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Koaxialkabel
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Die Erfindung beziehMsich allgemein auf Koaxialkabel, insbesondere
auf eine elektrische Isolation zur Verwendung bei einem Koaxialkabel mit einer niedrigen
Impedanz und einer kurzen Ubertragungslaufzeit des Koaxialkabels zur Geringhaltung
der Möglichkeit einer Kurzschlußstörung zwischen einem inneren Leiter und einem
äußeren Leiter des Koaxialkabels und zur Erleichterung der Kabelendenbehandlung
zum elektrischen Verbinden mit einem Anschluß einer elektronischen Einheit.
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Der Stand der Technik wird durch die Fig. 1 und 2 veranschaulicht,
wobei Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines bekannten Koaxialkabels
und Fig. 2 eine Skizze darstellen, die die Beziehung zwischen dem in Fig. 1 dargestellten
Koaxialkabel und einem Isolationsüberzugsabstreifgerät während des Abstreifens der
Isolation von einem Ende des Koaxialkabels zeigt.
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Es ergab sich in den letzten Jahren ein wachsender Bedarf an höheren
Montagedichten zum Erreichen der gewünschten
Miniaturisierung verschiedener
elektronischer Apparate einschließlich Rechenmaschinen. Um diesem Bedarf zu entsprechen,
wurde es auch erforderlich, daß die in solchen elektronischen Apparaten verwendeten
Koaxialkabel eine niedrige Impedanz und eine geringe tibertragungslaufzeit aufweisen.
Ein bisher zur Befriedigung der obigen Anforderungen angegebenes Koaxialkabel hat
beispielsweise einen in Fig. 1 dargestellten Aufbau. Gemäß Fig. 1 ist ein innerer
Leiter 1 des Koaxialkabels mit einer elektrischen Isolation 3 überzogen, und der
isolierte innere Leiter 1 ist zusammen mit einem Abflußdraht 6 innerhalb eines äußeren
Leiters 4 angeordnet, der mit einem Mantel 5 umhüllt ist.
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Bei einem solchen Koaxialkabel ist es erforderlich, ein Material
mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante als elektrische Isolation 3 zu verwenden,
um das obige Erfordernis einer kurzen Ubertragungslaufzeit zu erfüllen. Es war daher
eine übliche Praxis, ein Material wie Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen oder Polyfluoräthylenpropylen
in einer aufgeschäumten oder porösen Form zum Überziehen des inneren Leiters 1 zu
verwenden. Jedoch führte aufgrund der Tatsache, daß ein solches Material weich ist
und eine niedrige mechanische Festigkeit hat, eine Verdünnung der Überzugsschicht
aus der elektrishen Isolation 3 zwecks Erfüllung des Erfordernisses der niedrigen
Impedanz häufig zu einer Kurzschlußstörung zwischen dem inneren Leiter 1 und dem
Abf lußdraht 6 und damit zwischen dem inneren Leiter 1 und dem äußeren Leiter 4,
da der Abf lußdraht 6 zum Durchbrechen der Weichen und mechanisch schwachen elektrischen
Isolation 3 neigt, wenn eine äußere Kraft auf das Koaxialkabel beispielsweise beim
Biegen desselben einwirkt.
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Die den inneren Leiter 1 bedeckende elektrische Isolation 3 hat eine
Dicke von z. B. etwa 0,23 mm, wenn das Koaxialkabel eine Impedanz von 50 zu aufweist,
und der innere Leiter 1 hat einen Durchmesser von etwa 0,254 mm. In diesem Fall
beträgt die Übertragungslaufzeit etwa 3,87 m/m. Bei diesem Koaxialkabel hat der
Abf lußdraht 6 einen Durchmesser von etwa 0,254 mm, und der Mantel 5 besteht aus
Polyester und hat eine Dicke von etwa 0,14 mm.
