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Luftraumisoliertes elektrisches Kabel mit biegsamen rohrförmigen Leitern
Bei den in neuerer Zeit in die Praxis eingeführten luftraumisolierten Hochfrequenzkabeln
werden häufig rohrförmige Gebilde benötigt, die eine verhältnismäßig großeBiegsamkeit
haben müssen. Beispielsweise werden der Außenleiter und gegebenenfalls auch der
Innenleiter eines konzentrischen Hochfrequenzkabels als rohrförmige Leiter ausgebildet.
Das gleiche trifft vielfach für den Schirm einer berdrillten Hochfrequenzleitung
(Doppel- oder Sternviererleitung) zu. Zur Erreichung einer genügenden Biegsamkeit
solcher rohrförmigen Leiter ist es üblich, diese aus einer Verseillage gutleitender
Bänder herzustellen. Dies hat bei konzentrischen Kabeln jedoch die Entstehung magnetischer
Längsfelder zur Folge. Stellt man bei einer verdrillten Leitung den Schirm aus einer
Verseillage gutleitender Bänder her, so wird nur dann eine maximale Schirmwirkung
erzielt, wenn die Schlaglänge und Schlagrichtung -der gutleitenden Bänder mit der
Dralllänge und Drallrichtung der verdrillten Leitung übereinstimmt. Die Einhaltung
dieser Bedingung bereitet jedoch fabrikatorische Schwierigkeiten. Es ist ferner
bekanntgeworden, den Außenleiter eines konzentrischen Kabels aus einem rohrförmig
gebogenen gutleitenden Band herzustellen und den so hergestellten rohrförmigen Leiter
über die g;-samte Länge hin gleichmäßig oder in Abständen mit Querrillen zu versehen.
Es zeigt sich aber, daß sich die Biegsamkeit der rohrförmigen Leiter durch eine
flache Querrillung nur in begrenztem Maße erhöhen läßt. Ein allgemeiner Nachteil
der bisher bekannten rohrförmigen Leiter, die entweder in Form einer Verseillage
gutleitender Bänder oder in Form eines gleichmäßig oder in Abständen quer gerillten
Rohres ausgeführt werden, besteht ferner darin, daß es schwierig ist, bei solchen
Leitern einen über die gesamteLänge hin gleichmäßigen Durchmesser zu erzielen. Bei
der Herstellung von -luftraumisolierten Hochfrequenzkabeln ist ferner daran gedacht
worden, die zur Bildung der Luftraumisolation um den Leiter schraubenförmig gewickelten
Abstandhalter in Form von Isolierstoffrohren auszuführen. Da aber derartige Abstandhalter
aus formfesten Isolierstoffen hergestellt werden müssen, ist deren Biegsamkeit verhältnismäßig
gering.
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Die Erfindung bezieht sich auf luftraumisolierte elektrische Kabel
mit biegsamen rohrförmigen Leitern bzw. Isolationshüllen aus formfesten Isolierstoffen,
die in kurzen Abständen mit Querrillen versehen sind, insbesondereauf luftraumisolierteHochfrequenzkabel
mit
rohrförmigen Innenleitern, Außenleitern, Schirmen, Abstandhaltern usw. Erfindungsgemäß
werden bei derartigen Kabeln, die Querrillen der rohrförmigen Leiter bzw@J Isolationshüllen
mit lediglieh im Querrillen-', Bereich verlaufenden Längsschlitzen ve#-4 sehen.
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Bei den erfindungsgemäß ausgebildeten rohrförmigen Leitern bzw. Isolationshüllen
folgen also in bekannter Weise abwechselnd glatte Rohrteile und die erfindungsgemäß
längs geschlitzten Querrillen aufeinander. In vielen Fällen ist es vorteilhaft,
in Abständen, die groß sind im Verhältnis zur Rillenbreite, mehrere, vorzugsweise
aber nur zwei Querrillen unmittelbar aufeinanderfolgen zu lassen. In diesem Fall
können die Längsschlitze über alle Querrillen verlaufen, oder sie verlaufen lediglich
in dem durch die Querrillen gebildeten Wellental. In dem zwischen den geschlitzten
Querrillen liegenden glatten Rohrabschnitt können zusätzliche, die Biegsamkeit erhöhende
ungeschlitzte Querrillen vorgesehen sein. Jede Querrillung bringt gleichzeitig bekanntlich
eine Versteifung des Rohrquerschnittes mit sich.
