DE3043778C2

DE3043778C2 - HF-Koaxialkabel

Info

Publication number: DE3043778C2
Application number: DE3043778A
Authority: DE
Inventors: Kunihiro Nakagaki; Katsumi Osaka Ohmoto; Yasunori Saito; Kunihiko Yokohama Kanagawa Yoneyama
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1979-11-29
Filing date: 1980-11-20
Publication date: 1983-09-15
Also published as: AU524540B2; AU6479680A; DE3043778A1; BE886396A; CA1146643A; US4346253A

Description

a) der Abstandhalter (2) fonlaufend schraubenlinienförmig ausgebildet ist, daß

b) die Schraubenrichtung des Abstandhalters entgegengesetzt gerichtet ist zur Schraubenrichtung des Innenleiters (1) und Außenleiters (4), daß

c) der Innenumfang des Abstandhalters mit genau an die schraubenlinienförmige Nut des Innenleiters ingepaßten Vorsprüngen (5) versehen ist, die an den Kreuzungspunkten des Abstandhalters und dieser Nut in letztere eingreifen, und daß

d) der Abstandhalter an seiner Außenseite fest mit einem ihm vollständig umgebenden isolierenden Rohr (3) verbunden ist

2. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmige Wellung des Außenleiters (4) eine Ganghöhe P₂ und die schraubenlinienförmige Wellung des Innenleiters (1) eine Ganghöhe Pi aufweist, wobei der Quotient P1/P2 im Bereich vou 0,9 bis .2 Hegt

3. Koaxialkabel .lach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die St raubenlinie des Abstandhalters (2) eine Ganghöhe P₃ hat, welche gegeben ist durch:

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wobei Λ/eine ganze Zahl ist.

4. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (2) aus Polyäthylen hoher Dichte besteht.

5. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (2) aus Polyäthylen hoher Dichte und das isolierende Rohr (3) aus Polyäthylen niedriger Dichte besteht.

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Die Erfindung betrifft ein HF-Koaxialkabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein solches HF-Koaxialkabel ist aus der DE-OS 40 697 bekannt. Dieses bekannte koaxiale Hochfrequenzkabel mit schraubenlinienförmig gewellten Innen- und Außenleitern sowie zwischen diesen beiden Leitern vorgesehenen schraubenlinienförmig gestalteten Abstandhalterstücken ist insofern nachteilig, als die Schraubenrichtungen sowohl der beiden Leiter als auch des Abstandshalters den gleichen Richtungssinn aufweist. Folglich sitzt der Abstandhalter mit seinem gesamten Innenumfang in der schraubenlinienförmigen Nut des Innenleiters, was zur Folge hat, daß das bekannte koaxiale Hochfrequenzkabel nur eine geringe Flexibilität aufweist.

Weil die schraubenlinienförmigen Nuten des Innenleiters ausgefüllt sind mit dem Innenumfang des Abstandshalters ist der an sich durch schraubenlinienförmige Kabelbestandteile erzielbare Effekt der besseren Beweglichkeit weitgehend wieder verloren gegangen. Ein weiterer Nachteil des H F-Koaxialkabels gemäß DE-OS 16 40 697 ist darin zu sehen, daß der Außenumfang des Abstandhalters direkt am Außenleiter anliegt Dadurch werden bei Biegebeanspruchungen Spannungen in der Oberfläche des Außenleiter auf die Oberfläche des Abstandhalters übertragen.

Aus dem DE-GM 18 52 840 ist ein Koaxialkabel bekannt bei welchem ein sich fortlaufend schraubenlinienförmig erstreckender Abstandhalter aus zwei oder mehreren, übereinander angeordneten Strängen aus Kunststoff, wie z. B. Polyäthylen, Polystyrol oder dergleichen, besteht Dieser Abstandhalter weist eine Schraubenrichtung auf, weiche der Schraubenrichtung des Innenleiters sowie des Außenleiters entgegengesetzt gerichtet ist. Die kennzeichenden Merkmale a) und b) sind aus dieser Druckschrift bekannt.

