hin zu halbautomatischen und vollautomatischen bzw.
computer gesteuerte Meßgeräte-universell einsetzbar sind.
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Weite-re Vorteile bestehen darin, daß an das den Ausgleich durchführende
Personal keine besonderen Ausbildungsanforderungen gestellt werden brauchen, daß
auch Miniaturkondensatoren mit kurzen AnschlußeLementen ohne Raster verwendet werden
können, um die Leiterplatten übersichtlich zu gestalten, bei großen und damit kriechstromfesten
Abständen zwischen den Leiterzügen der Leiterplatten, wobei die Leiterplatten selbst
klein in ihren Abmessungen sind.
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Die dem Ausgleich dienenden Messungen und das Bestücken der Leiterplatten
kann frei von Witterungseinflüssen beispielsweise in einem Meßwagen bewerkstelligt
werden.
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Ein erheblicher Vorteil besteht darin, daß keine Steckverbindungen
vorhanden sind, wodurch eine dreißig- und mehrjährige
Kontaktsicherheit
gewährleistet ist. Die Anordnung ist auch sehr unterhaltungsfreundlich, weil im
Falle einer Störung oder einer Kabelumlegung alle Kabeladern ohne Öffnung des Spleißes
zugänglich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß handelsübliche Stecker-
und Buchsenleisten verwendet werden können, die bei entsprechender Gestaltung die
hohen Anforderungen bezüglich Spannungsfestigkeit und Langzeitzuverlässigkeit gewährleisten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte
des Ausgleiches der kapazitiven Kopplungen bei Fernmeldekabeln, sowie die Kabelverbindungsanordnung
mit ihren Einzelteilen, bestehend aus Fig. la den zu verbindenden Kabelenden, Fig.
Ib den Steckerleisten, Fig. lc den Buchsenleisten, Fig. Id den Spleiß zweier Kabeladern
und Fig. le eine einseitig metallkaschierte Leiterplatte, die anhand der Meßliste
mit Ausgleichskondensatoren bestückt wird,
Fig. 2 einen Kabelspleiß
gemäß Detail "A" aus Fig. 1d, und Fig. 3-eine Seitenansicht der mit einer Steckerleiste
mechanisch fest und galvanisch sicher verbundenen Leiterplatte.
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Fig. la der Fig. 1 zeigt die Enden eines ankommenden Kabels 3 und
eines abgehenden Kabels 4, welche aus einer Vielzahl mit einer elektrischen Isolation
31 umhüllter Kabel adern 32 bestehen, die für den Spleiß vorbereitet sind An jeder
Kabelader 32 wird an einer Lötstelle 51, 61 ein Schaltdraht 5, 6 angelötet, der
zu einer Steckerleiste 1 führt, wie sie in Fig. Ib schematisch dargestellt ist.
Die Steckerleisten 1 bestehen aus einem Isolierkörper, durch welchen Kontaktstifte
11 hindurchreichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Steckerleisten
einbaufähig angeliefert, so daß außer dem Lötvorgang an den Lötstellen 51 des ankomrnenden
Kabels 3 und an den Lötstellen 61 des abgehenden Kabels 4 - keine zusätzlichen Arbeiten
mit diesem Einbau verbunden sind.
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Fig lc stellt die Buchsenleisten 2 mit den mit Anschlußstiften versehenen
Kontaktbuchsen 21- schematisch dar, an denen vom Meßplatz kommend, vorgefertigte
Meßleitungen 7, 8 angeschlossen sind. Mit Hilfe dieser steckbaren Verbindung können
alle Kabeladern 32 des ankommenden Kabels 3 und alle Adern des abgehenden Kabels
4 mit dem Meßplatz verbunden werden. Nach der Herstellung der Steckverbindungen
ist im
Muffenschacht selbst kein Personal mehr erforderlich.
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Vom Meßplatz aus wird eine Vollmessung des ankommenden Kabels 3 und
des-abgehenden Kabels 4 vorgenommen. Als Ergebnis dieser Messung wird eine Kreuzungsliste
und eine Meßliste über den Einbau der für den Kopplungsausgleich erforderlichen
Kondensatoren erstellt. Nach Abschluß der Meßarbeiten werden die Kabelenden anhand
der Kreuzungsliste gespleißt - Fig. 1d - , ohne daß auf den Einbau der für den Ausgleich
erforderlichen'Kondensatoren Rücksicht genommen werden muß.
