DE7221114U - Luftraumisoliertes koaxiales H.F.Kabel mit gewellten Leitern und einzelnen auf dem Innenleiter angeordneten Abstandhaltern aus Kunststoff - Google Patents

Description

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r: Feiten ft Guilleaume Kabelwerke Aktiengesellschaft 5 Köln 80 Schanzenstraße

Fl 4055 5 Köln-Mülheim, den 31. Mai 1972

Luftrauinisoliertes koaxiales H.P.-Kabel mit gewellten Leitern und einzelnen auf dem Innfenleiter angeordneten Abetandhaltern aus Kunststoff ■

lAiftraumisoliertes koaxiales H.F.-Kabel mit gewelltem, rohrförmigem Innen- und Außenleiter, welche durch einzelne in Abständen auf dem Innenleiter angeordnete aus Stützelementen und diese verbindenden Federbügel bestehende Abstandhalter thermoplastischem Kunststoff zentriert sind.

Bei koaxialen H.F.-Kabeln mit Luftraumisolierung sind für hohe zu öbertragende Leistungen bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad eine niedrige Widerstands- und Ableitungsdämpfung die wesentliche Voraussetzungen. Besondere Bedeutung kommt dabei dem Anteil der Ableitungsdämpfung zu, da diese, verursacht durch die dielektrischen Verluste des Iso^iermaterials, proportional zur Frequenz ansteigt. Dagegen nirnn/b die durch den Hochfrequenzwiderstand der Leiter verursachte Widerstandsdämpfung nur mit

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der Wurzel aus der Frequenz zu. Während die Widerstandsdämpfung mit wachsendem Kabeldurohmesser abnimmt, ist die Ableitungsdämpfung vom Kabeldurohmesser unabhängig« Sie wird itöiglloh durch den dielektrischen Verlustwinkel und die relative Dielektrizitätskonstante des Isolierstoffes bestimmt* Bei koaxialen H.F.-Kabeln kommt daher der Auswahl geeigneter Isolierstoffe um so mehr Bedeutung zu, Je größer die Kabeldurohmesser und je höher die Betriebsfrequenzen sind. Außerdem sollte der verwendete Isolierstoff leicht verarbeitbar sein und eine hone Elastizität besitzen. Dabei müssen die Abstandhalter derartig gestaltet sein, daß die während des Fertigung©- und Verlegeprozeßes sowie im Betrieb der koaxialen H.F.-Kabel auftretenden hohen mechanischen Beanspruchungen bzw. Verdrehungen und/oder Verschiebungen des Innenleiterß im Außenleiter verhindert werden.

Ein hohes üewioht ist instiSSvnäsrs 5er LSssgsgisleiä&tSSigkelfe bei der übertragung von Fernsehsignalen und der erzielbaren Präzision dieser Kabel beim Einsatz in Dezimeter- und Zentimeterbereich beizumessen·

Durch die DAS 1 465 637 ist bereits eine Abstandhalterung für koaxiale H.F.-Kabel bekannt geworden, die eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform aufzeigt. Es handelt sich hierbei s um einen ausgesparten Formstrang aus Kunststoff der schrauben- ~ linienförmig um den Innenleiter gewickelt wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser Ausführungsform 1st, daß der die Stützelemente tragende Formstrang In seiner vollen Länge im Bereich höchster Feldstärke verläuft und mangels Verankerungsfähigkeit insbesondere bei Kabel mit großen Dimensionen nicht lagebeständig ist. J>aher geht eine andere bekannte Abstandhalterung (DOS 1 765 320) von einzelnen gespritzten und mengenmäßig günstiger proportionierten Abstandhalten! aus. Zur verbesserung der Stabilität besteht dieser Abstandhalter aus drei im Abstand um 120° gegenein

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ander versetzten am Umfang des Innenleiters angeordneten Speichen und zwei Ringteilen, die die Speichen längs der Innenwand des Außenleiters verbinden und diesen abstützen. Die Ringteile haben T-förmigen und die Speichen kreuzförmigen Querschnitt.

