MXPA00001609A - Cable coaxial y metodo para fabricar el mismo - Google Patents

Abstract

Un cable coaxial flexible de baja pérdida que comprende una varilla plástica cilíndrica, un conductor interno que rodea la varilla plástica, una capa de dieléctrico que rodea al conductor interno, y una cubierta metálica tubular que rodea de manera floja la capa de dieléctrico;el cable coaxial puede incluir adicionalmente una funda de polímero protector que rodea la cubierta;la varilla plástica cilíndrica soporta el conductor interno en el doblez y puede estar formada alrededor de un miembro estructural central;la presente invención también incluye un método para fabricar un cable coaxial flexible.

Description

CABLE COAXIAL Y MÉTODO PARA FABRICAR EL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un cable coaxial, y más en particular a un cable coaxial de baja pérdida mejorado que tiene propiedades eléctricas de manejo y de doblez mejoradas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los cables coaxiales utilizados hoy comúnmente para transmisión de señales de RF, como señales de televisión por cable y señales de transmisión de teléfono celular, por ejemplo, incluyen un núcleo que contiene un conductor interno, una cubierta metálica que rodea al núcleo y sirve como un conductor exterior, y en algunas instancias una funda protectora que rodea la cubierta metálica. Un dieléctrico rodea el conductor interno y lo aisla eléctricamente de la cubierta metálica que lo rodea. En muchas construcciones de cable coaxial conocidas, un dieléctrico de espuma expandida rodea al conductor interno y llena el espacio entre el conductor interno y la cubierta metálica que lo rodea. El diseño de cables coaxiales ha sido tradicionalmente un balance entre las propiedades eléctricas (por ejemplo alta propagación de señal, baja atenuación) y las propiedades mecánicas o de doblez del cable.

Por ejemplo, en algunas construcciones de cable coaxial, espaciadores de aire y plástico se utilizan entre el conductor interno y entre el conductor externo para reducir la atenuación e incrementar la propagación de señal del cable. Sin embargo, los espaciadores de plástico que se colocan entre los conductores interno y externo no proveen mucho soporte en el doblez para el conductor externo y por lo tanto el conductor externo es sometido a formación de bucles, aplanamiento o rompimiento del cable durante el doblez lo cual puede volver al cable no usable. Una alternativa ha sido utilizar dieléctricos de espuma entre los conductores interno y externo como se describe anteriormente. Sin embargo, aunque se mejoran las propiedades de doblez, la velocidad a la cual las señales se propagan se reduce de manera típica. Por ejemplo, EP 504 776 describe un cable coaxial que consta de una varilla de politetrafluoroetileno (PTFE) que rodea un alambre de cobre rodeado además por una cinta de cobre conductora que forma el conductor interno. La cinta de cobre conductora es aplicada envolviendo una cinta en forma de hélice alrededor de la varilla de soporte, mediante deposición de vapor en un vacío, mediante deposición electrónica de cátodo, o químicamente. Un dieléctrico intermediario formado de PTFE expandido rodea la cinta de cable conductora y está rodeada adicionalmente por un conductor exterior y un aislador exterior. El diámetro exterior del cable es de 3.58 mm basado en el diámetro del conductor exterior. Un avance reciente en la industria del cable coaxial para cables RF ha sido la construcción de cables de diámetro más grande. Los cables de diámetro más grande poseen en general una velocidad de energía promedio más grande y atenuación reducida sobre cables de diámetro más pequeño. Desafortunadamente, sin embargo, debido a que esos cables tienen diámetros grandes, típicamente no son tan flexibles como sus contrapartes de diámetro más pequeño. Como resultado, existe un nivel más grande de dificultad para instalar esos cables. Por esta razón, los cables de diámetro más grande han sido diseñados con cubiertas corrugadas para una flexibilidad más grande. Otro problema con los cables de diámetro grande ha sido que el costo de conductores internos sólidos de diámetro grande utilizados generalmente en esos cables es más bien caro debido a la gran cantidad de material conductor utilizado. En consideración de este problema, una alternativa en el diseño de cables de diámetro grande convencionales ha sido el uso de tubos de metal corrugados como el conductor interno. El entubado de metal corrugado reduce el gasto del conductor interno y junto con el conductor exterior corrugado mejora las propiedades de doblez del cable. Sin embargo, el entubado de metal está sometido a los mismos problemas en un doblez que las cubiertas metálicas exteriores utilizadas típicamente en los cables. De manera específica, el entubado de metal tiene la tendencia a formar bucles, aplastarse o colapsarse durante el doblez del cable volviendo por lo tanto inusable al cable. Además, aunque el costo del entubado conductor interno corrugado es reducido sobre los conductores internos sólidos estos tubos conductores internos corrugados son aun más bien caros. Adicionalmente, los conductores internos y externos corrugados causan típicamente atenuación y reflexión (pérdida de regreso) de las señales RF y pueden producir problemas durante la conectorización del cable.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee un cable coaxial que tiene excelentes propiedades eléctricas particularmente para la transmisión de señales RF. Además, la presente invención provee un cable coaxial que tiene propiedades de doblez y flexibilidad sobresalientes aun para cables de diámetro grande y los cuales evitan la formación de bucles, el aplastamiento o colapso durante el doblez. El cable coaxial de la invención se conecta fácilmente y tiene buenas propiedades de bloqueo de agua para evitar el flujo de agua a través del cable coaxial. Además, la presente invención provee un cable coaxial y un método para fabricar el mismo a bajo costo. Una cubierta metálica tubular rodea de manera cercana el núcleo de cable para proveer un conductor exterior para el cable. Adicionalmente, el cable puede incluir una funda de polímero protectora que rodea la cubierta y puede ser unida de manera adhesiva al mismo. La varilla plástica cilindrica consta de un material plástico sólido o en espuma que soporta al conductor interno en el doblez y puede ser unido de manera adhesiva al conductor interno. La varilla plástica también puede estar soportada por un miembro de estructura central para facilitar la formación de la varilla plástica. Los cables coaxiales de la invención han sido útiles particularmente para cables de diámetro grande, por ejemplo, que tienen diámetros de cubiertas metálicas exterior de más de 2.5 cm (1.0 pulgada), pero también puede ser utilizado con cables de diámetro más pequeño. La presente invención también consta de un método para fabricar cables coaxiales. En la modalidad de método de la invención, una varilla plástica cilindrica es avanzada a lo largo de una trayectoria predeterminada de viaje y un conductor interno es dirigido sobre la varilla plástica y rodea la varilla plástica. Preferiblemente, el conductor interno está formado de tal manera que rodea de manera floja la varilla plástica y es después hundido sobre la varilla de plástico de espuma. Además, el conductor interno está unido típicamente de manera adhesiva a la varilla de plástico. Una composición de polímero espumable es extruida sobre el conductor interno para formar un núcleo de cable. Una cubierta tubular metálica se forma después sobre el núcleo del cable y rodea el núcleo del cable. Una funda de polímero protectora también puede estar formada rodeando la cubierta y puede ser unida de manera adhesiva a la cubierta. La varilla de plástico está formada preferiblemente extruyendo una composición de polímero sobre un miembro estructural central. El conductor interno puede ser formado entonces avanzando una tira de metal y soldando longitudinalmente porciones que se apoyan de la tira de metal alrededor de la varilla de plástico para formar un tubo conductor interno o la tira de metal puede ser doblada alrededor de la varilla de plástico. Esas y otras características de la presente invención serán evidentes más fácilmente para aquellos expertos en la técnica al considerar la siguiente descripción detallada que describe las modalidades preferidas y alternas de la invención.