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Die Kabel adern 32 werden an ihren Enden von der Isolation 31 befreit
und gemäß Kreuzungsliste miteinander verbunden. Über die Verbindungsstelle wird
eine Isolierhülse 34 geschoben, aus der die an den Stellen 51 und 51 angelöteten
Schaltdrähte 5 und~6 herausragen, die mit Steckerleisten verbunden sind. Die Steckerleisten
befinden sich an der Außenseite des Spleißes und werden nach Beendigung der Spleißarbeiten
radial um den Spleiß angeordnet. Die Spleißstellen sind - wie das üblich ist - gegeneinander
versetzt, so daß die Steckerleisten in drei, vier oder fünf Abschnitten um den Spleiß
angeordnet sind. Fig. le zeigt eine Leiterplatte 9, die auf einer Grundfläche eine
Anzahl nebeneinander parallel verlaufender Leiterzüge 91 besitzt, in welche Durchbohrungen
92 hintereinanderliegend eingelassen sind. Je vier-nebeneinanderliegende Leiterzüge
91 sind als
Viererfeld einem Viererseil zugeordnet, wobei sechs
Viererfelder auf einer Leitèrplatte 9 nebeneinander angeordnet sind. Das sechste
Viererfeld dient dazu, an die nächste Leiterplatte 9 und damit an die nächste Steckerleiste
1 anzukoppeln.
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Außer diesen Durchbohrungen 92 besitzt die Leiterplatte 9 eine weitere
Reihe Durchbohrungen 93, die den Kontaktstiften 11 der Steckerleisten 1 (Fig. 1b)
in ihren Abmessungen entsprechen. In diese Leiterplatten 9 werden anhand der Meßliste
die dem Ausgleich dienenden elektrischen Schaltelemente, insbesondere Kondensatoren
eingelötet. Diese Lötarbeit kann im Montage- oder Meßwagen erfolgen. Vorteil haft
ist dabei, daß die Leiterplatten 9 einfach und übersichtlich aufgebaut sind und
die Bestückung mit Kondensatoren keinerlei Hilfsmittel erfordert. Die fertigbestückten
Leiterplatten 9 werden nach Fertigstellung des Kabelspleißes in die Steckerleisten
1 des ankommenden Kabels 3 eingesetzt und verlötet. Diese Lötverbindung zwischen
Steckerleiste und Leiterplatte gewährleistet eine sichere Verbindung auch über mehrere
Jåhrzehnte. Von Vorteil ist weiter, daß das Kabel selbst auch nach dem Einlöten
der Leiterplatten 9 für Meßarbeiten zugänglich bleibt, das jedes Viererseil über
die Steckerleiste 1 des abgehenden Kabels 4 erforderlichenfalls an Meßgeräte angeschaltet
werden kann. Die
Leiterplatten 9 werden radial um den Spleiß angeordnet
und f-estgebunden; sie sind somit im Störungsfall ohne weiteres zugänglich.
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Fig. 2 zeigt die Verbindung 33 zweier mit elektrischer Isolation 31
versehener Kabeladern 32, an welche je ein Schaltdraht 5 und 6 an den Lötstellen
51, 61 angelötet ist. Eine Isolierhülse 34 überdeckt die Verbindungsstelle von Adernisolation
zu Adernisolation 31, svo daß nur die isolierten Schaltdrähte herausragen.
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Fig. 3 zeigt die mit einer Steckerleiste 1 verbundene, mit Kondensatoren
10 bestückte Leiterplatte 9, wobei die Kondensatoren 10 mit ihren Anschlußdrähten
101 in Bohrungen 92 und die Kontaktstifte 11 der Steckerleiste 1 in Bohrungen-93
in der Leiterplatte 9 stecken. An vorgefertigten Lötstelle 12 sind die Schaltdrähte
5 angeschlossen.
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P A T E N T A N S-P R Ü C H E
L e e r s e i t e