Während der vorbenannte Abstandhalter im Gegensatz zu dem in der DAS 1 465 637 beschriebenen durch das gewählte Kreuzprofil den Erkenntnissen der Festigkeitslehre eher Rechnung trägt, sind Stützelemente, Abstützung dieser Elemente auf dem Innenleiter und der die Stützelemente verbindende Federbügel nicht optimal dimensioniert. Neben diesen, die übertragbare Leistung derartiger Kabel wesentlich mitbeeinflussenden konstruktiven Merkmalen, fehlt allen bekannten Abstandhalterkonstruktionen eine sehr wesentliche Funktion: Sie vermögen zwar teilweise den Innenleiter formschlüssig zu verankern, nicht jedoch den Außenleiter· Darüber hinaus sind die einzeln angeordneten Abstandhalter nicht gegen Verdrehen und damit gegen Verschieben ir richtung der Kabelachse gesichertJ ein Effekt, der dann auftritt, wenn während des Herstellprozesses auf die Abstandhalter,Verdrehungskräfte einwirken, wie sie beispielsweise die schraubenlinienförmig fortschreitende Stir» des Wellprofils des Außenleiters darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Aufbau für ein luftraumisoliertes koaxiales H.F.-Kabel mit gewelltem rohrförmigen! Innen- und Außenleiter sowie Abstandhaltern anzugeben, der die hohen Forderungen an die Längsgleichmäßigkeit und Genauigkeit der Zentrizität von Innenleiter und Außenleiter, am die übertragbare H.F.-Leistung und an den Wirkungsgrad optimal erfüllt, ohne den Frequenzbereich einzuengen·

Erfindungsgemse wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Innenleiter ein Ringwellprofil aufweist» wobei der Abstand benachbar-

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ter Ringwellen weniger als das 0,3-fache des Innenleiterdurch measers (d) beträgt, der Außenleiter ein Schraubenwellprofil besitzt und das Profil des Abstandhalten in das Ringwellprofil | des Innenleiters und in das Sonrnubenweiiprofii des AuBenxeibers eingreift, wobei die Abstandhalter in einem gegenseitigen Abstand von 0,6 χ (D + d) bis 0,75 x (D + d) in Kabel angeordnet sind.

mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind mehrfacher Art. Bei eineJ gegenseitigen Mittenabetand der Ringwellen von weniger als dem 0,5-fachen des Innenleiterdurchmessers stellen sich günstige Biegeeigenschaften ein. Die übliche bei größeren Ringabständen auftretende Neigung zum Knicken des Innenleiters bleibt bei der erfindungsgemäßen Dimensionlerüng des Ringwellprofile des Innenleiters aus» Die durch die Erfindung ermöglichte Verankerung des profilierten Abstandhalters im Ringwellprpfil des Innenleiters verhindert ein Verschieben der Halter Infolge Vessüs.Der weitere Vorteil der» erfindimgsgemäßen Kabelkonstruktion besteht darin, daß auch bei beliebiger Toleranzlage der Leiter und Abstandhalter neben der mechanisch und elektrisch günstigen Verteilung des Isoliermaterials stets eine formschlüssige Verbindung zwischen Außen- und Innenleiter hergestellt wird. Dieses Merkmal ist von großer Bedeutung für das Einbringen derzeitiger Kabel in sehr hohe Fernsehtürme. Die Bemessung des Abstandhalter-Mittenabstandes zwischen der 0,6 Una 0,75-fachen Summe aus elektrisch wirksamem Innen- und Außenleiterdurchmesser erlaubt es in vorteilhafterweise den Einsatzfrequenzbereich des Kabels optimal zu nützen und das Kabel trotz der lSngsperiodischen Struktur bis zur Grenzfreciuenz, die durch die Wellentypumwandlung gegeben ist, voll einzusetzen. Größere Mittenabstände der Abstandhalter führen nämlich zu einer Beschneidung des Einsatzfrequenzbereiches, kleinere Mittenabstände zu einer elektrisch nicht nutzbaren den Isolierstoffanteil Jedoch entscheidend vergröflernden Verschiebung der durch die längsperlo-

