DE870871C

DE870871C - Coaxial high frequency cable with spacer air space insulation

Info

Publication number: DE870871C
Application number: DES22726A
Authority: DE
Inventors: Ernst Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-04-14
Filing date: 1951-04-14
Publication date: 1953-03-16

Description

Koaxiales Hochfrequenzkabel mit Distanzscheiben-Luftraumisolierung Die zur Bildung der Luftraumisolierung von koaxialen Hochfrequenzkabeln verwendeten Distanzscheiben werden bevorzugt aus einem thermoplastischen Vollmaterial, wie Polystyrol, Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen od, dgl., hergestellt, weil diese Stoffe einerseits hochwertige elektrische Eigenschaften haben und die Distanzscheiben unter Verwendung @dieser Stoffe mit genauer Maßhaltigkeit hergestellt werden können. Mit besonderem Vorteil werden die aus einem thermoplastischen Vollmaterial bestehenden Scheiben mittels einer geeigneten Presse oder Spritzvorrichtung um den Leiter gepreßt bzw. gespritzt. Auch bei Anwendung dieser Verfahren lassen sich die vorgeschriebenen Maße mit ausreichender Genauigkeit erzielen. Es gibt aber verschiedene Anwendungsfälle, in denen die aus einem thermoplastischen Vollmaterial bestehenden Distanzscheiben ungeeignet ;s.ind, bei-'spielsweise dann, wenn der Innenleiter, wie es bei Hochfrequenzenergiekabeln der Fall sein kann, stark erwärmt wird. In solchen Fällen werden bevorzugt verlustarme keramische Isolierstoffe für die DistanzscheibAn verwendet. Es bereitet aber Schwierigkeiten, keramische Distanzscheiben mit der gewünschten Maßhaltigkeit herzustellen. Von der Herstellung von Distanzscheiben aus einem thermoplastischen Vollmaterial geht manauch dann ab, wenn die Distanzscheiben zur Herabsetzung der Dielektrizitätskonstante und der dielektrischen Verluste aus einem Schaumstoff gebildet werden. Auch bei den aufs einem Schaumstoff hergestellten Distanzscheiben sind genaue Maße schwer einzuhalten.Coaxial high-frequency cable with spacer airspace insulation Those used to form the airspace insulation of high frequency coaxial cables Spacers are preferably made of a thermoplastic solid material such as polystyrene, Polyethylene, polytetrafluoroethylene or the like. Manufactured because these substances on the one hand have high quality electrical properties and use spacers @these substances can be produced with exact dimensional accuracy. With special The panes made of a solid thermoplastic material are an advantage pressed or pressed around the conductor using a suitable press or spray device injected. Even when using this procedure, the prescribed Achieve dimensions with sufficient accuracy. But there are different use cases in which the spacers made of a solid thermoplastic material unsuitable; see, for example, if the inner conductor, as is the case with high-frequency energy cables may be the case, is strongly heated. In such cases, preference is given to low-loss Ceramic insulating materials are used for the spacer washer. But it causes difficulties Manufacture ceramic spacers with the desired dimensional accuracy. Of the It is also possible to manufacture spacers from a solid thermoplastic material then from when the spacers to reduce the dielectric constant and the dielectric losses are formed from a foam. Also at The spacers made on a foam are difficult to measure accurately to be observed.

Gemäß der Erfindung wird bei den für koaxiale Hochfrequenzkabel verwendeten Distanzscheiben nur der innere Teil aus einem keramischen Isolierstoff oder aws@ einem Schaumstoff hergestellt, der äußere ringartige Teil dagegen aus einem thermoplastischen formfesten Vollmaterial.According to the invention is used for coaxial high-frequency cables Spacers only the inner part made of a ceramic insulating material or aws @ made of a foam, the outer ring-like part, however, from a thermoplastic dimensionally stable solid material.

