DE667639C

DE667639C - Self-supporting waveguide with transverse grooves arranged at greater distances than the groove width for electrical lines and cables, especially for high-frequency cables

Info

Publication number: DE667639C
Application number: DES124330D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1936-09-26
Filing date: 1936-09-27
Publication date: 1938-11-17

Description

Selbsttragender Hohlleiter mit in größeren Abständen als die Rillenbreite angeordneten Querrillen für elektrische Leitungen und Kabel, insbesondere für Hochfrequenzkabel In der Kabel- und Leitungstechnik werden häufig Hohlleiter benötigt, die in sich ein selbsttragendes Gebilde darstellen, aber dennoch biegsam sein müssen. Solche Hohlleiter können als Hochspannungsfreileitungen, als Hohlleiter für Hochspannungskabel, als Innen- und Außenleiter für konzentrische Hochfrequenzleitungen und als Schirme für verdrillte Hochfrequenzleitungen Verwendung finden. Bisher war es allgemein üblich, derartige Hohlleiter aus einer Verseillage ineinander- oder übereinandergreifender Formbänder bzw. -dräthe herzustellen; doch ergeben sich hierbei nicht nur verhältnismäßig große Herstellungskosten, da die Bänder eine gewisse Mindestdicke aufweisen müssen, sondern auch andere Nachteile. Beispielsweise . hat bei konzentrischen Hochfrequenzkabeln ein aus Formbändern verseilter Außenleiter die Entstehung magnetischer Längsfelder zur Folge.Self-supporting waveguide with spacing greater than the width of the groove arranged transverse grooves for electrical lines and cables, in particular for high-frequency cables In cable and line technology, waveguides are often required that are inherent represent a self-supporting structure, but still have to be flexible. Such Waveguides can be used as high-voltage overhead lines, as waveguides for high-voltage cables, as inner and outer conductors for concentric high-frequency lines and as shields for twisted high-frequency lines are used. So far it has been general It is common for such waveguides to interlock or overlap one another from a stranded layer To produce molding strips or wires; but this does not only result in proportion high manufacturing costs, since the strips must have a certain minimum thickness, but also other disadvantages. For example . has with concentric high-frequency cables an outer conductor made of twisted strips creates magnetic longitudinal fields result.

Bei konzentrischen Hochfrequenzkabeln ist es bekanntgeworden, den Außenleiter aus einem rohrförmig gebogenen Band herzustellen, das fortlaufend oder in kurzen Abständen mit Querrillen versehen ist. Nach diesem bekannten Vorschlag überlappen sich die Seitenränder, oder die Seitenränder werden miteinander verschweißt oder verlötet, d. h. stoffschlüssig miteinander verbunden. Im ersteren Fall erhält man aber keinen selbsttragenden Hohlleiter, abgesehen davon, daß die Überlappungsnaht den Durchmesser des Hohlleiters vergrößert. Eine gegenseitige Verschweißung oder Verlötung der Seitenränder ist kostspielig und vielfach dann kaum durchführbar, wenn sich innerhalb des Hohleiters wärmeempfindliche Isolierstoffe befinden.In concentric high-frequency cables, it has become known to the Produce outer conductor from a tube-shaped bent band that is continuous or is provided with transverse grooves at short intervals. According to this well-known suggestion the side margins overlap, or the side margins are welded together or soldered, d. H. firmly connected to each other. In the former case receives But you don't have a self-supporting waveguide, apart from the fact that the overlap seam increased the diameter of the waveguide. A mutual welding or Soldering the side edges is expensive and often hardly feasible, if there are heat-sensitive insulating materials inside the hollow conductor.