Aus der DE-OS 28 36 559 ist ein Koaxialkabel bekannt bei welchem ungewellte Leiter mit Hilfe eines schraubenlinienförmigen Abstandshalters beabstandet sind. Dieser Abstandhalter ist an seiner Außenseite materialeinheitlich vollständig mit einem isolierenden Rohr umgeben. Aus dieser Druckschrift ist das kennzeichende Merkmal d) bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein HF-Koaxialkabel der bekannten Gattung so auszubilden, daß bei hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften eine gute Flexibilität erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Infolge des Eingreifens der Nut in den Innenleiter ergibt sich eine hohe Festigkeit bei dem Koaxialkabel. Weil das isolierende Außenrohr, welches fest mit dem Abstandhalter verbunden ist, auf der inneren Oberfläche des Außenleiters gleiten kann erhöht sich seine Flexibilität

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch das koaxiale Hochfrequenzkabel und

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Reflexionsfaktors in Abhängigkeit von der Anzahl der Biegungen bei unterschiedlichen Verhältnissen der Ganghöhen der beiden Leiter und des Abstandhalters.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist das Koaxialkabel einen rohrförmigen inneren Leiter 1 mit einer geringen Wandstärke und einer schraubenförmigen Nut mit einer Ganghöhe P\ auf. Ein schraubenförmiger Abstandhalter 2 aus einem starren thermoplastischen Harz hoher Dichte und ein Rohr 3 aus einem weichen thermoplastischen Harz niedriger Dichte sind gleichzeitig über den inneren Leiter 1 mittels eines Extruders so extrudiert, daß das Rohr 3 an der Außenseite des Abstandhalters 2 gebildet ist. Der Abstandhalter 2 hat einen trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt und eine Ganghöhe Py. Unmittelbar nach dem Extrudieren ist die Innenfläche des Rohres 3 auf die Außenfläche des Abstandhalters 2 aufgeschmolzen, um ein Isolierelement zu bilden, das koaxial den inneren Leiter hält. Ein Metallrohr ist über dem Rohr 3 ausgebildet, das den inneren Leiter I hält und weist eine schraubenförmige Nut mit einer

Ganghöhe P₂ auf. Das heißt, daß ein äußerer Leiter 4 auf dem Rohr 3 ausgebildet ist. Die Schraubenrichtung des Abstandhalters 2 ist der Schraubenrichtung des inneren und äußeren Leiters entgegengesetzt Der äußere Leiter 4 ist mit einem Schutzmantel 6 aus einem Kunstharz überzogen.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß das rohrförmige Isolierelement in Form eines einzigen Stückes durch Extrudieren des Abstandhalters 2 und des Rohres 3 direkt über de;, inneren Leiter ausgebildet ist Die konstruktive Stab^;!ität des Kabels ist daher merklich größer. Der schraubenförmige Abstandhalter 2 ist derart ausgebildet daß er Vorsprünge 5 aufweist die genau in die schraubenförmige Nut des inneren Leiters 1 eingepaßt sind. Der innere Leiter t ist daher fest mit dem isolierenden Rohr verbunden, während der Abstandhalter gleichfalls fest mit dem äußeren Leiter 4 über das Isolierrohr 3 verbunden ist.

Vorzugsweise besteht das Isolierelement aus Polyäthylen, das ausgezeichnete Eigenschaften als Isoliermaterial für ein Hochfrequenzkabel zeigt Bei Hochfrequenzübertragung wird irr. Kabel Wärme erzeugt.

Wenn der Abstandhalter 2 jedoch mit dem inneren. Leiter 1 aus einem Polyäthylenmaterial hoher Dichte und einem Schmelzpunkt von mehr ais !30⁰C in Berührung steht hat das Kabel eine ausreichende Beständigkeit gegenüber dem erwarteten Temperaturanstieg. In diesem Fall hat weiterhin der Abstandhalter 2 eine ausreichend hohe Härte, so daß der Abstandhalter 2 sicher in Anlage am inneren Leiter 1 gehalten werden kann. Da das Isolierrohr 3 mit dem äußeren Leiter 4 in Kontakt steht, der auf einer Temperatur gehalten wird, die unter der Temperatur des inneren Leiters 1 Hegt kann ein Polyäthylenmaterial niedriger Dichte mit einem Schmelzpunkt von weniger als 115° C zur Bildung des Isolierrohres 3 verwandt werden. Ein derartiges Polyäthylenmaterial niedriger Dichte erhöht die Biegsamkeit des Kabels.