Es ist bei luftraumisoliertenHochfrequenzkabeln mit einem Außenleiter; der infolge seiner besonderen Auogestaltung einen vorbestimmten Durchmesser hat, bereits bekanntgeworden, die Distanzscheiben an der Außenfläche nachgiebig auszubilden, indem beispielsweise eine keramische Distanzscheibe außen mit einer Weichgummischicht bedeckt wird. ,Zum Unterschied hiervon besteht bei den Distanzscheiben nach der Erfindung .der äußere ringförmige Teil aus einem formfesten Isolierstoff.. Ferner ist es bekannt, mehrteilige- Ddstanzscheitben durch federnde Mittel zwsamme@zühalten. .Nach einer .diesbezüglichen Ausführung sollen zwei Halbscheiben aus Polystyrol od. d@gl.-durch eine Ringfeder aus dem gleichen Stoff federnd zusammengehalten werden, wobei die Polystyrolfeder in einer an der äußeren Umfangsfläche vorgesehenen Nut gelagert ist. Die Polystyrolfeder hat also bei dieser Ausführung keinen Einfluß auf den Außendurchmesser der Distanzscheibe, der allein durch .die Abmessungen .der Halbscheiben bestimmt wird. Demgegenüber bildet bei den nach der Erfindung ausgeführten Distanzscheiben der äußere ringartige Teil einen wesentlichen Bestandteil der D.istänzscheibenund bestimmt vor allem den Außenidurchmegser der Scheiben.It is the case with air-space insulated high-frequency cables with an outer conductor; which has a predetermined diameter due to its special design, has already become known to design the spacers on the outer surface to be flexible, by, for example, a ceramic spacer washer on the outside with a soft rubber layer is covered. , In contrast to this, with the spacers according to the Invention .the outer ring-shaped part made of a dimensionally stable insulating material .. Furthermore it is known to hold multi-part Ddstanzscheitben by resilient means zwsamme @. .According to a related version, two half-panes made of polystyrene or the like - are resiliently held together by a ring spring made of the same material, the polystyrene spring in a groove provided on the outer peripheral surface is stored. The polystyrene spring has no influence on this version on the outer diameter of the spacer, which is determined solely by .the dimensions .der Half slices is determined. In contrast, forms in those executed according to the invention Spacers the outer ring-like part are an essential part of the D. mainly determines the outer diameter of the panes.

Bei Herstellung des inneren Teils der erfindungsgemäß ausgebildeten: Scheiben aus einem keramischen Isolierstoff wird dieser vorzugsweise in Form einer dünnen Scheibe, der äußere Teil dagegen in Form eines ducken kräftigen. Ringes aus einem thermoplastischen - Stoff ausgeführt. Vorteilhaft wird der äußere dicke Ring auf die innere Scheibe durch ein Spritz- oder Preßverfahren aufgebracht.When manufacturing the inner part of the inventively designed: Discs made of a ceramic insulating material, this is preferably in the form of a thin disc, the outer part, however, in the form of a crouch vigorous. Ring out a thermoplastic material. The outer thick ring is advantageous applied to the inner disc by an injection or pressing process.

Uri die Distanzscheiben von,der Seite her auf den Leiter aufbringen zu können, wird zweckmäßig der innere Distanzscheibenteil .in der Diametralebene in zwei Halbscheiben aufgeteilt. Der äußere Ring kann an einer Stelle unterbrochen sein so, daß er die Form einer Ringfeder erhält und durch Eigenfederung auf dem inneren Teil festgehalten wird.. Bei Aufteilung des inneren Teils in zwei Halbscheiben dient dann der äußere -Ring gleichzeitig zum Zusammenhalten der beidem Halbscheiben. Vorteilhaft fällt dabei die'Unterbrechungsstelle des Außenringes mit der Teilungsebene der Halb scheiben-zusammen, so d aß die :gesamte Scheibe- von der Seite her federnd auf den Leiter aufgesteckt werden kann. Auch bei einem unterbrochenen bzw. geschlitzten. Außenring aus thtrmoplastischem Vollmaterial läßt sich für alle Distanzscheiben der gleiche Außendurchmesser erreichen.Uri attach the spacers to the ladder from the side to be able to, the inner spacer part is useful .in the diametrical plane divided into two half-slices. The outer ring can be interrupted at one point its so that it gets the shape of a ring spring and by natural spring on the inner part is held. When dividing the inner part into two half-disks The outer ring then serves to hold the two half-disks together. The interruption point of the outer ring advantageously coincides with the dividing plane the half-pane-together, so that the: entire pane- resilient from the side can be plugged onto the ladder. Even with an interrupted or slotted one. Outer ring made of solid thermoplastic material can be used for all spacers achieve the same outside diameter.