Ein sich auf hohlseilartige Hochspannungsleitungen beziehender bekannter Vorschlag läuft darauf hinaus, die innerhalb des Hohlseiles liegende Druckstütze in Form eines rohrförmig gebogenen Bandes auszubilden, dessen Seitenränder fortlaufend stegartig nach innen umgebogen sind, so daß die beiDruckbeanspruchungen aneinanderstoßenden Stege das gegenseitige Übereinanderschieben der Seitenränder des Bandes vermeiden. Das fortlaufende stegartige Umbiegen der Seitenränder in radialer Richtung hat aber eine erhebliche Verminderung der Biegsamkeit der rohrförmigen Druckstütze zur Folge.A well-known one relating to high-voltage power lines similar to hollow ropes Proposal boils down to the pressure support located within the hollow cable in the form of a tubular curved band, the side edges of which are continuous are bent inwards like a web, so that the Bars avoid the side edges of the tape from sliding over one another. However, the continuous web-like bending of the side edges in the radial direction has result in a considerable reduction in the flexibility of the tubular pressure support.

Nach einem älteren Vorschlage werden bei einem Hohlleiter für Hochfrequenzleitungen, der aus mehreren biegsamen, mit ihren Rändern übereinändergreifenden Bändern besteht, die Bänder mit gegeneinander versetzten Zungen versehen und die Zungen so abgebogen, daß sie über die benachbarten Bänder greifen. Hierbei war vorgesehen, die erforderliche Biegsamkeit des Hohlleiters in der üblichen Weise durch Verseilung der Bänder zu erzielen.According to an older proposal, a waveguide for high-frequency lines, which consists of several flexible bands that overlap with their edges, the straps are provided with staggered tongues and the tongues are bent so that that they reach over the adjacent ligaments. Here it was provided the necessary Flexibility of the waveguide in the usual way by stranding the ribbons achieve.

Die Erfindung bezieht sich auf selbsttragende Hohlleiter mit in größeren Abständen als die Rillenbreite angeordneten Querrillen für elektrische Leitungen und Kabel, insbesondere für Hochfrequenzkabel, die aus einem einzigew , , rohrförmig gebogenen Band oder aus zwei halb,-schalenförmig gebogenen Bändern und hierüber angeordneten Halteorganen bestehen. Diese Halteorgane können in .der bekannten Weise z. B. in Form von Ringen oder in Form von in offenen oder geschlossenen Windungen gewickelten bzw. verseilten Bändern, Fäden oder Drähten ausgebildet sein, wobei die Seitenränder des Bandes bzw. der Bänder gegen das Übereinanderschieben lediglich durch deren Formgebung ohne gegenseitige stoffschlüssige Verbindung gesichert sind. Erfindungsgemäß werden die stumpf aufeinanderstoßenden Seitenränder des Bandes bzw. der Bänder mit gegeneinander versetzten Einkerbungen, Wellungen oder 0Qnerrillen versehen.The invention relates to self-supporting waveguides with larger ones Intervals than that Groove width arranged transverse grooves for electrical Lines and cables, in particular for high-frequency cables, which consist of a single weight ,, tubular curved band or two half, -shell-shaped curved bands and there are holding organs arranged over it. These holding organs can known way z. B. in the form of rings or in the form of open or closed Turns of wound or stranded tapes, threads or wires, wherein the side edges of the tape or tapes against sliding one on top of the other only secured by their shape without a mutual material connection are. According to the invention, the butt butted side edges of the tape or the bands with staggered notches, corrugations or grooves Mistake.

Ein in dieser Weise ausgebildeter Hohlleiter vereinigt zugleich zahlreiche Vorteile in sich. Der Hohlleiter weist eine große Biegsamkeit und, selbst bei Verwendung verhältnismäßig dünner Bänder eine große Druckfestigkeit auf. Ferner ist der Hohlleiter einfach und billig in der Herstellung. Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, daß das Band bzw. die Bänder in Längsrichtung verlaufen und demnach auch die in den Hohlleiter fließenden Ströme. Bei Verwendung des Hohlleiters als Innen- oder Außenleiter für konzentrische Hochfrequenzkabel kann demnach kein störendes magnetisches Längsfeld entstehen.A waveguide designed in this way unites numerous at the same time Advantages in itself. The waveguide has great flexibility and flexibility, even when in use relatively thin tapes have a high compressive strength. Furthermore, the waveguide is easy and cheap to manufacture. Another advantage can be seen in that the band or bands run in the longitudinal direction and therefore also the in currents flowing in the waveguide. When using the waveguide as an inner or Outer conductors for concentric high-frequency cables can therefore not have a disruptive magnetic effect Longitudinal field arise.