BREVE DESCIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un cable coaxial de acuerdo con la presente invención en sección transversal y con porciones del cable desprendidas para objetos de claridad de ilustración. La figura 2 es una ilustración esquemática de un aparato para producir una varilla plástica para utilizarse en el cable coaxial de la invención. La figura 3 es una ilustración esquemática de un aparato para aplicar un conductor interno a una varilla de plástico para utilizarse en el cable coaxial de la invención. La figura 4 es una ilustración esquemática de un aparato para aplicar una capa dieléctrica y una composición adhesiva sobre la superficie de un conductor interno para formar un núcleo de cable revestido de adhesivo para el cable coaxial de la invención.

La figura 5 es una ilustración esquemática de un aparato para aplicar una cubierta y opcionalmente una funda a un núcleo revestido de adhesivo para producir el cable coaxial de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 ilustra un cable coaxial producido de acuerdo con la presente invención. El cable coaxial consta de un conductor interno 10. Preferiblemente, el conductor interno 10 está formado de un material conductor eléctricamente adecuado como cobre. El conductor interno 10 tiene preferiblemente una superficie de pared uniforme y no está corrugado. Como se ilustra en la figura 1 , el conductor interno 10 puede incluir una soldadura longitudinal 11 que corre a la longitud del cable para formar un tubo conductor interno. Preferiblemente, el conductor interno 10 está hecho a partir de una tira metálica S1 formada en una configuración tubular con los bordes laterales opuestos de la tira de metal apoyándose juntos, y con los bordes apoyados unidos continuamente mediante una soldadura longitudinal continua, indicada en 11 , formada preferiblemente mediante un procedimiento de soldadura de inducción de alta frecuencia. Aunque la producción del conductor interno 10 mediante soldadura de inducción de alta frecuencia ha sido ¡lustrada como preferida, las personas expertas en la técnica reconocerán que otros métodos para producir el conductor interno podrían ser utilizados, como otros métodos de soldadura (por ejemplo soldadura de arco de gas de tungsteno o soldadura de arco de plasma), encimando la tira metálica S1 o proveyendo un tubo metálico continuo formado previamente. El conductor interno 10 es soportado en el doblez mediante una varilla plástica cilindrica 12 adyacente a la superficie interna del conductor interno. La varilla plástica 12 está formada preferiblemente de un material como polietileno, polipropileno y poliestireno el cual soportará el conductor interno 10 en el doblez y contribuirá a la resistencia de compresión total del cable. Además, el material plástico de la varilla plástica 12 es preferiblemente estable en medios ambientes húmedos o de humedad. La varilla plástica 12 puede ser un material plástico sólido o un material de polímero de espuma de celda cerrada expandida para evitar la migración de agua a través del cable. Adicionalmente, la varilla plástica 12 puede estar soportada por un miembro estructural central 13 que facilita la formación de la varilla plástica. El miembro estructural 13 puede incluir uno o más materiales que cuando se combinan forman un soporte de alta resistencia a la tensión para la varilla plástica 12. Los materiales adecuados para el miembro estructural central incluyen cuerdas de plástico reforzado (por ejemplo cuerdas de nylon reforzado Kevlar y cuerdas de resina epoxi reforzadas) y alambres de metal (por ejemplo alambre de cobre y aluminio). Aunque el uso de un miembro estructural central 13 es preferido, la varilla plástica 12 puede ser una varilla plástica continua que tiene material plástico corriendo continuamente desde un eje longitudinal central de la varilla a la superficie interna del conductor interno 10 o una varilla plástica hueca que tiene una porción continua adyacente a la superficie interna del conductor interno y un espacio vacío adyacente al eje central longitudinal de la varilla plástica. Como se muestra en la figura 1 , la varilla plástica 12 está unida de manera adhesiva típicamente al conductor interno 10 mediante una capa de adhesivo 14. Las composiciones adhesivas ilustrativas para utilizarse en la capa adhesiva 14 incluyen copolímeros aleatorios de etileno y ácido acrílico (copolímeros EAA) y otros copolímeros que proveen las propiedades adhesivas deseadas. El cable caoaxial consta adicionalmente de una capa de dieléctrico 15 que rodea al conductor interno 10. la capa dieléctrica 15 forma una pared cilindrica continua de material dieléctrico plástico adyacente a la superficie exterior del conductor interno 10. La capa dieléctrica 15 es preferiblemente un dieléctrico de baja pérdida formado sobre un plástico adecuado como polietileno, polipropileno, y poliestireno. Preferiblemente, con el fin de reducir la masa del dieléctrico por unidad de longitud y por lo tanto reducir la constante dieléctrica, el material dieléctrico debe ser una composición de espuma celular expandida, y en particular, una composición de espuma de celda cerrada es preferida debido a su resistencia a transmisión de humedad. Preferiblemente, las células del dieléctrico 15 son uniformes en tamaño y de menos de 200 mieras de diámetro. Un dieléctrico de espuma adecuado es un polímero de polietileno de alta densidad expandido como el que se describe en la patente de propiedad común E.U.A. No. 4,104,481 del 1o. de agosto de 1978. Adicionalmente, se prefieren mezclas expandidas de polietileno de alta y baja densidad para utilizarse como el dieléctrico de espuma. Con el fin de reducir la constante dieléctrica de la capa dieléctrica 15, el dieléctrico de espuma tiene una densidad de menos de 0.28 g/cm3, preferiblemente menos de 0.22 g/cm3- Aunque la capa dieléctrica 15 de la invención consiste en general de una capa uniforme de material de espuma, la capa dieléctrica puede tener un gradiente o densidad graduada de tal manera que la densidad del dieléctrico se incrementa radialmente desde el conductor interno 10 a la superficie exterior de la capa dieléctrica, ya sea en una forma continua o por pasos. Por ejemplo, un dieléctrico laminado de espuma sólida puede se utilizado en donde la capa dieléctrica 15 consta de una capa de dieléctrico de espuma de baja densidad rodeada por una capa de dieléctrico sólida. Estas construcciones pueden ser utilizadas para mejorar la resistencia a la compresión y las propiedades de doblez del cable y permiten densidades reducidas tan bajas como 0.10 g/cm3 a lo largo del conductor interno 10. La densidad más baja del dieléctrico de espuma 15 a lo largo del conductor interno 10 mejora la velocidad de propagación de la señal RF y reduce la atenuación de señal. La capa dieléctrica 15 está unida típicamente al conductor interno 10 mediante una capa delgada de adhesivo 16 como el copolímero EAA descrito anteriormente. Adicionalmente, el cable puede incluir una capa de polímero sólido delgada 17 y otra