Die Er ünd@un@g wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher .erläutert:.The He ünd @ un @ g is shown in the following with reference to the figures Exemplary embodiments explained in more detail:

Die Distanzscheibe nach der Fig: i .besteht aus der dünnen Scheibe io aus einem keramischen Isolierstoff und dem äußeren breiten Ring- z i aus einem thermoplastischen Vollmaterial. Der äußere Ring i r wird zweckmäßig in einer passenden Form um die innere Scheibe .gespritzt, so.daß der gewünschte Außendurchmesser -der Scheibe genau eingehalten ' werden, kann. Da bei koaxialen Hochfrequenzkabeln die stärksten Erwirmungen am Innenleiter auftreten, genügt die so hergestellte Distanzscheibe in den meisten Fällen den an sie hinsichtlich der Wärmebeanspruchungen zu stellenden Anforderungen. Gegebenenfalls kann bei sehr großen Wärmebeansprucbungen für,den Außenring ein thermoplastischer.Isolierstoff mit verhältnismäßig großer Wärxnebestänfdigkeit verwendet werden"z. B. Polytetrafluoräthylen.The spacer according to the figure: i. Consists of the thin disk io made of a ceramic insulating material and the outer wide ring z i made of one thermoplastic solid material. The outer ring i r is conveniently matched in a Molded around the inner disk, so that the desired outer diameter - the Disc can be precisely adhered to. Since with coaxial high-frequency cables the If the strongest shielding occurs on the inner conductor, the spacer produced in this way is sufficient in most cases the one to be asked of them with regard to the thermal stresses Requirements. If necessary, in the case of very high heat loads for, the Outer ring is a thermoplastic insulating material with relatively high heat resistance are used "e.g. polytetrafluoroethylene.

Nach der Fig. 2 ist die innere Scheibe in der Diämetralebene geteilt, so .daß die beiden Halbscheiben i2und i2' entstehen. Ferner ist derAußenririg 13 an der Stelle 14 unterbrochen bzw. geschlitzt, so daß ein kräftiger federnder Ring entsteht, der die beiden Halbscheiben 12 und z2' zusammenhält.According to Fig. 2, the inner disc is divided in the diemetral plane, so .that the two half-disks i2 and i2 'are created. Furthermore, the outside rider is 13 interrupted or slotted at the point 14, so that a strong resilient ring arises, which holds the two half-disks 12 and z2 'together.

Abweichend vorn der Fig. 2 fällt bei der Ausführung nach der Fig. ,3 .die Unterbrechungsstelle 14 des Außenringes 15 mit der Teilungsebene der beiden Halbscheiben 16 und 16' zusammen. Wie ersichtlich, sind die Halbscheiben 16, und 16' ,an den Stellen 17 und 17' abgeschrägt, um einen verbreiterten radialen Schlitz zu erhalten. Der Außenring 15 hat an der Innenfläche eine Eindrehung 18s in die die inneren Halbscheiben eingreifen. Auf diese Weise entsteht eine Distanzscheibe, die von der Seite federnd auf den Leiter aufgeschoben werden kann.Notwithstanding the front of FIG. 2, in the embodiment according to FIG. , 3. The interruption point 14 of the outer ring 15 with the plane of division of the two Half discs 16 and 16 'together. As can be seen, the half-disks 16, and 16 ', beveled at points 17 and 17', around a widened radial slot to obtain. The outer ring 15 has a recess 18s into the inner surface the inner half-disks engage. In this way a spacer is created, which can be pushed onto the ladder from the side in a springy manner.

Während bei der Herstellung des inneren Scheibenteils aus einem keramischen Isolierstoff die Scheibe wegen der verhältnismäßig großen Dielektrizitätskonstante möglichst dünnwandig ausgeführt wird, kommen bei Verwendung von Schaumstoffen allein schon wegen deren geringerer mechanischen Festigkeit -breitere Innenscheiben in Frage. In den Fig. 4- bis 7 sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei .denen der -innere D.istanzscheibenteil vorzugsweise aus einem Schaumstoff besteht.While in the production of the inner disc part from a ceramic Insulating material because of the relatively large dielectric constant is made as thin-walled as possible, come when using foams alone because of their lower mechanical strength - wider inner panes in Question. 4- to 7 several embodiments are shown in .denen the inner D. spacer part is preferably made of foam.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in Endansicht und im Querschnitt eine Distanzscheibe .aus .den beiden inneren Halbscheiben 1g und vg' aus einem Schaumstoff und dem Außenring 2o aus einem thermoplastischen- Vollmaterial. Der an der Stelle 1q. geschlitzte Außenring; der unter Federspannung um die beiden inneren Halbscheiben herumgelegt wird, ist mit den beiden Ansätzen 21 versehen, die über die Außenränder der Halbscheiben vorstehen, um den festen Zusammenhalt der gesamten Scheibe zu gewährleisten. . .Figures 4 and 5 show, in end elevation and in cross-section, a spacer washer .from .the two inner half-disks 1g and vg 'made of a foam and the outer ring 2o made of a solid thermoplastic material. The one at the point 1q. slotted Outer ring; which is placed under spring tension around the two inner half-disks is provided with the two lugs 21, which over the outer edges of the half-disks protrude to ensure that the entire pane is held together firmly. . .