Die Erfindung kann in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt werden. Beispielsweise können die Seitenränder zwischen den zur Erhöhung der Biegsamkeit dienenden Querrillen mit zusätzlichen Einkerbungen versehen sein, die in Längsrichtung gegeneinander versetzt sind. Ferner können die jeweils aneinanderstoßenden Seitenränder zwischen den Querrillen fortlaufend eine Wellung mit verschiedener Wellenform oder verschiedener Wellenlänge erhalten. Es wird hierbei meistens genügen, von den aneinanderstoßenden Seitenrändern jeweils nur den einen Seitenrand mit Einkerbungen oder fortlaufenden Wellungen zu versehen. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, das Übereinanderschieben der Seitenränder durch die Querrillen selbst zu vermeiden. Dies kann bei Verwendung eines einzelnen rohrförmig gebogenen Bandes z. B. dadurch geschehen, daß die einzelnen Querrillen derart schräg verlaufen, daß die Enden jeder Querrille nach Biegung des Bandes in Rohrform gegeneinander versetzt sind. Für den Fall der Herstellung des Hohlleiters aus zwei halbschalenförmig gebogenen Bändern können die beiden Bänder so gegeneinander verschoben werden, daß sich eine gegenseitige Versetzung der Querrillen der beiden Bänder in Längsrichtung ergibt.The invention can be carried out in various embodiments. For example, the side edges between the to increase flexibility serving transverse grooves be provided with additional notches in the longitudinal direction are offset from one another. Furthermore, the abutting side edges between the transverse grooves a corrugation with a different wave shape or continuously of different wavelengths. Most of the time it will suffice from the contiguous ones Margins only one side margin with notches or continuous To provide corrugations. A particularly useful embodiment of the invention consists of pushing the side margins on top of one another through the transverse grooves themselves to avoid. This can be done with the use of a single band which is bent in the shape of a tube z. B. happen in that the individual transverse grooves run obliquely that the ends of each transverse groove are offset from one another after the band has been bent into a tubular shape are. In the event that the waveguide is made from two curved half-shell shapes Bands, the two bands can be shifted against each other so that one mutual displacement of the transverse grooves of the two bands in the longitudinal direction results.

., In. den Fig. = bis 5 sind mehrere Ausführungs-P'1spiele be der Erfindung dargestellt.., In. The Fig. = to 5 are several execution P'1 games be the Invention shown.

Nach der Fig. i besteht der Hohlleiter aus ,,den beiden halbschalenfönnig gebogenen Bändern =o und =i, die zur Erhöhung der Biegsamkeit in Abständen mit den Querrillen 12 versehen sind. Um zu erreichen, daß selbst bei Verwendung verhältnismäßig dünner Bänder die beiden Halbschalen bei einer geringen diametralen Verschiebung nicht ineinanderfallen können, sind erfindungsgemäß zwischen den Querrillen 12 zusätzliche, nach innen gerichtete Einkerbungen 13 vorgesehen. Das Ganze ist mit einer geschlossenen Bandwicklung =q. aus zugfesten und gegebenenfalls gut leitenden Stoffen umgeben, durch die die beiden Bänder =o und =i fest gegeneinander gepreßt werden.According to FIG. 1, the waveguide consists of, the two half-shell hairs curved bands = o and = i, which are used to increase flexibility at intervals with the Transverse grooves 12 are provided. To achieve that even when using proportionately thin ribbons, the two half-shells with a slight diametrical shift can not fall into each other, according to the invention between the transverse grooves 12 additional, inwardly directed notches 13 are provided. The whole thing is closed with a Tape winding = q. surrounded by tensile and possibly highly conductive materials, by which the two bands = o and = i are firmly pressed against each other.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Hohlleiter aus einem einzigen rohrförmig gebogenen Band besteht. Um bei dieser Ausführung ein seitliches Übereinanderschieben der Seitenränder zu vermeiden, verlaufen die Querrillen 2o etwas schräg, so daß die beiden Enden jeder Querrille nach Biegen des Bandes in Rohrform gegeneinander versetzt sind, wie es aus der Figur hervorgeht. Der so gebildete Hohlleiter ist mit dem zugfesten Band 21, das vorzugsweise aus dem gleichen Metall wie der Hohlleiter, z. B. aus Kupfer, besteht, in offenen Schraubenwindungen umwickelt und ferner mit einer geschlossenen Bandwicklung 22 umgeben.Fig. 2 shows an embodiment in which the waveguide from consists of a single tubular curved band. In order to have a lateral To avoid sliding the side edges, the transverse grooves run 2o slightly at an angle, so that the two ends of each transverse groove after bending the tape in Tube shape are offset from one another, as can be seen from the figure. The so educated Waveguide is with the tensile band 21, which is preferably made of the same metal like the waveguide, e.g. B. made of copper, is wrapped in open screw turns and further surrounded by a closed tape winding 22.