capa de adhesivo delgada16 que protegen la superficie exterior del conductor interno 10 conforme se reúne sobre bobinas como se describe enseguida. Como se ilustra en la figura 1 , el conductor interno 10, la varilla plástica 12, la capa dieléctrica 15, la capa de plástico sólido opcional 17, y las capas de adhesivo correspondientes forman el núcleo de cable designado generalmente como 20. Rodeando de cerca el núcleo de cable 20 está una cubierta exterior metálica tubular 21. La cubierta 21 se caracteriza en general por ser tanto mecánicamente y eléctricamente continua e incluye típicamente una soldadura longitudinal 22. La continuidad mecánica y eléctrica de la cubierta 21 permite que la cubierta sirva de manera efectiva para sellar mecánicamente y eléctricamente el cable contra influencias exteriores así como para sellar el cable contra fuga de radiación RF. Alternativamente, la cubierta puede estar perforada para permitir una fuga controlada de energía RF para ciertas aplicaciones de cable de radiación especializada. La cubierta metálica tubular 21 de la invención utiliza preferiblemente una cubierta de cobre de pared delgada como el conductor externo. Más aún, la cubierta metálica tubular 21 tiene un grosor de pared seleccionado como para mantener una relación T/D (relación de grosor de pared de diámetro exterior de menos de 1.6 por ciento y preferiblemente menos de 1.0 por ciento o aún 0.6 por ciento o más baja. Preferiblemente, el grosor de la cubierta metálica 21 es de menos de 0.33 mm (0.013 pulgadas) para proveer las propiedades de doblez y eléctricas deseadas de la invención. Además, la cubierta metálica tubular 21 es preferiblemente de paredes uniformes y no corrugadas. La construcción de pared uniforme optimiza la geometría del cable para reducir la resistencia de contacto y variabilidad del cable cuando es conectorizado y para eliminar fugas de señal a el conector. Adicionalmente, las cubiertas 21 de pared uniforme pueden ser producidas en general a un costo más bajo que las cubiertas corrugadas. La superficie interna de la cubierta tubular 21 está unida preferiblemente de manera continua a través de toda su longitud y a través de la extensión circunferencial a la superficie exterior de la capa dieléctrica 15 mediante una capa delgada de adhesivo 23. Preferiblemente, la capa de adhesivo 23 consta de un copolímero aleatorio de etileno y ácido acrílico (EAA) como se describe anteriormente. La capa de adhesivo 23 debe ser hecha tan delgada como sea posible como para evitar que se afecte de manera adversa las características eléctricas del cable. De manera deseable, la capa de adhesivo 23 debe tener un grosor de 0.025 mm (0.001 pulgadas) o menos. La superficie exterior de la cubierta 21 está rodeada generalmente por una funda protectora 24. Las composiciones adecuadas para la funda protectora exterior 24 incluyen materiales de revestimiento termoplástico como polietileno, cloruro de polivinilo, poliuretano y gomas. Aunque la funda 24 ¡lustrada en la figura 1 consiste de solamente una capa de material, capas de fundas laminadas múltiples pueden también ser utilizadas para mejorar la resistencia, desprendibilidad, resistencia a quemaduras, la reducción de generación de humo, resistencia a ultravioletas y cambios de clima, protección contra plagas de roedores, resistencia de fuerza, resistencia química y/o resistencia al corte. En la modalidad ¡lustrada, la funda protectora 24 está unida a la superficie exterior de la cubierta 21 mediante una capa de adhesivo 25 para incrementar por lo tanto las propiedades de doblez del cable coaxial. De manera preferible, la capa de adhesivo 25 es una capa delgada de adhesivo, como el copolímero EAA descrito anteriormente. Aunque se ilustra en la figura 1 una capa de adhesivo 25, la funda protectora 24 puede también estar unida directamente a la superficie exterior de la cubierta 21 para proveer las propiedades de doblez deseadas de la invención. La figura 2 ¡lustra una disposición adecuada de aparato para producir la varilla plástica 12 del cable mostrado en la figura 1. Como se ilustra, un miembro estructural central 13 es hecho avanzar como desde una bobina 32. Como se estableció anteriormente el miembro estructural central 13 puede ser una cuerda de plástico reforzada o un alambre metálico y provee soporte estructural para la varilla 12 y facilita la producción de la varilla. El miembro estructural central 13 es hecho avanzar a un aparato extrusor 34 y dado de cabeza cruzada o dispositivo similar en el cual una composición de polímero es extruida alrededor del miembro estructural central 13 para formar la varilla plástica 12. Como se describió anteriormente, la composición de polímero puede ser una composición de polímero no espumable o espumable formando por lo tanto una varilla plástica sólida o de espuma 12. Si el miembro central estructural 13 no es utilizado, el aparato extrusor 34 puede ser ajustado para extruir de manera continua la fundición de polímero hacia ya sea un cilindro continuo o, a través del uso de un dosificador de vacío en un cilindro hueco. Si se utiliza una composición espumable, la fundición de polímero en el aparato extrusor 34 es inyectada con un agente soplador como nitrógeno para formar la composición de polímero espumable. Además de o en lugar de el agente soplador, agentes químicos de descomposición o reactivos pueden ser añadidos para formar la composición de polímero espumable. En el aparato extrusor 34 la fundición de polímero es presurizada continuamente para evitar la formación de burbujas de gas en la fundición de polímero. AI dejar el extrusor 34, la reducción en presión hace que la composición de polímero espumable forme espuma y se expanda para formar ya sea una varilla plástica de espuma hueca o continua 12. De manera alternativa, si se utiliza una composición no espumable, el material de polímero se endurecerá y enfriara para formar una varilla plástica sólida 12. Además de la composición de polímero descrita anteriormente, una composición adhesiva es coextruida preferiblemente con la composición de polímero espumable mediante el extrusor 34 para formar la capa adhesiva 14. La composición adhesiva permite que la varilla plástica 12 se adhiera al conductor interno 10 incrementando adicionalmente por lo tanto el soporte del conductor interno en el doblez. Preferiblemente, la composición adhesiva es un copolímero de etileno y ácido acrílico (EAA). El aparato extrusor 34 extruye continuamente la composición adhesiva de manera concéntrica alrededor de la fundición de polímero. Aunque la coextrusión de la composición adhesiva con la fundición de polímero es preferida, otros métodos adecuados como aspersión, inmersión, o extrusión en un aparato por separado también pueden ser utilizados para aplicar la composición adhesiva a la varilla plástica 12. De manera alternativa, la composición adhesiva puede ser provista sobre la superficie interna del conductor interno 10 formando por lo tanto la capa adhesiva 14. Después de dejar el aparato extrusor 34, la varilla