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Die Herstellung der aus Metallen oder aus formfesten Isolierstoffen
bestehenden Leiter bzw. Hüllen kann in verschiedener Weise nach an sich bekannten
Verfahren erfolgen. Bei Herstellung von biegsamen rohrförmigen Isolierhüllen aus
thermoplastischen, bei normaler Raumtemperatur aber formfesten Isolierstoffen können
die Isolierhüllen im Spritzverfahren als geschlossene Rohre hergestellt werden.
Zur Erleichterung der Herstellung der Isolierhüllen wird es aber in vielen Fällen
zweckmäßig sein, sie aus einem glatten Band zu bilden, das zunächst mit den erforderlichen
Längsschlitzen versehen und darauf in Rohrform gebogen wird, worauf die Querrillung
erfolgt, beispielsweise durch uni das Rohr rotierende Druckrollen. Ferner kann die
Hülle aus mehreren Bändern zusammengesetzt werden, die eine derart gekrümmte Querschnittsform
aufweisen, daß sich nach ihrer Zusammensetzung ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt
ergibt. Besonders zweckmäßig ist es, ein Rohr in der bekannten Weise aus zwei Halbschalen
zu bilden. Die Herstellung solcher aus mehreren Bändern bestehenden Isolierhüllen
kann in der Weise erfolgen, daß die Bänder zunächst mit den Längsschlitzen und darauf
unter gleichzeitiger Biegung in Rohrform mit den Querrillen versehen werden, worauf
die Zusammenfassung zum Rohr erfolgt. Die Querrillen können beispielsweise durch
Druckstempel erzeugt werden. Um die Bänder in Rohrform zusammenzuhalten, können
in kurzen Abständen Ringe (z. B. Schrumpf- oder Falzringe) angeordnet sein. Für
den Fall, daß in kurzen Abständen zwei Querrillen- unmittelbar aufeinanderfolgen,
ist es zweck-"-,-mäßig, die Ringe über dem zwischen zwei rrillen liegenden Wellenberg
anzuordnen. Fiel aus Metall bestehenden Leitern können 'die Seitenränder der den
Leiter bildenden Bänder miteinander verlötet, verschweißt oder v erfalzt werden.
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Die rohrförmigen Isolierhüllen mit längs geschlitzten Querrillen sind
mit besonderem Vorteil für luftraumisolierte Hochfrequenzkabel mit einer oder mehreren
konzentrischen oder verdrillten Leitungen (Doppel- oder Sternviererleitungen) verwendbar.
Beispielsweise können die aus formfesten Isolierstoffen bestehenden biegsamen Hüllen
zur Bildung der Luftraumisolation als Abstandhalter um den zu isolierendenLeitergewickelt
werden. Ferner kann die Luftraumisolation einer Hochfrequenzleitung dadurch gebildet
werden, daß der Leiter in der Mitte eines biegsamen Isolierstoffrohres angeordnet
ist, bei dein die Querrillen in bekannter Weise so tief ausgeführt sind, daß diese
den Leiter berühren und in zentrischer Lage halten.
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Die aus Metall bestehenden Hüllen können mit Vorteil zur Abschirmung
einer verdrillten Doppel- oder Sternviererleitung verwendet werden, da sie unter
Zugrundelegung gleicher Schichtdicke eine größere Schirmwirkung als die aus einer
Vielzahl von Drähten und Bändern bestehenden Schirme ausüben. Ferner können bei
konzentrischen Leitungen der Innenleiter und der Außenleiter in der erfindungsgemäß
angegebenen Weise ausgebildet werden. Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung bei
solchen konzentrischen EIochfrequenzleitungen anwendbar, bei denen die Luftraumisolation
durch in bestimmten Abständen angeordnete Distanzkörper gebildet wird. Bei derartigen
Leitungen kann nämlich die Querrillung des Außenleiters dazu ausgenutzt werden,
um die auf dein Innenleiter angeordneten Distanzkörper in ihrer Lage festzuhalten.
Es ist bei konzentrischen Hochfrequenzkabeln, deren Außenleiter aus kurzen, kugelgeienkartig
ineinandergreifenden, längs geteilten Rohrgliedern besteht, bekanntgeworden, die
Distanzscheiben in dem in Form einer starren Ouerrille ausgebildeten Gelenk anzuordnen.