Nach der Fig. 3 besteht der Hohlleiter aus den beiden halbschalenförmig gebogenen Bändern 3o und 31, die beide in Abständen mit den Querrillen 32 und 33 versehen sind. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die Querrillen 32 gegen die Querrillen 33 versetzt, so daß mittels der Querrillen auch im Falle einer diametralen Verschiebung der Bänder eine gegenseitige Abstützung der Seitenränder erfolgt. Die beiden Bänder 3o und 31: werden in gleicher Weise wie gemäß der Fig. 2 durch die offene Bandwicklung 34 und die geschlossene Bandwicklung 35 zusammengehalten.According to FIG. 3, the waveguide consists of the two half-shell-shaped curved bands 3o and 31, both at intervals with the transverse grooves 32 and 33 are provided. As can be seen from the figure, the transverse grooves 32 are against the transverse grooves 33 offset so that by means of the transverse grooves even in the event of a diametrical displacement the bands a mutual support of the side edges takes place. The two tapes 3o and 31: are in the same way as in FIG. 2 by the open tape winding 34 and the closed tape winding 35 held together.

In der Fig. 4. ist ein nach der Erfindung hergestelltes konzentrisches Hocbfr equenzkabel dargestellt. Der Innenleiter q.o ist zunächst mit dem Abstandhalter q.i in offenen Schraubenwindungen umwickelt und mit einer geschlossenen Isolierstoffbandwicklung 42 umgeben. Der Abstandhalter 41 hat in bekannter Weise die Form einer offenen Fadenwendel und besteht aus formfesten Isolierstoffen, beispielsweise aus dem für Hochfrequenz hochwertigen Polystyrol. Als Außenleiter dient ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Hohlleiter, wie er in der Fig. 3 dargestellt ist. In der Fig. 4 sind- die beiden halbschalenförmig gebogenen Bänder mit 43 und 44 bezeichnet, die in kurzen Abständen mit den Querrillen 45 und 46 versehen sind. Diese Querrillen 45 und 46 dienen, da sie nach innen gerichtet sind, gleichzeitig zur Bildung der Luftraumisolation, wodurch die Isolierstoffmenge für die Luftraumisolation in erheblichem 11laße verringert wird. Eine weitere Verringerung der Isolierstoffmenge ergibt sich dadurch, daß die Luftraumisolation 41 und 42 infolge der selbsttragenden Eigenschaften des Außenleiters bekanntlich verhältnismäßig schwach ausgeführt werden kann, da sie nur noch zur Zentrierung des Leiters 40 dient, nicht aber zum Tragen der Außenleiterbänder. Die beiden Außenleiterbänder 43 und 44 werden durch die geschlossene Bandwicklung 47 fest zusammengehalten, die vorzugsweise aus gut leitenden Stoffen, z. B. aus Kupfer, besteht, um etwaige Lücken elektrostatisch und gegebenenfalls elektromagnetisch abzudecken. 48 ist eine geschlossene Isolierstoffbandwicklung, z. B. eine Wicklung aus einem Lackleinenband. Das Ganze ist mit einem wasserdichten Kabelmantel 49 abgeschlossen. Da der erfindungsgemäß aufgebaute Außenleiter kein magnetisches Längsfeld erzeugt und somit keine zusätzliche Abdämpfung magnetischer Längsfelder erforderlich ist, kann der Kabelmantel 49 in bekannter Weise aus einem unhygroskopischen Isolierstoff bestehen.In Fig. 4, a concentric Hocbfr equenzkabel made according to the invention is shown. The inner conductor qo is first wrapped with the spacer qi in open screw turns and surrounded by a closed winding 42 of insulating material. The spacer 41 has, in a known manner, the shape of an open thread helix and consists of dimensionally stable insulating materials, for example of high-quality polystyrene for high frequency. A waveguide designed according to the invention, as shown in FIG. 3, serves as the outer conductor. In FIG. 4, the two half-shell-shaped curved bands are denoted by 43 and 44 , which are provided with transverse grooves 45 and 46 at short intervals. Since they are directed inwards, these transverse grooves 45 and 46 simultaneously serve to form the air space insulation, as a result of which the amount of insulating material for the air space insulation is considerably reduced. A further reduction in the amount of insulating material results from the fact that the air space insulation 41 and 42 can be made relatively weak due to the self-supporting properties of the outer conductor, as it is only used to center the conductor 40, but not to support the outer conductor strips. The two outer conductor strips 43 and 44 are firmly held together by the closed tape winding 47, which is preferably made of highly conductive materials, e.g. B. made of copper, in order to cover any gaps electrostatically and, if necessary, electromagnetically. 