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Wenn ein Ende des Koaxialkabels elektrisch mit einem Anschluß einer
elektronischen Einheit verbunden wird, ist es erforderlich, den Teil der elektrischen
Isolation 3 vom Ende des Koaxialkabels zu entfernen, um den entsprechenden Teil
des inneren Leiters 1 freizulegen. Jedoch war es nicht immer leicht, den Teil der
elektrischen Isolation 3 im Fall des bekannten Koaxialkabels zu entfernen. Der Grund
hierfür soll anhand der Fig. 2 beschrieben werden. Nach Abstreifen des Mantels 5,
des äußeren Leiters 4 und des Abflußdrahtes 6 mit einem geeigneten Werkzeug, wie
z. B. einem Thermo-Kabelmesser, werden Abstreif schneiden 7 eines Isolationsüberzugsabstreifers
zueinander gedrückt, um in die elektrische Isolation 3 einzudringen, und dann in
der Axialrichtung des Koaxialkabels relativ zum Koaxialkabel bewegt, wodurch der
entsprechende Teil der elektrischen Isolation 3 entfernt wird. Jedoch dringen, da
die elektrische Isolation 3, wie vorstehend erwähnt, weich ist, die Abstreifschneiden
7 des Isolationsüberzugsabstreifers nicht voll in die elektrische Isolation 3 ein
und komprimieren nur die elektrische Isolation 3, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Da
in diesem Fall die Abstreifschneiden 7 des tsolationsüberzugsabstrei nicht ausreichend
in die elektrische Isolation 3 eindringen, schabt die Bewegung der
Abstreifschneiden
7 in der Axialrichtung des Koaxialkabels nur einen Oberflächenbereich der elektrischen
Isolation 3 ab, ohne den gewünschten Teil der elektrischen Isolation 3 vollständig
zu entfernen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung
der genannten Nachteile des bekannten Koaxialkabels ein verbessertes Koaxialkabel
mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante und einer niedrigen Impedanz zu entwickeln,
mit dem eine unerwünschte Kurzschlußstörung zwischen dem inneren Leiter und dem
äußeren Leiter vermieden wird und bei dem die Kabelendenbehandlung für eine elektrische
Verbindung mit einer elektronischen Einheit erleichtert ist.
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Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein
Koaxialkabel mit einem inneren Leiter, einer den inneren Leiter bedeckenden elektrischen
Isolation, einem die elektrische Isolation umgebenden äußeren Leiter und einem den
äußeren Leiter bedeckenden Mantel, mit dem Kennzeichen, daß die elektrische Isolation
aus einer inneren, den inneren Leiter direkt bedeckenden elektrischen Isolierschicht
und einer auf der inneren Isolierschicht angebrachten äußeren elektrischen Isolierschicht
aus einem Werkstoff mit höherer mechanischer Festigkeit als der des Werkstoffs der
inneren Isolierschicht besteht.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein Abflußdraht parallel
zum mit den elektrischen Isolierschichten bedeckten inneren Leiter angeordnet ist,
wobei der äußere Leiter die elektrischen Isolierschichten und den Abf lußdraht umgibt.
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Vorzugsweise weist der Werkstoff der äußeren elektrischen Isolierschicht
eine höhere Härte als die des Werkstoffs der inneren elektrischen Isolierschicht
auf.
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Vorteilhaft ist der Werkstoff der inneren elektrischen Isolierschicht
einer aus der Gruppe Polytetrafluoräthylen, Polyfluoräthylenpropylen und Polyäthylen
in geschäumter oder poröser Form, und der Werkstoff der äußeren elektrischen Isolierschicht
ist vorteilhaft einer aus der Gruppe Polytetrafluoräthylen, Polyfluoräthylenpropylen,
Polyamidimid und Polyesterfilm.
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Die Erfindung gibt also ein Koaxialkabel an, das einen inneren Leiter,
eine den inneren Leiter bedeckende elektrische Isolation, einen äußeren, die elektrische
Isolation umgebenden Leiter und einen den äußeren Leiter bedeckenden Mantel aufweist,
wobei die elektrische Isolation im Koaxialkabel von einem Doppelschichtaufbau ist
und das Material der äußeren elektrischen Isolierschicht eine höhere mechanische
Festigkeit als die des Materials der inneren elektrischen Isolierschicht aufweist.
