NO880927L - Flerleder-elektrisk kabel med kontrollert elektrisk funksjon. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en flerleder-kabel-konstruksjon, særlig av miniatyrdimensjon, for transmisjon av datasignaler som er blitt utformet til å ha en kontrollert elektrisk funksjon. Nærmere bestemt kan impedansen og kapasitansen leder-til-leder og leder-til-skjerm innenfor kabelen kontrolleres.

Moderne digital databehandlings og beregningssystmer og andre elektrodiske anordninger er blitt i økende grad miniatyri-sert, anordninger av mange typer er sammenknyttet isystemer som arbeider sammen av og til på en avstand fra signal-genereringskilden, og blant hvilke signaler av mindre og mindre uniformitet hva angår form og avstand sendes på høyere og høyere hastighet. Vesentlige problemer med klarhet og nøyaktighet av datatransmisjon oppstår i økende grad fra mangelfull signalsynkronisering, gjenkjennelse og sammenstilling og impedanstilpasning hvor transmisjonskabler gir mindre uniform eller mindre kontrollert dempning, impedans, og kapasitansmuligheter for systemene.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er der tilveiebragt en fler-leders elektrisk kabel som har kontrollert impedans og kapasitans leder-til-leder og leder-til-skjerm, omfattende en indre kjerne av et isolerende materiale rundt hvilket er anbragt en flerhet av jevnt adskilte, elektriske ledere, et lag av dielektrisk materiale som omgir nevnte ledere og nevnte indre isolasjonskjerne, og en ytre isolerende kappe.

Nærmere bestemt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en kabel som kontrollerer impedanser og kapasitanser signal-til-signal og signal-til-skjerm ved anvendelser som gjør bruk av tråd med liten dimensjon, eksempelvis de som anvender AWG 40 til AWG 44 tråd. Eksisterende båndomviklingsteknologier krever en for smal slissebredde ved disse tykkelser.

Oppfinnelsen skal nå særlig beskrives i eksempels form med henvisning til de vedlagte tegninger.

Figur 1 viser et tverrsnitt av en kabel i henhold til oppfinnelsen, ikke vist i målestokk, med fire ledere fordelt om en sentral kjerne. Figur 2 er et sideriss av kabelen med hvert lag frilagt slik at de synes. Figur 3 er et tverrsnitt av en alternativ utførelsesform av en kabel ifølge oppfinnelsen hvor den sentrale kjernen har en leder ned langs dens midtpunkt.

I den utførelsesf orm av oppfinnelsen som er vist i figur 1, er metalledere 1 lagt isprial om en sentral kjerne 2 av isolerende materiale ved hjelp av en trådflettingsmaskin eller annet middel. Selvom oppfinnelsen ikke er begrenset til noen bestemt størrelse eller område av størrelser, eller sammensetning av tråd, er det foretrukne området for tråddimensjon AWG 20 - AWG 44. En kapstan kan anvendes til å trekke isolasjon 2 med den ønskede takt, slik at tråder 1 kan anbringes i spiral eller omflettes på den til å oppnå den ønskede spiralen. Valgfritt kan senterkjerneisolasjonen 2 inneholde en senterleder 6, som vist i figur 3. Isolasjonskjernen 2 omfatter fortrinnsvis MIL-ENE (Registrert varemerke) polyester, polytetrafluoretylen (PTFE), eller porøst, ekspandert PTFE (EPTFE), selvom andre polymere materialer av passende strekkstyrke og dielektrisitets-konstant kunne anvendes. Den mest foretrukne kjernen er porøs EPTFE. En lukkende form på f lettingsmaskinen kan anvendes i visse tilfeller til å innleire trådene 1 delvis i isolasjonen 2 for å sikre posisjonsmessig stabilitet av trådene 1 under påkjenning når kabelen er i bruk.

Den ønskede tykkelsen av isolasjonen 3 anbringes nå over kabelen ved vikling, fletting eller ekstrudering. Typisk isolerende materialer ville være MIL-ENE (Registrert varemerke) polyester, full tetthets PTFE eller mest ønskelig EPTFE. Hvis ønskelig, slik som eksempelvis for fremstilling av en koaksial kabel, kan et skjermende lag 4 flettes, omflettes eller vikles rundt isolasjonslaget 3. Dette kan være aluminisert folie, kobberlegeringsfletting, eller omflettet metallfolie.

For å beskytte kabelen kan et endelig kappelag 5 av beskyttende isolasjon, vanligvis av kraftig materiale for å motstå skade fra miljøet, anbringes eller ekstruderes på kabelen. Denne kappe er hensiktsmessig av polyvinylklorid (PVC), fluorert etylen-propylen (FELP) polymer, eller polyfluor-alkylvinyleter (PFA).