plástica 12 puede ser dirigida a través de una estación de secado de adhesivo 35 como un túnel o cámara calentado. Al dejar la estación de secado 35, la varilla plástica 12 y el conductor interno que la rodea 10 es dirigida a través de una estación de enfriamiento 36 como a través de agua. El agua es después removida en general de la varilla plástica 12 mediante un secador de aire 37 o dispositivo similar. En este punto, la varilla plástica 12 revestida de adhesivo puede ser reunida sobre contenedores adecuados, como bobinas 40 antes de ser avanzada adicionalmente a través de la porción del procedimiento de fabricación ilustrado en la figura 3. De manera alternativa, la varilla plástica 12 y conductor interno que la rodea 10 puede ser avanzado de manera continua a través del resto del procedimiento de fabricación sin ser recolectada sobre bobinas 40. - Como se ilustra en la figura 3, la varilla plástica 12 revestida de adhesivo es estirada desde los rodillos 40 y enderezada avanzando la varilla plástica a través de una serie de rodillos enderezadores 41. Una banda S1 alargada angosta desde una fuente de suministro adecuada como bobina 42 es después dirigida alrededor de la varilla plástica 12 que avanza y doblada en una forma generalmente cilindrica mediante rodillos guía 43 como para rodear de manera floja la varilla. De manera preferible, la tira S1 esta formada de cobre. Adicionalmente, como se menciona anteriormente, la superficie de la tira S1 correspondiente a la superficie interna del conductor interno 10 puede estar revestida con una composición adhesiva. Los bordes longitudinales que se oponen de la tira S1 formada de esta manera son después movidos en relación apoyante y la tira se hace avanzar a través de un aparato soldador 44 el cual forma una soldadura longitudinal 1 1 uniendo los bordes que se apoyan de la tira S1. Preferiblemente, una soldadura de inducción de alta frecuencia es utilizada para formar la soldadura longitudinal 1 1 pero otros medios de soldadura como soldadura de arco de gas tungsteno o soldadura de arco de plasma pueden ser utilizados para unir los bordes longitudinales que se oponen de la tira S1 , o la tira puede ser encimada alrededor de la varilla plástica 12. La tira S1 soldada de manera longitudinal forma un conductor interno 10 que rodea de manera floja la varilla 12. En el procedimiento de soldadura de inducción de alta frecuencia preferido descrito anteriormente, la soldadura longitudinal 1 1 del conductor interno 10 puede después ser dirigida contra una cuchilla biseladora 48 la cual rebaja puntos de soldadura del conductor interno formados durante el procedimiento de soldadura de inducción de alta frecuencia. Si se desea resistencia compresiva incrementada para evitar formación de bucles, aplastamiento o colapso del conductor interno 10 durante el procedimiento de biselado, el conductor interno puede ser formado en una configuración oval antes de dirigir el conductor interno contra la cuchilla biseladora 48 y después ser reformada en una configuración circular. Una vez que la soldadura longitudinal 11 está formada en la cubierta 21 , la varilla plástica 12 y el conductor interno 10 que avanzan simultáneamente son hechos avanzar a través de al menos un dado de hundimiento 50 el cual hunde la cubierta sobre el núcleo de cable y por lo tanto causa compresión de la varilla plástica 12. De manera preferible se aplica un lubricante a la superficie del conductor interno conforme avanza a través del dado sumidor 50. Una vez que el conductor interno 10 ha sido formado sobre la varilla plástica 12, cualquier lubricante sobre la superficie exterior del conductor interno es removido para incrementar la habilidad del conductor interno para unirse a la capa dieléctrica 15. Una capa adhesiva 15 puede después ser formada sobre la superficie exterior del conductor interno 10 avanzando la varilla plástica 12 y conductor interno que lo rodea 10 a través de un aparato extrusor 52 en donde una composición adhesiva como un copolímero EAA es extruido de manera concéntrica sobre el conductor interno para formar la capa adhesiva 16. Además de la capa adhesiva 16, una capa plástica sólida delgada 17 y opcionalmente una composición adhesiva que forma la capa adhesiva 18 pueden ser coextruidas en el aparato extrusor 52 si se desea proteger el conductor interno 10 cuando se reúne sobre bobinas 54. La varilla plástica 12 y el conductor interno 10 que la rodea pueden ser apagados y secados, y reunidos sobre bobinas 54 antes de ser avanzados adicionalmente a través de la porción del procedimiento ilustrado en la figura 4 o pueden ser avanzados directamente a través de la porción del procedimiento ilustrado en la figura 4. Como se ilustra en la figura 4, la varilla plástica 12 y el conductor interno 10 que la rodean pueden ser dirigidos desde la bobina 54. La varilla plástica 12 y el conductor interno 10 que la rodean son después avanzados a través de un aparato extrusor 66 el cual aplica una composición de polímero utilizada para formar la capa dieléctrica 15. Preferiblemente, una composición de polímero espumable se utiliza para formar la capa dieléctrica 15. En el aparato extrusor 66, los componentes a ser utilizados para la capa dieléctrica de espuma 15 son combinados para formar una fundición de polímero. La composición de polímero es preferiblemente una composición de polímero espumable formando por lo tanto una capa dieléctrica en espuma 15. Preferiblemente, se combinan polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad con agentes nucleatizantes en el aparato extrusor 66 para formar la fundición de polímero. Estos compuestos una vez fundidos juntos son inyectados de manera subsecuente con un agente soplador como nitrógeno para formar la composición de polímero en espuma. Además de o en lugar del agente soplador, agentes de descomposición o químicos reactivos pueden ser añadidos para formar la composición de polímero espumable. En el aparato extrusor 66, la fundición de polímero es presurizada continuamente para evitar la formación de burbujas de gas en la fundición de polímero. El aparato extrusor 66 extruye de manera continua la fundición de polímero de manera concéntrica alrededor del conductor interno 10 que avanza. Al dejar el extrusor 66, la reducción en presión causa que la composición de polímero espumable forme espuma y se expanda para formar una capa dieléctrica 15 de espuma cilindrica continua que rodea al conductor interno 10. Además de la composición de polímero espumable, una composición adhesiva como un copolímero EAA es coextruida preferiblemente con la composición de polímero espumable para formar la capa adhesiva 23. El aparato extrusor 66 extruye de manera continua la composición adhesiva de manera concéntrica alrededor de la fundición de polímero. Aunque la coextrusión de la composición de adhesivo con la fundición de polímero es preferida, otros métodos adecuados como aspersión, inmersión, o extrusión en un aparato por separado pueden ser utilizados para aplicar la composición adhesiva a la capa