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Die Erfindung wird anhand des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert; dabei zeigen: Fig. 3 eite schematische Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels des Koaxialkabels gemäß der Erfindung; und Fig. 4 eine Fig.
2 ähnliche Skizze zur Darstellung der Beziehung zwischen dem in Fig.3 dargestellten
Koaxialkabel gemäß der Erfindung und einem Isolierüberzugabstreifer während des
Abstreifens der Isolation von einem Ende des Koaxialkabels.
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Gemäß Fig. 3, in der gleiche Bezugsziffern gleiche Teile wie in Fig.
1 bezeichnen, ist ein innerer Leiter 1 des Koaxialkabels mit einer elektrischen
Isolation überzogen, die aus einer inneren elektrischen Isolierschicht 31 und einer
äußeren elektrischen Isolierschicht 32 zusammengesetzt ist, und der isolierte innere
Leiter 1 ist zusammen mit einem Abflußdraht 6 innerhalb eines äußeren Leiters 4
angeordnet, der mit einem Mantel 5 umhüllt ist. Erfindungswesentlich ist, daß die
elektrische Isolation des Doppelschichtaufbaus verwendet wird, um den inneren Leiter
1 zu überziehen, und daß das Material der äußeren elektrischen Isolierschicht 32
mit höherer mechanischer Festigkeit und höherer Steifheit als den entsprechenden
Eigenschaften des Materials der inneren elektrischen Isolierschicht 31 gewählt wird,
so daß die äußere -Schicht 32 als eine äußere mechanische Schutzschicht für die
innere Schicht 31 wirkt.
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Wirkungsvoll kann das Material der äußeren elektrischen Isolierschicht
32 beispielsweise Polytetrafluoräthylen, Polyfluoräthylenpropylen, Polyamidimid
oder Polyesterfilm sein, wenn das Material der inneren elektrischen Isolierschicht
31 beispielsweise Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen oder Polyfluoräthylenpropylen
in einer aufgeschäumten oder porösen Form ist.
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Das erfindungsgemäße Koaxialkabel weist gegenüber dem bekannten,
in Fig. 1 dargestellten Koaxialkabel den Vorteil auf, daß, auch wenn der innere
Leiter 1 in die innere elektrische Isolierschicht 31 aufgrund einer auf das Koaxialkabel
einwirkenden Biegekraft eindringen könnte, die zwischen dem äußeren Leiter 4 und
der inneren elektrischen Isolierschicht 31
eingefügte äußere elektrische
Isolierschicht 32 verhindert, daß der innere Leiter t einen Kurzschlußkontakt mit
dem äußeren Leiter 4 oder dem Abf lußdraht 6 macht. Das Koaxialkabel gemäß der Erfindung
weist außerdem den Vorteil auf, daß sein Ende sehr leicht für einen elektrischen
Anschluß vorbereitet werden kann, nachdem die Teile des Mantels 5, des äußeren Leiters
4 und des Abflußdrahts 6 von diesem Kabelende entfernt sind.
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Fig. 4 zeigt, wie sich die äußeren und inneren elektrischen Isolierschichten
32 und 31 des erfindungsgemäßen Koaxialkabels leicht vom Kabelende durch Abstreifschneiden
7 eines Isolierüberzugabstreifers entfernen lassen. In der ersten Stufe des Abstreifvorgangs
werden die Abstreifschneiden 7 zueinander gedrückt, um die äußere elektrische Isolierschicht
32 zu erfassen und in diese einzudringen, die die mechanische Schutzschicht für
die innere elektrische Isolierschicht 31 ist. Die Abstreifschneiden 7 können leicht
in diese Schicht 32 aufgrund der Härte des die Schicht 32 bildenden Materials eindringen,
und die so in die äußere elektrische Isolierschicht 32 eingedrungenen Abstreifschneiden
7 werden dann in der Axialrichtung des Koaxialkabels relativ zum Koaxialkabel zwecks
Abstreifensder äußeren und inneren elektrischen Isolierschichten 32 und 31 vorgerückt.