Die Anordnung der Distanzkörper an den Stellen der Querrillen hat den Vorteil, daß
die runde Form desAußenleiters sowie der gegenseitige 4bstand des Innenleiters vom
Außenleiter bei Biegungen des Kabels gewahrt bleiben. Zweckmäßig werden in kurzen
Abständen zwei aufeinanderfolgende geschlitzte Querrillen vorgesehen, wobei der
Distanzkörper durch den zwischen den Ouerrillen liegenden
ausgeführt,
daß diese den Leiter 3o berühren und ihn innerhalb des Isolierstoffrohres in zentrischer
Lage halten. Um bei Biegungen des Kabels schädliche Formveränderungen der Querrillen
32 zu vermeiden, können um die Querrillen Ringe 33 'bzw. Bandagen aus Fäden oder
Bändern angeordnet sein. Das lsolierstofirohr 31 besteht vorteilhaft aus einem Isolierstoff
der Gruppe der Polyvinylverbindungen, beispielsweise aus Polystyrol. Es können aber
auch andere formfeste Isolierstoffe, wie Hartgummi o. dgl., verwendet werden. Über
dem Isolierstoftrohr 31 liegt der Außenleiter 34, die zugfeste Bandwicklung
35, die Isolierstoffbandwicklung 36 und der wasserdichte Kabelmantel 37.
Bei der dargestellten Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, auch den Außenleiter
als gutleitendes Rohr mit in kurzen Abständen vorgesehenen längs geschlitzten Querrillen
auszuführen, derart, daß die Querrillen des Außenleiters in der bereits vorgeschlagenen
Weise mit den Querrillen des Isolierstoffrohres 31
zusammenfallen.
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Die Fig. 7 zeigt die Anwendung der Erfindung für eine verdrillte Hochfrequenzleitung.
Die verdrillte Hochfrequenzleitung besteht aus den beiden Leitern 38, die durch
die Distanzscheiben 39 im vorgeschriebenen Abstand gehalten werden. Zum Festhalten
der Leiter in den Einkerbungen der Distanzscheiben 39 dient die Fadenwicklung 4o.
Bei einer derartigen verdrillten Hochfrequenzleitung ist der Schirm 41 in der erfindungsgemäß
angegebenen Weise ausgebildet, und zwar befinden sich die längs geschlitzten Querrillen
jeweils zwischen den Distanzscheiben 39. Über dem Schirm sind die geschlossene Bandwicklung
42 und der wasserdichte Kabelmantel 43 angeordnet, wobei die geschlossene Bandwicklung
42 aus einem Isolierstoff oder auch aus einem leitenden Stoff zwecks Abdeckung der
Längsschlitze bestehen kann.
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Die Fig.8 zeigt ein konzentrisches Hochfrequenzkabel, bei dem sowohl
die Querrillen des Innenleiters als auch die Querrillen des Außenleiters mit den
erfindungsgemäßen Längsschlitzen versehen sind. ZurAbstützung des rohrförmigen Innenleiters
45 dient der Stützkern 44, der vorzugsweise aus einem nachgiebigen Isolierstoff
besteht, jedoch auch als isolierte Ader oder Adergruppe für besondere Übertragungszwecke
ausgebildet sein kann. Auf dem in bestimmten Abständen mit längs geschlitzten Querrillen
versehenen Innenleiter 45 sind die Distanzkörper 46 angeordnet. Der gegenseitige
Abstand der Distanzscheiben 46 stimmt mit dem gegenseitigen Abstand der Querrillen
des Außenleiters 47 überein, wobei beim Außenleiter jeweils zwei längs geschlitzte
Querrillen kurz aufeinanderfolgen und der zwischen den Querrillen verbleibende ungeschlitzte
Wellenberg 48 zum Festhalten der Distanzscheiben 46 dient. Über dem Wellenberg 48
kann ein Schrumpf-bzw. Falzring angeordnet sein. 49 ist eine geschlossene Bandwicklung
aus Isolierstoff oder aus gutleitenden Stoffen, 5o ist der wasserdichte Kabelmantel.
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Die Fig.9 zeigt eine abgeänderte Form eines konzentrischen Hochfrequenzkabels
gemäß der Erfindung. Auf den Innenleiter 51 sind wiederum in kurzen Abständen die
Distanzscheiben 52 angeordnet. Zum Unterschied von dem Ausführungsbeispiel gemäß
der Fig. 8 sind jedoch bei den in kurzen Abständen vorgesehenen doppelten Querrillen
53 des aus zwei Halbschalen bestehenden Außenleiters 54 die Längsschlitze als durchlaufende
Längsschlitze ausgeführt. Der zwischen den Querrillen 53 verbleibende Wellenberg
dient wiederum zum Festhalten der Distanzscheiben 52. Um schädliche Formveränderungen
der zwischen den Längsschlitzen verbleibenden Stege bei Biegungen des Kabels zu
vermeiden, ist der Wellenberg, d. h. an der Stelle der Distanzscheibe, mit einem
Schrumpf-oder Falzring 55 umgeben, der die beiden Halbschalen des Außenleiters zusammenhält
und dieLängsstege fest an dieDistanzscheibe heranpreßt. Zur Erhöhung der Biegsamkeit
ist ferner zwischen den Distanzscheibenstellen die ebenfalls mit Längsschlitzen
versehene Querrille 56 vorgesehen. Über dem so hergestellten Außenleiter sind die
Bandwicklung 57 und der wasserdichte Kabelmantel 58 angeordnet.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. io unterscheidet sich von der Fig.