Kabelen, når den inneholder ledere 1 av liten dimensjon (36 til 44 AV/G), vil gi deformasjonsavlastnig overfor strekk som anbringes på lederne ved å fordele majoriteten av belastningen på det indre dielektrikum 2 i stedet for på selve lederne, ettersom lederne er spiralmessig viklet rundt det indre dielektriske materialet. Ettersom det indre dielektrikum 2 kan lages av et dielektrikum, slik som EPTFE hvis matrise strekkstyrke overskrivder 48.230 Kpa), hvilket gjør det sterkere enn lederne 1 og hvis forlengelse er minimal, vil den største majoritet av belastningen bli fordelt til det dielektriske materialet 2 i stedet for til lederne 1. Denne egenskap tillater bruken av mindre ledere 2 uten ekstern deformasjonsavlastningsteknikker som øker kabelens masse. Den mindre totale diameter av kabelen og bruken av ledere med mindre dimensjon, muliggjør en lettere og mer fleksibel kabel, hvilket gjør kabelen fordelaktig for anvendelse til sammenkobling av periferutstyret.

Et trekk ved kabelen er dens fleksibilitet som tillater bruken av et utvalg av signaltransmisjonsanvendelser. Flere forskjellige mål av lederen 1 kan anvendes samtidig rundt kjernen 2, avhengig av den bestemte anvendelse. en leder kan anbringes isenteret av den indre kjernen med hver leder anbragt på det ytre skallet av dielektkrikumet likt adskilt, som vist i figur 3, fra den indre lederen, hvorved hver leder gis et ensartet og lignende impedanssignal (ytre leder 1) til jord (indre leder 6). Indre leder 6 kan valgfritt anvendes som en jord- eller signalleder. Dersom en total skjerm 4 anvendes adskilt fra lederne 1 ved hjelp av et ytre dielektrikum 3 av EPTFE, PTFE, MIL-ENE (Varemerke) eller annet isolerende materiale, som vist i figur 2, kan, ved å kontrollere tykkelsen av isolasjonen mellom ledere og skjerm, en ensartet og lignende impedans oppnås mellom hver leder og den totale skjermen. I tillegg, ved å velge en ønskelig indre dielektrisk total diameter og likeledes adskille hver leder rundt nevnte dielektrikum, kan like lmpedanser oppnås mellom hvilken som helst leder og hvilken som helst hoslig-gende leder.

Vekselvisledere kan være jordledere, ikke signalledere, hvor lav overhøring er ønskelig.

Mange av de elektriske egenskaper, innbefattende impedans, kapasitans, forplantningshastighet og tidsforsinkelse kan kontrolleres ved å velge et dielektrisk materiale 2 som er egnet for anvendelsen og/eller utpeke et bestemt antall av omdreininger av lederere pr. cm. rundt det indre dielektrikum 2.

En fordel med den foreliggende oppfinnelse er at den forbedrer produktiviteten ved fremstillingen av fler-lederkabler, ettersom i mange tilfeller de signalførende lederne ikke trenger å være individuelt isolerte.

Et annet foretrukket trekk ved oppfinnelsen er reduksjonen i total diameter av en fler-lederkabel som har et likt antall av ledere av den samme dimensjon relativt en som er fremstilt under anvendelse av eksisterende teknologi. Denne mindre totale diameter oppnås ved å innleire hver leder i et dielektrisk materiale og ved ikke separat å isolere hver individuell leder.

Det mest foretrukne EPTFE som anvendes ifølge denne oppfinnelse er det porøse ekspanderte PTFE som er omhandlet i ett eller flere av US patentene: 3.953.566, 3.962.153, 4.096.227, 4.110.392 og 4.187.390.

Claims (9)

1. Flerleder-elektrisk kabel som omfatter en indre kjerne av et isolerende materiale rundt hvilket en flerhet av elektriske ledere er plassert, og en ytre isolerende kappe, karakterisert ved at lederne (1) er jevnt adskilt, og at et lag (3) av dielektrisk materiale omgir nevnte ledere (1) og nevnte indre kjerne (2) av isolasjon under nevnte kappe (5) som gir kabelen kontrollert impedans og kapasitans leder-til-leder og leder-til-skjerm.

2. Kabel som angitt i krav 1, karakterisert ved dessuten å omfatte en elektrisk ledende beskyttende skjerm (4) som omgir nevnte lag (3) av dielektrisk materiale under nevnte ytre isolerende kappe (5).

3. Kabel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den indre isolasjonskjernen er av polyester.

4. Kabel som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den indre isolasjonskjernen er av polytetrafluoretylen.

5 . Kabel som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte polytetrafluoretylen er porøs ekspandert polytetrafluoretylen.

6. Kabel som angitt I krav 1, karakterisert ved at nevnte indre kjerne har grunne spor for mottagelse av nevnte ledere (1) I hvilke nevnte ledere holdes ved hjelp av nevnte dielektriske materiale (3), og nevnte skjerm (4) er av flettet metalltråd, omviklet metallbånd eller metallisert plastbånd.

7. Kabel som angitt i et hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at den indre kjernen (2) av et dielektrisk materiale har en leder (6) anbragt ned langs dens senter.

8. Kabel som angitt i krav 7, karakterisert ved at senterlederen valgfritt er en jordleder eller signalleder.

9. Kabel som angitt i krav 8, karakterisert ved at det vekselvise av lederne som er adskilt om dens Indre isolasjonskjerne er jordet.