dieléctrica 15. Con el fin de producir densidades de dieléctrico de espuma bajas a lo largo del conductor interno 10 del cable, el método descrito anteriormente puede ser alterado para proveer un gradiente o dieléctrico de densidad graduada. Por ejemplo, para un dieléctrico de capas múltiples que tiene una capa de espuma interna de baja densidad y una capa exterior sólida o de espuma de alta densidad, la composición de polímero que forma las capas del dieléctrico pueden ser coextruidas juntas y pueden adicionalmente ser coextruidas con la composición adhesiva que forma la capa adhesiva 23. De manera alternativa, las capas dieléctricas pueden ser eximidas por separado utilizando aparatos extrusores sucesivos. Otros métodos adecuados también pueden ser utilizados. Por ejemplo, la temperatura del conducto interno 10 puede ser elevada para incrementar el tamaño y por lo tanto reducir la densidad de las celdas a lo largo del conducto interno para formar un dieléctrico que tiene una densidad que se incrementa de forma radial. Después de dejar el aparato extrusor 66, el núcleo 20 revestido con adhesivo puede ser dirigido a través de una estación 67 de secado de adhesivo como un túnel calentado o cámara. Al dejar la sección de secado 67, el núcleo es dirigido a través de una estación de enfriamiento 68 como a través de agua. El agua es después removida en general del núcleo mediante un tallado de aire 69 o dispositivo similar. En este punto, el núcleo 20 revestido de adhesivo puede ser reunido sobre contenedores adecuados, como bobinas 70 antes de ser avanzado adicionalmente a través del resto del procedimiento de fabricación ¡lustrado en la figura 5. De manera alternativa, el núcleo 20 revestido por adhesivo puede ser hecho avanzar de manera continua a través del resto del procedimiento de fabricación sin ser reunido sobre bobinas 70. Como se ilustra en la figura 5, el núcleo 20 revestido de adhesivo puede ser estirado de bobinas 70 y procesado adicionalmente para formar el cable coaxial. Típicamente, el núcleo 20 revestido de adhesivo es enderezado avanzado el núcleo revestido por adhesivo a través de una serie de rodillos enderezadores 71. Una tira S2 alarga estrecha de una fuente de suministro adecuada como bobina 72 es después dirigida alrededor del núcleo que avanza y doblada en una forma generalmente cilindrica mediante rodillos guía 73 como para rodear de manera floja el núcleo. De manera preferible, la tira S2 esta formada de cobre. Los bordes longitudinales que se oponen de la tira S2 formada de esta manera son después movidos en relación apoyante y la tira es hecha avanzar a través de un aparato soldador 74 el cual forma una soldadura longitudinal 22 uniendo los bordes que se apoyan de la tira S2. La tira soldada longitudinalmente forma una cubierta 21 eléctrica y mecánicamente continua que rodea de manera floja al núcleo 20. Preferiblemente, una soldadura de arco de gas de tuxteno se forma para unir los bordes longitudinales que se oponen de la tira S2 pero otros métodos de soldadura como soldadura de arco de plasma o soldadura de inducción de alta frecuencia (acoplado con biselado de puntos de soldaduras) pueden también ser utilizados para formar la soldadura longitudinal 22 en la cubierta 21. Una vez que la soldadura longitudinal 22 esta formada en la cubierta 21, el núcleo 20 que avanza de manera simultanea y la cubierta son avanzados a través de al menos un dado de hundimiento 80 el cual hunde la cubierta sobre el núcleo de clave y por lo tanto causa con presión sobre la capa dieléctrica 15. Se aplica preferiblemente un lubricante a la superficie de la cubierta 21 conforme avanza a través del dado de hundimiento 80. Una vez que la cubierta ha sido formada sobre el núcleo 20, cualquier lubricante sobre la superficie exterior de la cubierta es removido para incrementar la habilidad de la cubierta para adherirse a la funda protectora 24. Una capa de adhesivo 25 y la funda protectora 24 son después formadas sobre la superficie exterior de la cubierta 21. En la presente invención, la funda protectora exterior 24 se provee avanzando el núcleo 20 y la cubierta que lo rodea 21 a través de un aparato extrusor 82 en donde una composición de polímero es extruída de manera concéntrica en relación rodeante a la capa de adhesivo 25 para formar la funda protectora 24. Preferiblemente, una composición adhesiva fundida como copolímero de EAA es co-extruida de manera concéntrica en relación rodeante a la cubierta 21 con la composición de polímero la cual esta en relación rodeante de manera concéntrica a la composición de adhesivo fundido para formar la capa adhesiva 25 y la cubierta protectora 24. En donde se utilizan capas múltiples de polímero para formar la cubierta 24, las composiciones de polímero que forman las capas múltiples pueden ser co-extruidas junto en relación rodeante y con la composición adhesiva que forma la capa de adhesivo 25 para formar la cubierta protectora. De amanera adicional, una tira seguidora longitudinal de una composición de polímero que contrasta en color a la cubierta protectora 24 puede ser co-extruida con la composición de polímero que forma la cubierta para objetos de marcación. El calor de la composición de polímero que forma la cubierta protectora 24 sirve para activar la capa adhesiva 23 para forma una unión adhesiva entre la superficie interna de la cubierta 21 y la superficie exterior de la capa dieléctrica 15. Una vez que la funda protectora 24 ha sido aplicada, el cable coaxial es apagado subsecuentemente para enfriar y endurecer los materiales en el cable coaxial. Una vez que el cable coaxial ha sido apagado y secado, el cable producido de esta manera puede ser después reunido sobre contenedores adecuados, como bobinas 84 adecuadas para almacenamiento y embarque. Los cables coaxiales de la presente invención están diseñados de manera benéfica para incrementar las propiedades de dobles del cable coaxial. De manera especifica, los cables coaxiales de la invención están diseñados para limitar la formación de bucles, aplastamiento o colapso del conductor interno 10 y la cubierta metálica exterior 21 durante el doblez del cable. Durante el doble del cable, un lado del cable es estirado y sometido a tensión de estiramiento y el lado opuesto del cable es comprimido y sometido a tensión de compresión. Si la varilla plástica 12 y el núcleo 20 son lo suficientemente rígidos en compresión radial y las cargas de rendimiento de compresión local del conductor interno 10 y la cubierta 21 son lo suficientemente bajas, los lados bajo tensión del conductor interno y la cubierta se alargarán rindiendo en la dirección longitudinal para acomodar el doblez del cable. De acuerdo con esto, los lados de compresión del conductor interno 10 y la cubierta 21 se acortan preferiblemente para permitir el doblez del cable. Si los lados de compresión de la varilla plástica de la cubierta no se acortan, la tensión de compresión provocada por el doblez del cable puede resultar en la formación de bucles de ya sea el conductor interno o la cubierta.