9 im wesentlichen dadurch, daß die zum Festhalten der Distanzscheiben dienenden
doppelten Querrillen ohne Längsschlitze ausgeführt sind. Es ist 59 der Innenleiter,
auf den in kurzen Abständen die Distanzscheiben 6o aufgereiht sind.. Der Außenleiter
ist mit 61 bezeichnet, der an den Distanzscheibenstellen mit den doppelten Querrillen
62 und zwischen den Distanzscheibenstellen mit der längs geschlitzten Querrille
63 versehen ist. Über dem Außenleiter folgen die Bandwicklung 64 und der wasserdichte
Kabelmantel 65.
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Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. i i werden die in kurzen
Abständen angeordneten Distanzscheiben durch besondere Maßnahmen am Innenleiter
festgehalten, so daß der Außenleiter an den Distanzscheibenstellen als glattes Rohr
äusgeführt werden kann. Zum Festhalten der Distanzscheiben auf den Leiter ist im
dargestellten Fall der Innenleiter 66 zu beiden Seiten der Distanzscheiben 67 in
bekannter Weise mit dein
Wellenberg festgehalten wird: Hierbei kann
der zum Festhalten des Distanzkörpers dienende Wellenberg in bekannter Weise mit
einem Schrumpfring oder Falzring umgeben werden. Die Festhaltung der Distanzkörper
durch die Onerrillen des Außenleiters hat unter anderem auch den Vorteil, daß die
Distanzkörper auf den Innenleitern lose angeordnet werden können, so daß der Innenleiter
relativ zum Außenleiter verschiebbar ist.
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Bei den mit Distanzkörpern luftraumisolierten konzentrischen Hochfrequenzleitungen
können jedoch die längs geschlitzten Querrillen auch an einem zwischen den Distanzkörpern
liegenden Punkt vorgesehen werden. Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, die Distanzkörper
in bekannter Weise durch besondere Mittel und Maßnahmen festzuhalten, beispielsweise
durch Maßnahmen am Innenleiter oder auch durch doppelte Querrillen.
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Die Herstellung des erfindungsgemäß ausgebildeten Außenleiters einer
konzentrischen Hochfrequenzleitung kann in vereinfachter Weise dadurch erfolgen,
daß man die Forinung des Außenleiters (Bildung der Schlitze und der Querrillen)
aus einem oder mehreren von den Vorratstrommeln ablaufenden glatten Bändern im gleichen
Arbeitsgang mit der Aufbringung des Außenleiters vornimmt. Im gleichen Arbeitsgang
können auch die zum Zusammenhalten der Bänder notwendigen Maßnahmen, wie das Aufbringen
von Schrumpf- oder Falzringen, Verlöten oder Verschweißen der Nähte, Verfalzung
der Seitenränder, vorgenommen werden.
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Bei der Herstellung eines Außenleiters einer konzentrischen Leitung
in der angegebenen Weise ist es wichtig, daß die Länge und Breite der Längsschlitze
im Verhältnis zum gegenseitigen Abstand des Innenleiters vom Außenleiter so bemessen
sind, daß bei Biegungen des Kabels die zwischen den Längsschlitzen verbleibenden
Stege sich nicht bis zum Innenleiter durchbiegen können. Letzteres kann auch dadurch
vermieden werden, daß man die Distanzkörper in zweckentsprechender Weise ausbildet,
beispielsweise dadurch, daß ein im wesentlichen scheibenförmiger Distanzkörper beiderseits
mit einem vorstehenden Rand versehen wird. Da die Distanzkörper durch den Außenleiter
festgehalten werden, können die bekannten diametral geteilten Distanzkörper verwendet
werden, was in herstellungstechnischer Hinsicht von besonderem Vorteil ist.