Bei sehr -breiten Distanzscheiben können nach der Fig: 6 über den beiden Halbscheiben 22, die hier mehr ° oder weniger die Form ` v an Halbschalen haben, zwei geschlossene oder geschlitzte Ringe 23 aus einem thermoplastischen Vollmaterial aufgebracht werden.In the case of very wide spacers, as shown in FIG. 6, over the two half-disks 22, which here more ° or less have the shape `v on half-shells have two closed or slotted rings 23 made of a solid thermoplastic material be applied.

Nach der Fig. 7 ist der Außenring an der Innenfläche mit vier Vorsprüngen 24 versehen, die in den Vorsprüngen -angepaßten Ausnehmüngen der inneren Halbscheiben 25 und 25' eingreifen, wodurch die Halbscheiben innerhalb des Außenringes festgelegt sind.According to FIG. 7, the outer ring has four projections on the inner surface 24 provided, the recesses-adapted recesses of the inner half-disks in the projections 25 and 25 'engage, whereby the half-disks within the outer ring are set.

In der Fig. 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der innere, vorzugsweise aus einem keramischen Isolierstoff bestehende Teil 26 glocken-bzw. trichterförmig gestaltet ist. Das weite Ende der einzelnen Trichter vst mit dem aus einem thermoplastischen Vollmaterial bestehenden Ring 27 umspritzt bzw. umpreßt. Durch eine derartig-. Ausbildung der Distanzkörper soll erreicht werden, daß die Luftraumisolierung des Kabels an jeder Stelle ungefähr dtie gleiche wirksame Dielektrizitätskonstante hat. Der Außenring 27 kann, wie in der Fig. 8 angedeutet ist, in Ouerrillen 28 des Außenleiters lagern, der in bekannter Weise aus zwei halbschalenförmigen Bändern 29 und 29' besteht. Mit 30 ist der Innenleiter bezeichnet.In FIG. 8, an embodiment is shown in which the inner part 26, preferably consisting of a ceramic insulating material, is bell-shaped or bell-shaped. is designed funnel-shaped. The wide end of the individual funnels vst with the ring 27 consisting of a thermoplastic solid material overmolded or overmolded. By such a-. The aim of the spacer body is to ensure that the air space insulation of the cable has approximately the same effective dielectric constant at every point. The outer ring 2 7, as shown in FIG. 8 is indicated, stored in Ouerrillen 28 of the outer conductor of the half-shell in a known manner of two bands is 29 and 29 '. The inner conductor is designated by 30.

Die F,ig.9 zeigt als Ausführungsbeispiel ein koaxiales Hochfrequenzenergiekabel, bei dem die nach der Erfindung ausgebildeten Distanzscheiben verwendet sind. Der Innenleiter besteht aus zwei längs verlaufenden halbschalenförmigen Bändern 3 i und 3 i', die in Abständen mit den Querrillen 32 und 3-2' versehen sind:: Auf dem so ausgebildeten Innenleiter sind in Abständen die Distanzscheiben 33 angeordnet. Der unmittelbar über den Distanzscheiben liegende Außenleiter besteht aus den längs verlaufenden halbschalenförmigen Bändern 34. und 34', die in Abständen mit den Doppelrillen 35 und 35' versehen,s@ind, in die die Distanzscheiben 33 eingreifen. Die AußenleiterYänder werden durch die vorzugsweise aus einem magnetisierbaren Stoff bestehende ein- oder mehrlagige Bandwicklung 35 zusammengehalten. Hierüber folgen eine Isolierstoffbandwicklung 36 und -der wasserdichte Kabelmantel 37, über dem an sich bekannte Bewehrungsschutzsch-ichten angeordnet sein können.Fig. 9 shows an exemplary embodiment of a coaxial high-frequency power cable, in which the spacers designed according to the invention are used. Of the Inner conductor consists of two longitudinal half-shell-shaped bands 3 i and 3 i ', which are provided at intervals with the transverse grooves 32 and 3-2' :: On the Inner conductors designed in this way are spaced apart from the spacer disks 33. The outer conductor lying directly above the spacer disks consists of the lengthways extending half-shell-shaped bands 34. and 34 ', which are spaced with the double grooves 35 and 35 'provided, s @ ind, in which the spacers 33 engage. The outer conductor Yänder are preferably made of a magnetizable substance or existing multilayer tape winding 35 held together. This is followed by an insulating tape winding 36 and the watertight cable jacket 37, over the known armouring protection layers can be arranged.