Dabei können die Abstreifschneiden 7 eine große Kraft auf die äußere Isolierschicht
32 wegen ihres ausreichenden Eindringeingriffs in die äußere Isolierschicht 32 ausüben.
Außerdem ist aufgrund der Tatsache, daß die mechanisch feste äußere elektrische
Isolierschicht 32 an der von den Abstreifschneiden 7 erfaßten Stelle fast völlig
durchgeschnitten ist, die Schicht, die während der Abstreifbewegung der Schneiden
7 abgezogen wird, die weiche und mechanisch schwache innere Isolierschicht 31, so
daß diese Schicht 31 einfach vollständig abgestreift werden kann,
um
den entsprechenden Teil des inneren Leiters 1 freizulegen.
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Die innere Isolierschicht 31 wird durch die zwischen der inneren Isolierschicht
31 und der äußeren Isolierschicht 32 während der Abstreifbewegung der Schneiden
7 in der Axialrichtung des Koaxialkabels zum Abstreifen der äußeren Isolierschicht
32 einwirkende Reibungskraft leicht abgeschält.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Dicken der inneren und der
äußeren Isolierschichten 31 und 32 des Koaxialkabels etwa 0,17 mm bzw. etwa 0,06
mm. Die äußere Isolierschicht 32 kann auf der inneren Isolierschicht 31 durch Extrusion
des erwähnten Materials, wie z. B. Polytetrafluoräthylen, Polyfluoräthylenpropylen
oder Polyamidimid, gebildet oder aufgeschichtet werden, oder sie kann durch Aufwickeln
eines Polyesterfilms auf die innere Isolierschicht 31 mit einem geeigneten Bindemittel
dazwischen gebildet oder aufgebracht werden.
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Es wurde ein Versuch durchgeführt, um die Ubertragungslaufzeit des
in Fig. 3 dargestellten Koaxialkabels gemäß der Erfindung und die des in Fig. 1
gezeigten Koaxialkabels zu messen. Nach den Versuchsergebnissen war die erstere
4,0 ns/m, und die letztere war 3,87 ns/m. Obwohl die Versuchsergebnisse zeigen,
daß das in Fig. 3 dargestellte Koaxialkabel gemäß der Erfindung dem in Fig. 1 dargestellten
Koaxialkabel vom Gesichtspunkt der Übertragungslaufzeit etwas unterlegen ist, ist
ein solcher sehr geringer Unterschied kein Hinderungsgrund für seine praktische
Verwendung. Es ist hinzuzufügen, daß beide, d. h. die in Fig. 1 und 3 gezeigten
Koaxialkabel den gleichen Impedanzwert von 50 JL. haben.
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Obwohl sich die obige Beschreibung auf ein Koaxialkabel mit einem
Abf lußdraht darin bezog, ist es offensichtlich, daß die Beschreibung analog auch
für ein Koaxialkabel ohne Abflußdraht darin gilt.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das erfindungsgemäße
Koaxialkabel frei von einer unerwünschten Kurzschlußstörung zwischen seinem äußeren
und seinem inneren Leiter ist und daß das Kabelende befriedigend leicht für eine
elektrische Verbindung mit einem Anschluß einer elektronischen Einheit vorbereitet
werden kann, wobei diese Tatsachen zusätzlich dazu gelten, daß es eine niedrige
Dielektrizitätskonstante und daher eine kurze Ubertragungslaufzeit aufweist. So
ist das Koaxialkabel gemäß der Erfindung für die Verwirklichung der erwünschten
hohen Montagedichte und hohen Betriebscharakteristik elektronischer Apparate gut
geeignet.
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