48 is a closed insulating tape winding, e.g. B. a winding of a vinyl linen tape. The whole thing is completed with a waterproof cable jacket 49. Since the outer conductor constructed according to the invention does not generate a magnetic longitudinal field and therefore no additional damping of magnetic longitudinal fields is required, the cable sheath 49 can consist of an unhygroscopic insulating material in a known manner.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines konzentrischen Hochfrequenzkabels mit um den Innenleiter in offenen Schraubenwindungen gewickeltem Abstandhalter. Es ist 50 der Innenleiter, um den als Abstandhalter in offenen Windungen eine aus formfesten Isolierstoffen bestehende Faden-Wendel 51 gewickelt ist. Der Außenleiter besteht aus den beiden Bändern 52 und 53, die in kurzen Abständen die Querrillen 54 und 55 aufweisen. Zur Erhöhung der Biegsamkeit sind die Querrillen, wie bereits vorgeschlagen wurde, mit mehreren auf den Umfang gleichmäßig verteilten Längsschlitzen versehen. Die Anordnung des Abstandhalters 5i in bezug auf die beiden Bänder 52 und 53 ist erfindungsgemäß so getroffen, daß der Abstandhalter zwischen den aufeinanderfolgenden Querrillen durch die Ebene der aneinanderstoßenden Seitenränder verläuft und somit fortlaufend die Innenfläche des Hohlleiters berührt. Hierbei wird die Schlaglänge des Abstandhalters gleich dem Abstand der Querrillen je Band gewählt, wie es die Figur zeigt. Bei der dargestellten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, die Querrillen etwas schräg verlaufen zu lassen, und zwar in der gleichen Richtung wie der Abstandhalter. Die Außenhülle wird wie in der Fig. 4 durch die Bandwicklungen 56 und 57 und den wasserdichten Kabelmantel 58 gebildet. Bei den in Fig. q. und 5 dargestellten Beispielen von konzentrischen Hochfrequenzkabeln kann die Luftraumisolation auch durch in kurzen Abständen angeordnete Distanzscheiben gebildet werden, indem man die Distanzscheiben in bekannter Weise durch die Querrillen 45 oder 46 bzw. 54 oder 55 festhält.5 shows a further exemplary embodiment of a concentric high-frequency cable with a spacer wound around the inner conductor in open screw turns. It is 50 the inner conductor around which a filament coil 51 consisting of dimensionally stable insulating materials is wound as a spacer in open turns. The outer conductor consists of the two strips 52 and 53, which have transverse grooves 54 and 55 at short intervals. To increase flexibility, the transverse grooves are, as has already been proposed, provided with several longitudinal slots evenly distributed over the circumference. The arrangement of the spacer 5i with respect to the two bands 52 and 53 is made according to the invention such that the spacer runs between the successive transverse grooves through the plane of the abutting side edges and thus continuously touches the inner surface of the waveguide. Here, the lay length of the spacer is chosen to be equal to the distance between the transverse grooves per band, as shown in the figure. In the embodiment shown, it can be advantageous to let the transverse grooves run somewhat obliquely, specifically in the same direction as the spacer. As in FIG. 4, the outer sheath is formed by the tape windings 56 and 57 and the waterproof cable sheath 58. In the in Fig. Q. 5 and 5 of the concentric high-frequency cables shown, the air space insulation can also be formed by spacer disks arranged at short intervals by holding the spacer disks in a known manner by the transverse grooves 45 or 46 or 54 or 55.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Hohlleiter kann unter Umständen auch als Träger für weitere leitende Organe verwendet werden. Beispielsweise können über dem Hohlleiter eine oder mehrere Verseillagen leitender, gegebenenfalls profilierterBänder angeordnetwerden, um die Zugfestigkeit zu erhöhen und ein Hohlseil für Hochspannungsleitungen zu schaffen. Ferner kann der Hohlleiter als Träger für Flecht-und Klöppellagen aus leitenden Drähten oder Bändern dienen.The waveguide designed according to the invention can also under certain circumstances can be used as a carrier for other governing organs. For example, about the waveguide one or more stranded layers of conductive, optionally profiled strips be arranged to increase the tensile strength and a hollow rope for high-voltage lines to accomplish. Furthermore, the waveguide can be used as a carrier for braided and braided layers Conductive wires or tapes are used.