Las capas de polímero localizadas sobre el lado de compresión y los lados de tensión del conductor interno 10 y la cubierta metálica exterior 21 proveen soporte para el doblez del conductor interno y la cubierta. Adicionalmente, las capas adhesivas 14, 16, 23 y 25 no solamente facilitan la unión entre las capas de polímero y el conductor interno 10 y la cubierta 21 si no que también soportan adicionalmente al conductor interno y la cubierta en el doblez. Por lo tanto, la varilla plástica 12, la capa de dieléctrico de espuma 15, y las capas adhesivas correspondientes evitan la formación de bucles, el aplastamiento o colapso del conductor interno 10 y la cubierta 21 durante el doblez. Además de incrementar las propiedades de doblez del conductor interno 10, la varilla plástica 12 provee otros beneficios en el cable coaxial de la invención. De manera específica, la varilla plástica 12 permite que una tira delgada de metal sea utilizada como el conductor interno 10 en los cables coaxiales de la invención, y a un costo mucho más bajo que el entubado conductor interno acorrugado utilizado en cables de diámetro de alto convencionales. Adicionalmente, la varilla plástica puede evitar o reducir enormemente la migración de agua en el cable coaxial y específicamente dentro del conductor interno 10. Las capas adhesivas y la capa 15 de dieléctrico de espuma en el cable también proveen el beneficio de evita la migración de agua a través del cable y proveen en general al cable con propiedades de doblez incrementadas. Más aún, debido a que pueden ser utilizados conductores de paredes uniformes a través de los cables de la invención, los cables pueden ser conectorizados fácilmente durante la instalación, especialmente en comparación a cables similares que tienen conductores interiores y exteriores acorrugados. Los cables coaxiales de la presente invención tienen características de doblez mejoradas sobre los cables coaxiales convencionales. Los cables coaxiales de la invención son particularmente útiles en cables coaxiales de diámetro grande, de baja pérdida que tienen un diámetro de cubierta de 2.5 cm (1.0 pulgas o más). En esos cables el conductor interno sólido utilizado en los cables convencionales puede ser reemplazado con un conductor interno 10. Con forme las señales de alta frecuencia son llevadas sobre la superficie exterior del conductor interno, este reemplazo no disminuye las propiedades de propagación del cable. Más aún, las propiedades de doblez del cable no se disminuyen conforme el conductor interno 10 es soportado en el doblez por la varilla plástica 12. Por lo tanto, la cantidad de material conductor se reduce y por lo tanto, también el costo del material utilizado en el cable. De acuerdo con esto los cables coaxiales pueden ser utilizados para aplicaciones de RF de alta frecuencia, por ejemplo, aplicaciones de 50 ohm. Aunque los cables coaxiales de la invención han encontrado utilidad en aplicaciones de cable de diámetro grande, los cables coaxiales de la invención también pueden ser utilizados en cables de diámetro más pequeño, es decir, cables que tienen un diámetro de menos de 2.5 cm (1.0 pulgadas), para producir los mismo beneficios descritos anteriormente.