Die Erfindung ist naturgemäß auch für andere Distanzscheibenformen anwendbar. Beispielsweise können im inneren Distanzscheibenteil bzw. in den innenliegenden Halbscheiben Aussparungen vorgesehen sein, um die Materialmenge herabzusetzen. Diese Aussparungen .durchdringen zweckmäßig die Scheibenwand, um das Kabel in Längsrichtung luft-bzw. gasdurchlässig zu machen. Für den inneren Distanzscheibenteil sind mit Vorteil auch hochporöse keramische Stoffe sowie Schaumglas verwendbar. Der Außenring kann außer aus den genannter Stoffen, wie Polystyrol, Polyäthylen und Polvtetrafluoräthylen, auch aus einem anderen thermoplastischen formfesten Isolierstoff bestehen, z. B. aus Polytrifluorchloräthylen, aus Mischpolymerisaten der Fluoräthylene, gegebenenfalls in !N-Zischungen untereinander und mit anderen Stoffen.The invention is of course also applicable to other spacer disk shapes applicable. For example, in the inner spacer part or in the inner Half-disks recesses can be provided in order to reduce the amount of material. These Recesses. Penetrate the panel wall around the cable in the longitudinal direction air or to make gas permeable. For the inner spacer part are with Advantageously, highly porous ceramic materials and foam glass can also be used. The outer ring can be made from the substances mentioned, such as polystyrene, polyethylene and polytetrafluoroethylene, also consist of another thermoplastic dimensionally stable insulating material, e.g. B. from polytrifluorochloroethylene, from copolymers of fluoroethylene, if necessary in! N hissing with each other and with other substances.

Bei Hochfrequenzenergiekabeln werden der Durchmesser des Distanzscheibenteils und die radiale Dicke des Außenringes so bemessen, daß der Außenring gegen schädliche Erwärmungen geschützt bleibt und daß bei den praktisch auftretenden Spannungen Glirnmersäheinungen vermieden werden.For high frequency power cables, the diameter of the spacer part will be and the radial thickness of the outer ring so dimensioned that the outer ring against harmful Warming remains protected and that with the practically occurring tensions Glirnmersäheinungen be avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Coaxial high-frequency cable with spacer air space insulation, in particular coaxial high-frequency power cable, characterized in that the inner part of the spacers made of a ceramic insulating material or from a Foam and the outer ring-like part made of a thermoplastic dimensionally stable Solid material.

2. High-frequency cable according to claim i, characterized in that .that the inner part in the form of a thin disc, the outer part in the form of a thick strong ring is executed.

3. High-frequency cable according to claim i, characterized characterized in that the outer ring on the inner part by an injection molding or Pressing process. is upset. q ..

High-frequency cable according to claim i, characterized in that that the inner part is divided into two half-shells in the diametrical plane.

5. High frequency cable according to claim q., characterized in that the outer ring is interrupted at one point and is held on the inner part by natural springiness.

6. Radio frequency cable according to claim 5, characterized in that the interruption point of the outer ring coincides with the division plane of the two half-disks, in such a way that one Spacer with radial slot results.

7. High frequency cable according to claim i, characterized marked, d-aß the outer ring is provided with inwardly directed lugs which reach over the outer edges of the inner part. B.

High frequency cables according to claim i, characterized in that the outer ring on the inner surface with Projections are provided which engage in recesses of the inner part.

9. High-frequency jig according to claim i, characterized in that several outer rings around the inner part are arranged. -io, high-frequency cable according to claim i, characterized in, that .the inner part -lock- or> w. is funnel-shaped and the wide end of the funnel is overmolded with a ring made of a solid thermoplastic material or is pressed, the spacers are shaped and dimensioned so that the same or approximately the same w, irkisame at all points of the air space insulation Dielectric constant results.