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Um die bei einem Schirm einer verdrillten Leitung bzw. bei einem Außenleiter
einer konzentrischen Leitung vorhandenen Längsschlitze elektrostatisch bzw. elektromagnetisch
abzudecken, ist es zweckmäßig, über dem Schirm bzw. Außenleiter einen zusätzlichen
dünnen Schirm, beispielsweise in Form einer Bandwicklung aus geeigneten Metallen
bzw. aus metallisiertem Papier o. dgl., anzuordnen. Ferner kann über dem Schirm
bzw. Außenleiter in bekannter Weise ein wasserdichter Mantel aus Blei oder aus geeigneten
Isolierstoffen angeordnet sein, wobei ein Bleimantel gleichzeitig als Schirm dienen
kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
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Die Fig. f bis 3 zeigen drei verschiedene Ausführungsarten der aus
Metall oder aus formfesten Isolierstoffen bestehenden Leiter bzw. Isolierhüllen
mit gemäß der Erfindung längs geschlitzten Querrillen für Hochfrequenzleitungen.
In allen drei Figuren sind die Querrillen mit 2o und die Längsschlitze mit ai bezeichnet.
Nach der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 folgen in kurzen Abständen jeweils zwei
Querrillen kurz aufeinander, wobei sich die Längsschlitze über beide Querrillen
erstrecken. Zum Unterschied hiervon sind gemäß der Fig.3 die Längsschlitze lediglich
im Wellental der Querrillen vorgesehen. Wie die Fig. 2 zeigt, können zwischen den
Querrillen 2o weitere ungeschlitzte Querrillen 22 vorgesehen sein.
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Die Fig. q. zeigt ein glattes Band mit den eingestanzten Längsschlitzen
2r, aus dem der Leiter durch Biegen des Bandes in Rohrform hergestellt werden kann.
Die Ouerrillen werden in diesem Falle zweckmäßig nach Bildung des Leiters erzeugt,
beispielsweise durch um den Leiter rotierende Druckwalzen.
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In der Fig. 5 ist ein konzentrisches Hochfrequenzkabel dargestellt,
bei dem biegsame Isolierstoffrohre gemäß der Erfindung als Abstandhalter dienen.
Es ist 23 der Innenleiter, um den die erfindungsgemäß ausgebildeten Abstandhalter
24 in offenen Schraubenwindungen gewickelt sind. Die biegsamen Isolierstoffrohre
bestehen vorteilhaft aus für die Hochfrequenz hochwertigen Isolierstoffen, z. B.
aus Polystyrol oder anderen Stoffen der Gruppe der Polyvinylverbindungen. über den
Abstandhaltern folgen der Reihe nach die Isolierstoffbandwicklung 25, der aus gutleitenden
Bändern bestehende Außenleiter 26, die zum Zusammenhalten der Außenleiterbänder
dienende offene Bandwicklung 27, die geschlossene. Isolierstoffbandwicklung 28 und
der wasserdichte Kabelmantel 29.
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Nach der Fig.6 wird die Luftraumisolation eines konzentrischen Hochfrequenzkabels
dadurch gebildet, daß der Innenleiter 30 in der Mitte eines erfindungsgemäßen
Isolierstoffrohres 31 angeordnet ist. Die Querrillen 32 des Isolierstoffrohres sind
dabei so tief
Wulst 68 versehen. Die erforderliche Biegsamkeit des
Außenleiters 69 wird dadurch erhalten, daß jeweils zwischen den Distanzscheiben
67 die längs geschlitzte Querrille 7 o vorgesehen ist. Zum Zusammenhalten der beiden
Halbschalen des Außenleiters 69 dienen die Ringe 7 i. Über dem Außenleiter 69 folgen
die Bandwicklung 72 und der wasserdichte Kabelmantel 73.
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Die Fig. 12 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsforrn eines Distanzkörpers,
die für die Ausführungsformen der Fig. 8 und 9 mit Vorteil anwendbar ist. Wie aus
den Fig.8 und 9 hervorgeht, ist der Außenleiter an den Stellen der Distanzkörper
mit längs geschlitzten Querrillen versehen. Damit bei Biegungen des Kabels vermieden
wird, daß die zwischen den Längsschlitzen verbleibenden Stege sich zu weit nach
innen durchbiegen, ist der in der Fig. 12, im Schnitt dargestellte Distanzkörper
im wesentlichen scheibenförmig ausgeführt, jedoch beiderseitig finit den ringförmigen
Vorsprüngen 7q. versehen.
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Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar bei Kabeln, die an Stelle
der Luftraumisolation eine andere bekannte Isolation aufweisen.