Como se describe anteriormente, los cables coaxiales de la invención tienen excelentes propiedades de doblez. De manera especifica, los cables coaxiales de la invención tienen una relación de rigidez de cubierta a núcleo de al menos 5, y preferiblemente de al menos 10. Además, el radio de doblez mínimo en los cables coaxiales de la invención es significativamente menos de 10 diámetros de cable, más sobre el orden de aproximadamente 7 diámetros de cable o más bajo. Adicionalmente, el grosor de la pared de cubierta tubular del cable es tal que la relación del grosor de pared a su diámetro exterior (relación T/D) no es más grande que 1.5% y preferiblemente no es más grande que 1.0%, y más preferiblemente no más grande que 0.6%. El grosor de pared reducido de la cubierta contribuye a las propiedades de doblez del cable coaxial y reduce de manera ventajosa la tenuación de las señales RF en el cable coaxial. Se entiende que a leer la descripción anterior de la presente invención, un experto en la técnica podría hacer cambios y variaciones a partir de la misma. Esos cambios y variaciones están incluidos en el espíritu y alcance de las siguientes reivindicaciones que se anexan.

Claims (17)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un cable coaxial que consta de una varilla plástica cilindrica un conductor interno que rodea dicha varilla plástica y provisto formando una tira de metal en una configuración tubular y soldando longitudinalmente o encimando los bordes laterales de la tira tubular, una capa de dieléctrico de espuma de polímero que rodea al conductor interno de manera floja, y una cubierta exterior metálica tubular que rodea de manera cercana la capa de dieléctrico de espuma de polímero.

2.- El cable coaxial de conformidad con la reivindicación 1 en la cual la cubierta metálica tiene un diámetro de más de 2.5 cm (1.0 pulgada).

3.- El cable coaxial de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2 en donde la relación del grosor de la cubierta metálica al diámetro exterior de la cubierta metálica no es más grande que 1.0%.

4.- El cable coaxial de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde dicho conductor interno está unido de manera adhesiva a la varilla plástica.

5.- El cable coaxial de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que consta adicionalmente de un miembro estructural central dentro de dicha varilla plástica cilindrica de tal manera que el miembro estructural central soporta a dicha varilla.

6.- El cable coaxial de conformidad con la reivindicación 5, en donde dicho miembro estructural central consta de un material plástico reforzado o un material metálico.

7 '.- El cable coaxial de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde dicha varilla plástica es una varilla plástica de espuma de celda cerrada.

8.- El cable coaxial de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que consta adicionalmente de un dieléctrico sólido entre dicha capa de dieléctrico de espuma de polímero y dicha cubierta.

9.- El cable coaxial de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7 en donde la densidad de dicha capa dieléctrica de espuma de polímero se incrementa radialmente desde el conductor interno a la cubierta.

10.- El cable coaxial de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicha varilla plástica es cilindrica, el conductor interno es de cobre y está unido de manera adhesiva a la varilla plástica, dicha capa de espuma de polímero está unida de manera adhesiva al conductor interno, dicha cubierta exterior metálica tubular de paredes uniformes es de cobre, y el cable coaxial consta adicionalmente de una funda de polímero protectora que rodea a la cubierta exterior y está unida de manera adhesiva a la misma.

11.- Un método para fabricar un cable coaxial que consta de los pasos de: avanzar una varilla plástica cilindrica a lo largo de una trayectoria de viaje predeterminada; aplicar un conductor interno sobre la varilla plástica y rodear la varilla plástica formando una tira de metal en una configuración tubular alrededor de la varilla plástica y soldar de manera longitudinal o encimar los bordes laterales de la tira tubular para proveer el conductor interno; extruir una composición de polímero espumable sobre el conductor interno para formar un núcleo de cable; y formar una cubierta exterior metálica tubular sobre el núcleo de cable y rodear el núcleo de cable.

12.- El método de conformidad con la reivindicación 11 en donde dicho paso de extruir una composición de polímero espumable sobre el conductor interno para formar un núcleo de cable comprende coextruir una composición de polímero espumable en relación rodeante al conductor interno, una composición de polímero sólido en relación rodeante a la composición de polímero en espuma, y una composición adhesiva en relación rodeante a la composición de polímero sólida.

13.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-12 en donde dicho paso de extruir una composición de polímero espumable sobre el conductor interno para formar un núcleo de cable comprende: avanzar la varilla plástica y el conductor interno que rodea la varilla hacia y a través de un extrusor y extruir sobre el conductor interno una composición de polímero espumable; y hacer que la composición de polímero extruido forme espuma y se expanda para formar un núcleo de cable que consta de una capa de dieléctrico de espuma expandida que rodea al conductor interno que avanza.

14.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-13 que consta adicionalmente del paso de unir de manera adhesiva el conductor interno a la varilla plástica. 15.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-14 que consta adicionalmente, antes del paso de avanzar la varilla plástica cilindrica el paso de extruir una composición de polímero sobre un miembro estructural central para formar una varilla plástica cilindrica. 16.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11-15 en donde dicho paso de avanzar una varilla plástica cilindrica comprende avanzar una varilla plástica de espuma de celda cerrada. 17.- El método de conformidad con la reivindicación 11 en donde el paso de avanzar comprende avanzar una varilla plástica cilindrica a lo largo de una trayectoria de viaje predeterminada; dicho paso de aplicar de manera longitudinal comprende avanzar y formar un tubo conductor interno que rodea de manera floja la varilla plástica, hundir el tubo conductor interno sobre la varilla plástica, y unir de manera adhesiva el tubo conductor interno a la varilla plástica; dicho paso de extrusión comprende extruir una composición adhesiva alrededor del tubo conductor interno y extruir una composición de polímero espumable sobre la composición adhesiva rodeando el tubo conductor interno para formar un núcleo de cable; y dicho paso de formación comprende formar una cubierta exterior metálica tubular de manera floja rodeando el núcleo de cable y hundiendo la cubierta sobre el núcleo de cable para causar compresión del núcleo de cable para formar un cable coaxial; dicho método comprende adicionalmente los pasos de formar una funda de polímero protectora alrededor de la cubierta y unir de manera adhesiva la funda a la cubierta.