In besonderen Fällen kann dem Band bzw. den Bändern ein sehr langer Drall gegeben werden, ohne damit wesentliche Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Ferner kann gegebenenfalls der Hohlleiter statt aus einem Band oder aus zwei Bändern aus drei oder vier entsprechend geformten Bändern hergestellt werden.In special cases, the tape or tapes can have a very long one Twist can be given without having to accept any significant disadvantages. Furthermore, the waveguide can optionally be made from one band or from two bands can be made from three or four appropriately shaped ribbons.

Claims

PATENT CLAIMS: _. Self-supporting waveguide with larger distances as the groove width arranged transverse grooves for electrical lines and cables, especially for high-frequency cables, consisting of a single bent tubular Ribbon or from two half-shell-shaped curved ribbons and arranged over them Holding organs, the side edges of the tape or tapes sliding against each other against the IJ only secured by their shape without a mutual material connection are, characterized in that the butt abutting side edges with staggered notches, corrugations or transverse grooves are provided.

2. Waveguide according to claim i, characterized in that the abutting Side edges between the transverse grooves continuously a corrugation with different Wave shape or different wavelength.

3. Waveguide according to claim 2, characterized in that of the abutting side edges only the one edge is provided with additional notches or corrugations.

4. Waveguide according to claim i, characterized in that one consists of a single band Waveguide, the transverse grooves are inclined in such a way that the ends of each transverse groove on the contiguous Side margins offset from one another are.

5. waveguide according to claim i, characterized in that in one of two half-cup-shaped curved ribbons existing waveguide the transverse grooves of the two Ribbons offset from one another in the longitudinal direction by half the distance between the transverse grooves are.

6. Waveguide according to claim i as an outer conductor for concentric high-frequency cables, characterized in that the conductor lying in the middle of the outer conductor with an air space insulation is surrounded, the outer diameter of which is the same or approximately is equal to the inner diameter of the transverse grooves.

7. Waveguide according to claim 5 as Outer conductor for concentric high-frequency cables with around the inner conductor in open Screw turns extending spacers, characterized in that the Spacers between the successive transverse grooves through the plane of the contiguous Margins runs. B. waveguide according to claim 7, characterized in that the lay length of the spacers is chosen to be equal to the distance between the transverse grooves per band is. G. Waveguide according to Claim 7, characterized in that the transverse grooves are in run obliquely in the same direction as the spacers. Supplementary sheet to the patent specification 667 639 Class 21c Group 5/03. The patent seeker is named as the inventor been: Dipl.-Tng.Hermann Lintzel, Berlin-Siemensstadt.