Fig.2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Ergebnisse von Versuchen, die bei verschiedenen Ausführungsbeispielen des HF-Koaxialkabels durchge-

führt wurden. Die zugehörigen Ergebnisse für die Versuchsbeispiele sind in der folgenden Tabelle angegeben:

Außendurchmesser
(mm)

Tiefe der Nut (mm) Ganghohe
(mm)

Rohrwandstärke
(mm)

Innerer Leiter	15	1,5,0	P, = 8, 9, 10, 12, °°	0,5
Äußerer Leiter	40	2,5	P₂ = 10	0,6
Isolierendes Rohr	35	-	P₃ = 38	1,0

Bei dem untersuchten Kabel hatte der Abstandhalter einen rechteckigen Querschnitt und eine Stärke von 5,0 mm. Bei dem in der obigen Tabelle dargestellten Beispiel war der innere Leiter mit einer Nuttiefe gleich Null in Form eines geraden Rohres mit einer Wandstärke von 1,0 mm ausgebildet Der Abstandhalter und das isolierende Rohr bestanden aus demselben Polyäthylenniaterial. Der Durchmesser der Biegung war 20mal so groß wie der Außendurchmesser des Kabels.

In F i g. 2 ist auf der vertikalen Achse der Reflexionsfaktor aufgetragen, während die horizontale Achse die Anzahl der Biegungen zeigt. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß bei einem Koaxialkabel, bei dem der innere Leiter in Form eines geraden Rohres ausgebildet ist, d. h. bei dem PsIP₁= oo, die Änderung in der Impedanz aufgrund der Biegung groß ist, obwohl eine hohe Wandstärke verwandt wurde, und daß bezeichnend der Reflexionsfaktor abrupt zunimmt, wenn die Anzahl der Biegungen 10 überschreitet. Bei einem Koaxialkabel mit einem Ganghöheiiverhältnis P1/P2 = 0,8 warder Reflexionsfaktor stabil, solange die Anzal der Biegungen relativ klein war, nahm der Reflexionsfaktor jedoch abrupt zu. wenn die Anzahl der Biegungen über 8 lag. Bei Koaxialkabeln mit Ganghöhenverhältnissen P1/P2 von annähernd 1.0 nahm jedoch der Reflexionsfaktor nicht abrupt zu, selbst wenn die Anzahl der Biegungen 10 überschritt. Das heißt, daß sich die Impedanz nicht stark änderte.

Dieselben Versuche warden weiterhin unter Verwendung verschiedener Kabelarten mit zueinander verschiedenen Schraubtnganghöhen Pi durchgeführt. Diese Versuche haben ergeben, daß die stabilsten Verhältnisse unter den folgenden Bedingungen erhalten werden:

wobei N eine ganze Zahl ist.

Der Reflexionsfaktor kann in dem schraffierten Bereich in F i g. 2 liegen. Es wird daher ein wünschenswertes Koaxialkabel bezüglich der Biegeeigenschaften dadurch erhalten, daß die Ganghöhe P\ des gewellten

•»5 inneren Leiters im wesentlichen gleich der Ganghöhe Pi des gewellten äußeren Leiters ist und duß die Schraubenganghöhe P₃ des Abstandhalters ein ganzzahliges Vielfaches von P₁ oder P₂ ist.

Es wird somit ein Koaxialkabel, das stabile Eigen-

"·" schäften gegenüber einer Biegung beibehält, dann erhalten, wenn das Ganghöhenverhältnis P1/P2 auf einen Wert zwischen 0.9 bis 1,2 gewählt wird. Wenn darüber hinaus der Abstandhalter und das isolierende Rohr aus Polyäthvlen hoher Dichte und Polyäthylen niedriger Dichte jeweils bestehen, ergibt sich ein Koaxialkabel, das noch eine größere Stabilität der elektrischen Eigenschaften gegenüber einer Biegung und eine hohe Biegsamkeit aufweist. Das heißt, daß das Koaxialkabel mit einer geringeren Kraft gebogen werden kann.

Beispielsweise nim .it die erforderliche Biegekraft auf 80% der Kraft ab, die notwendig ist, um ein Koaxialkabel zu biegen, bei dem das gesamte Isoliermaterial aus Polyäthylen hoher Dichte besteh'.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. HF-Koaxialkabel mit Innenleiter und Außenleiter jeweils in Form eines schraubenlinienförmig gewellten Rohres und einem schraubenlinienförmigen Abstandhalter zwischen Innen- und Außenleiter, wobei der Abstandhalter zumindest mit Teilen seines Innenumfanges in der schraubenlinienförmigen Nut des Innenleiters aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß