NO140693B - Fremgangsmaate til kontinuerlig fremstilling av en hoeyfrekvenskoaksialkabel - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av en i lengderetningen vanntett høyfrekvens-koaksialkabel hvis dielektrikum delvis består av en gass og delvis avstandsholdende kunststoff, hvor det på den sentrale leder først anbringes avstandsstykker og deretter en kappe som i det minste omfatter'en konsentrisk ytre leder og et beskyttelseslag av kunststoff, og hvor i kabelens lengderetning forløpende, ikke med hverandre i forundne hulrom fylles med gass.

Fra "Draht-Welt" for mars 1964,side 175-181, er det kjent en kabel av denne art hvor avstandsstykkene er skiver av dielektrisk materiale som f.eks. polyetylen som er anordnet på

en sentral leder i innbyrdes jevn avstand, f.eks. ved sprøyte-støping. Avstandsstykkene kan omgis av en sylindrisk kappe av dielektrisk materiale. En ulempe ved denne fremgangsmåte er at skivene anbringes gruppevis på den stasjonære sentrale leder,

slik at fremstillingen ikke kan anses som kontinuerlig. I til-legg hertil er det en fare for at systematisk ulikhet kan inn-føres under fremstillingen og dette kan gi opphav til refleksjoner i det frekvensområde som kabelen er beregnet på. Videre er det ved denne fremgangsmåte vanskelig å anbringe isolasjons-materiale på den sentrale leder.

Videre kan det ved denne kabel på stedet for skiven, rundt den sentrale leder vikles en avstandsvikling av kunststoff. Riktignok blir da ved fremstillingen en etterfølgende mekanisk bearbeidning av avstandsviklingen ikke nødvendig, men ved den ferdige kabel kan da inntrengt vann bre seg i hele kabelens lengde, slik at den blir ubrukelig. Dessuten er det ved fremstillingen meget vanskelig å holde høyden av avstandsviklingen konstant, slik at dielektrikumet blir ujevnt fordelt.

Tysk patentskrift nr. 863.378 beskriver en fremgangsmåte hvor en elektrisk ledning forsynes med en ikke eller bare lite bøyelig isolering i form av skumstoff som etter an-bringelsen på ledningen underkastes en glattings- og kalibrer-ingsoperasjon. Den svake bøyelighet oppnås ved å anbringe inn-snitt eller innsnøringer i skumstoffet.

Koaksialkabel med skumstoffisolering anvendes ikke lengre fordi de bestanddeler som tilsettes for skumdannelsen forårsaker vesentlig større dempning, med dielektriske tap til følge. Videre er de mekaniske egenskaper vesentlig dårligere og skumstoffet har en tendens til å skrumpe inn med tiden. Der-ved endres posisjonen av den sentrale leder i forhold til kappen. Som følge av små luftblærer er kabelen ikke vanntett i lengderetningen og skumstoffet vil bli en svamp full av vann og kabelen må skiftes ut. Sammenlignet med kunststoff har imidlertid skumstoff den fordel at det inneholder gassblærer som minsker dielektrisitetskonstanten.

Fra tysk patentskrift nr. 1.196.264 er kjent en fremgangsmåte til fremstilling av luftromisolert koaksialkabel, hvor isoleringen består av to termoplastiske kunststoffbånd som anbringes på den sentrale leder. Begge bånd er forsynt med kantdeformasjoner for å øke bøyeligheten av kabelen.

Fra DOS nr. 1.665.221 er det videre kjent en fremgangsmåte hvor den sentrale leder blir omgitt av et tettsluttende rør av dielektrisk materiale som fremdeles er mykt og som lokalt blåses opp og deretter presses sammen slik at det dannes avstandsskiver. Denne fremgangsmåte har den fordel at lekkasje ikke vil bevirke noen kortslutning mellom den sentrale leder og den ytre leder når rommet mellom den ytre leder og den sentrale leder fylles med vann. Denne fremgangsmåte krever imidlertid meget nøyaktig kontroll av temperaturen i de deler av sprøytestøpemaskinen som er direkte implisert i formings-prosessen og disse deler er forholdsvis kompliserte.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en høyfrekvens-koaksialkabel av den innledningsvis nevnte art som er vanntett i lengderetningen med bedre elektriske og mekaniske egenskaper med lengre levetid og enklere fremstilling.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det konsentrisk rundt den sentrale leder ekstruderes en sylinder av kunststoff, og at det etter avkjøling av kunststoffet regelmessig fordelt i kunststoffsylinderen fjernes deler ved hjelp av be-arbeidelsesverktøy ved frem- og tilbakegående bevegelse på tvers av kabelens lengderetning og de gjenstående deler av kunststoffsylinderen danner gasstettende avstandsstykker som berører kappen i sluttet begrensningslinje.

På denne måte oppnås vesentlige fordeler. Periodisk refleksjon undertrykkes sterkt. De elektriske og mekaniske egenskaper kan under fremstillingen bestemmes på enkel måte fordi bearbeidelsen av kunststoffet ikke skjer ved deformering.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-5.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen og forskjellige kabelkonstruksjoner som kan fremstilles på denne måte skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk hvorledes deler av sylinderen av syntetisk materiale kan fjernes ved fresing. Fig. 2 viser i perspektiv og delvis i snitt den sentrale leder med avstandsstykker og en omgivende hylse av isolasj onsmateriale. Fig. 3 viser et snitt langs linjen III-III på fig. 2. Fig. 4 viser delvis i lengdesnitt en kabel med avstandsstykker som vist på fig. 2. Fig. 5 viser i perspektiv og delvis i snitt en annen utførelse av avstandsstykkene. Fig. 6 viser på samme måte enda en utførelse av avstandsstykkene . Fig. 7 viser delvis i lengdesnitt en kabel forsynt med avstandsstykker som vist på fig. 6. Fig. 8 viser i perspektiv en annen utførelse av avstandsstykkene og den sentrale leder. Fig. 9 viser i perspektiv nok en utførelse av avstandsstykkene og den sentrale leder. Fig. 1 viser en sentral leder 11 av kopper som ved ekstrudering er omgitt av en sylinder 12 av polyetylen og som mates frem kontinuerlig mellom freseverktøy 1 og 2. Frese-verktøyene 1 og 2 beveges samtidig avvekslende mofc og fra hverandre slik at den sentrale leder 11 i hele sin lengde er omgitt av syntetisk materiale. I avstand fra freseverktøyene 1 og 2 er anordnet et par tilsvarende freseverktøy 3 hvis om-dreiningsakse står vinkelrett på omdreiningsaksene for frese-verktøyene 1 og 2. På denne måte dannes avstandsstykker 13 av syntetisk materiale som omgir den sentrale leder 11 som vist på fig. 2 og disse avstandsstykker er igjen omgitt av en hylse 14 av polyetylen. Mellom de gjenstående deler 15 av den opprinnelige omkretsflate av sylinderen 12 slutter hylsen 14 tett samtidig som det dannes fra hverandre atskilte, gassfylte rom 16. Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom den tynneste del 17 med kvadratisk form, av den opprinnelige sylinder 13. Delen 17 er begrenset av fire kurveflater som parvis ligger overfor hverandre på hver sin side av den sentrale leder 11 og generatrisene for hvert par strekker seg parallelt med hverandre mens generatrisene for de to andre flater strekker seg vinkelrett på de første. Fig. 4 viser at hylsen 14 på fig. 2 er omgitt av en metallfolie eller en metalltrådstrømpe 18 som danner den ytre leder og et ytre lag 19 av polyetylen. Fig. 5 viser en annen utforming av avstandsstykkene 2A. Denne konstruksjon oppnås ved å anvende to par freseverktøy

hvor aksen for verktøyene i hvert par ligger i flukt med hverandre mens avstanden mellom endene av verktøyene i hvert par er lik tykkelsen av den midtre del 22 og hvor aksene for verktøyene i de to par er parallelle med hverandre og står vinkelrett på kabelens akse. Ved kontinuerlig bevegelse av sylinderen i sin lengderetning mellom freseverktøyene hvis akser beveges opp og ned, vil den sentrale leder også her bli fullstendig omgitt av syntetisk materiale 22A med et midtre parti 22 som sideveis er begrenset av to flater 23 og 24 som ligger på hver sin side av den sentrale leder 21 og parallelt med deler 25 og 26 av den opprinnelige omkretsflate av sylinderen, samt to i lengderetningen snodde kantpartier 27 og 28 som ligger på hver sin side av midtre del 22, men som kan være innbyrdes forskutt og strekker

seg vinkelrett på den midtre del 22 og er begrenset i radial retning av deler av den ytre omkretsflate av den opprinnelige sylinder og den indre flate av hylsen 29 som anbringes i neste arbeidsoperasjon. Samvirket mellom den midtre del 22, kantpartiene 27 og 28 og hylsen 29 som alle består f.eks. av polyetylen, begrenser luftfylte rom i kabelen som ikke kommuniserer med hverandre. Profilen av avstandsstykket 22A

kan modifiseres ved å endre hastigheten med hvilken sylinderen mates frem og graden av den reiproserende bevegelse av frese-verktøyene. Hvis aksene for freseverktøyene i det ene par forskyves innbyrdes, vil formen av avstandsstykket 22A bli slik at kantpartiene 27 og 28 forskyves innbyrdes. Fig. 6 viser det samme som fig. 5 hvor avstandsstykket 22A har en midtre del 22 og to kantpartier 27 og 28 som strekker seg parallelt med hverandre på hver sin side av den midtre del 22 hvor ytterligere syntetisk materiale er fjernet. Dette fører til utsparinger 31 i den midtre del 22 mellom hvert par av ut-ragende topper pa samme side av den midtre del 22 som f.eks. toppene 30 av de snodde kantpartier 27 og 28 og dybden av disse utsparinger er mindre enn veggtykkelsen av den opprinnelige sylinder av syntetisk materiale slik at den sentrale leder for-blir innkapslet i syntetisk materiale. Fig. 7 viser delvis i lengdesnitt en koaksialkabel med avstandsstykke som vist på fig. 6. Kabelen har en ytre leder 32 bestående av en kombinasjon av en metallfolie og en metallstrømpe og et ytre beskyttelseslag 33 av syntetisk materiale, f.eks. polyetylen. Avstandsstykkene 34 på fig. 8 er oppnådd ved at man ut fra utførelsen som er vist på fig. 6 og 7 fjerner ved hjelp av to ekstra freseverktøy noe mere syntetisk materiale fra kantpartiene 27 og 28 som er snodd i kabelens lengderetning. Dette oppnås ved at de ekstra freseverktøy som er anordnet parallellt på hver sin side av kabelen beveges mot hverandre under transporten av kabelen, idet den minste avstand mellom freseverktøyene er større enn diameteren av den sentrale leder 35» slik at disse kantpartier fjernes som på fig. 6 heller ned-over (i retning fra venstre til høyre). De oppover ragende deler av kantpartiene 27 og 28 blir stående igjen slik at skiveformede avstandsstykker 36 blir stående igjen parallelt med hverandre vinkelrett på den midtre del 37 i en spiss vinkel til den sentrale leder 35. Det midtre parti 37 av avstandsstykkene 34 svarer til det midtre parti 22 på fig. 6. Den midtre del 37 har to parallelle flater 38 og 39 på hver sin side av den sentrale leder og er forsynt med utsparinger 40.

Fig. 9 viser nok en utførelse av avstandsstykkene 41. Denne utforming er oppnådd ved at i det første trinn av

fresingen anvendes to par freseverktøy som arbeider på samme måte som beskrevet under henvisning til fig. 5. Freseverktøyene har samme svingefrekvens som ved fremstillingen av konstruk-sjonen på fig. 5» men har større amplitude. Dette bevirker at kontinuiteten av de snodde kantpartier 27 og 28 på fig. 5 av-brytes slik at de skiveformede partier \\ 2 dannes og disse strekker seg i rett vinkel på den midtre del 44 og danner en spiss vinkel med den sentrale leder 40. Ved anvendelse av to ytterligere freseverktøy dannes det i den midtre del 44 som har to flater 45 og 46 som strekker seg parallelt med den sentrale leder 43 på hver side utsparinger 47 hvis dybde er mindre enn veggtykkelsen av den opprinnelige sylinder av syntetisk materiale.

Av de ovenfor beskrevne utførelser er det klart at det

er mange mulige variasjoner for fjerning av materiale fra den opprinnelige sylinder av syntetisk materiale.

F.eks. er det stort valg med hensyn til antall frese-verktøy som kan samarbeide i par, posisjon av freseverktøyene og deres grad av bevegelse og hastighet for bevegelse av den sentrale leder og sylinderen av syntetisk materiale under bearbeidelsen ved hjelp av freseverktøyene.

Under fjerning av materiale fra sylinderen er det bare

en begrensning som må taes i betraktning, og den går ut på at det mellom de fjernede deler blir stående igjen avstandsstykker 22A med en ytre dimensjon som svarer til den ytre diameter av sylinderen av syntetisk materiale til å begynne med. Dette sikrer at kappen som omfatter hylsen av syntetisk materiale kan tres over den innleirede sentrale leder med en pasning som muliggjør at det dannes rom som er fylt med en gass f.eks. luft, slik at rommene ikke kommuniserer med hverandre. Videre må materiale i sylinderen av syntetisk materiale fortrinnsvis ikke fjernes helt inn til den sentrale leder for å hindre kortslutning mellom denne og den ytre leder i tilfelle av lekkasje.

Graden av og måten på hvilken materialet fjernes ved fresing er avhengig av de krav som stilles til den ferdige kabel f.eks. med hensyn til stivhet, motstand mot trykk og elektriske egenskaper.

Det må anses som en meget viktig fordel at man ved

hjelp av oppfinnelsen kan tilveiebringe ønskede egenskaper av det ferdige produkt ved enkel innstilling.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har også den viktige fordel at sammenlignet med en kabel med massivt dielektrikum, med samme dempning, kan det oppnås en innsparing av materiale på ca. 50% for det syntetiske materialet og 20% for metallet. Videre muliggjør oppfinnelsen ved samme dempning en mindre diameter av kabelen enn ved en kabel med massivt dielektrikum. Dette medfører også innsparing av materialer hvis kabelen armeres.

Dette kan illustreres ved å betrakte en kabel som vist på fig. 2-4 med en diameter på 8,5 mm idet den har samme dempning som en kabel med en diameter på 11,3 mm som har massivt dielektrikum. En ytterligere reduksjon .av kabelens diameter til f.eks. 7 mm ved opprettholdelse av samme dempning er mulig ved å fjerne mere syntetisk materiale fra avstandsstykkene som er vist på fig. 2-4. Dette kan oppnås ved f.eks. at delene 15 på motstående sider avflates slik at etter hverandre følgende deler 15 får avflatede sider som står vinkelrett på hverandre, mens noen av delene 15 i avstand fra hverandre ikke avflates for å bibeholde vanntette rom. En annen fordel er at en delvis luft fylt kabel på denne måte kan oppnås ved kontinuerlig fremstilling uten uheldige refleksjoner i det frekvensområde for hvilket den er beregnet samtidig som den er vanntett i lengderetningen.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av en i lengderetningen vanntett høyfrekvenskoaksialkabel hvis dielektrikum delvis består av en gass og delvis avstandsholdende kunststoff, hvor det på den sentrale leder først anbringes avstandsstykker og deretter en kappe som i det minste-omfatter en konsentrisk ytre leder og et beskyttelseslag av kunststoff, og hvor i kabelens lengderetning forløpende, ikke med hverandre i forbundne hulrom fylles med gass, karakterisert ved at det konsentrisk rundt den sentrale leder (11) ekstruderes en sylinder (12) av kunststoff, og at det etter avkjøling av kunststoffet regelmessig fordelt i kunststoffsylinderen fjernes deler ved hjelp av bearbeidelsesverktøy ved frem- og tilbakegående bevegelse på tvers av kabelens lengderetning og de gjenstående deler (15) av kunststoffsylinderen danner gasstettende avstandsstykker som berører kappen (14) i sluttet begrensningslinje.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at deler av kunststoffsylinderen (12) fjernes på sådan måte at den gjenstående del består av på omkretsflaten av kunststoffsylinderen begrensede deler (15) og mellomliggende deler (17) som er begrenset av fire hulsylindriske flater som parvis ligger overfor hverandre på to sider av den sentrale leder (11), idet flatene i hvert par er innbyrdes parallelle og parene er rettet vinkelrett på hverandre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at deler av kunststoffsylinderen (12) fjernes på sådan måte at den gjenstående del av kunststoffsylinderen består av en midtre del (22) som er begrenset av parallelt med den sentrale leder (21) forløpende, parallelle flater (23,24) og deler (25*26) av den ytre omkrets av kunststoffsylinderen og av to på hver sin side av den midtre del liggende, eventuelt innbyrdes forskutte, på tvers av den midtre leder rettede og med denne forbundet, i meanderform forløpende kanter (27,28) som i radial retning begrenses av deler av den ytre omkrets av den opprinnelige kunststoffsylinder og slutter seg til den indre flate av en i neste arbeidsoperasjon anbrakt kappe.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, kara k teri-sert ved at de meanderformede kanter (27,28) forløper parallelt på begge sider av den midtre del (22), og at det i den midtre del mellom to etterhverandre følgende, på samme side av den midtre dei beliggende topper av de meanderformede kanter (27,28) anbringes utsparinger (31) hvis dybde er mindre enn veggtykkelsen av den opprinnelige kunststoffsylinder.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at deler av kunst stoffsylinderen fjernes på sådan måte at den gjenstående del av denne består av en midtre del (37,44) som er begrenset av to på hver side av den sentrale leder (43) og parallelt med denne beliggende parallelle flater (38,39 resp. 45,46) og skiveformede bropartier (36,42) som forløper på tvers av den midtre del (37,44) og danner en spiss vinkel med den sentrale leder, idet bropartiene i radial retning er begrenset av deler av den ytre omkrets av den opprinnelige kunststoffsylinder og slutter seg til den indre flate av en i neste arbeidsoperasjon anbrakt kappe.