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dlsohe Struktur vorgegebenen Grenzfrequenz. Biese letztgenannte Grenzfrequenz wird nach Maßgabe der speziellen geometrischen Gegebenheiten eines Jeden Kabels erfindungsgemäß oberhalb der durch die Wellentypumwandlung vorgegebenen Grenzfrequenz plaziert. Dadurch wird der weitere Verteil erzielt, den Tlefpaßcharakter der längsperiodischen Struktur unwirksam zu machen.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung besitzen die Stützelesente jedes Abstandhalters ein sich radial erweiterndes Üoppel-T-Profll und an der der Innenwand des Außenleiters zugekehrten Seite je zwei axial sich erstreckende Wülste mit Dlmen-(_ sionen derart, daß die Wülste gemäß der plastischen Verformbarkeit in das Außenleiterwellprofil eingreifen, sowie je eine zylinderförmige Grundplatte, die den Innenleiter mit jeweils 30° - 50° umfaßt, wobei die axiale Erstreckung gleich dem 1,0-1,8-fachen Mittenabstand der Innenleiter-Ringwellen ist und einen in der Querschnittsebene radial verlaufenden ringförmigen Wulst trägt, welcher in das Innenleiterwellprof11 eingreift.

Das Doppel-T-Profil anstelle des bekannten Einfach-T- oder Kreuzprofils verringert durch seine vergrößerte Oberfläche den Värmewiderstand zwischen Innen- und Außenleiter, erhöht damit die übertragbare H.P.-Leistung und verbessert gleichzeitig die . Formsteifigkeit der Halter sowie deren Abstützfähigkeit. Diese ^- Vorteile werden noch gesteigert dadurch, daß jeder Abstandhalter eine Grundplatte mit Wulst in der Querschnittsebene besitzt. Diese Anordnung des Wulstes in der Querschnittsebene, d.h. in der Mitte der Grundplatte macht den vorteilhaften Einsatz einer einfachen zweiteiligen Gußform möglich. Der Wulst greift massiv in das Profil des Innenleiters ein, wobei er samt Grundplatte den Leiter auf jeweils 50° - 50° eng umfaßt. Die Beschränkung der Grundplattenbreite in Richtung Kabelachse auf dem 1,0 - 1,8-fachen Ringwellenabetand trägt sowohl den Biegeeigenschaften des Kabels wie der Längsgleichmäßigkeit optimal Rechnung. Erst

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durch den Eingriff des Wulstes ins Innenleiterprofil und durch die Umfassung des Innenleiters durch die Platte wird der Halter selbst bei Vollast unverrückbar im Innenleiter verankert und steigert dessen mechanische Belastbarkeit im Bereich höchster Erwärmung. Vervollständigt wird die Verankerung auf der entgegengesetzten Seite des Abstandhalters» auf der Außenleiter-Innenwand, durch zwei axial sich erstreckende Wülste auf jedem Stützelement. Die Ausdehnung dieser Wülste in Richtung der Kabelachse eröffnet die Möglichkeit, daß die Wülste bei beliebiger Toleranalage der Leiter und Abstandhalter in das Außenleiterwellprof11 eingreifen, wobei die Wülste plastisch verformt werden. Damit wird jene kraftschlüssige Verankerung hergestellt, die ein Verdrehen und/oder Versehleben der Halter zwischen Außen- und Innenleiter verhindert und souit den Anforderungen an Zentrizität und Längsgleichmäßigkelt genügt*

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Federbügel mit Doppel-T-Profil und mit die Außenseite der an der Halteröffnung Ii Setzungen.

öffnung liegende» Stützelemente um 5° - 10° überragenden Fort*

Das Doppel-T-Profil der Federbügel ermöglicht minimalen Materialeinsatz bei vorgegebener Formstelfigkeit, Die Fortsetzungen der Federbügel, welche die zu beiden Selten der Halteröffnung liegenden Sttttzelemente überragen und In die öffnung hineinreichen, ergeben zusammen mit dem Doppel-T-Profil der Stützelemente und der Federbügel eine nochmalige Steigerung 6er mechanischen Stabilität der Abstandhalter. Außerdem wird der auf dem unebenen Außenleiterwellprofil aufliegende Bereich der Halter verbreitert, was sich sowohl auf die spezifische Flächenbelastung des Isolierstoffes als auch auf die Längsgleiohmäßigkeit und somit auf die elektrischen Eigenschaften des Kabele vorteilhaft auswirkt«

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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Markierung unterschiedlicher Gestalt in der Querschnittssymmetrieebene der Abstandhalter angebracht. Öle Lage dieser Markierung erlaubt bezüglich der Abstandhalterlage in der Spritzgußform eine gleichsinnige Anordnung der Halter auf dem Innenleiter. Denn diese Maßnahme macht die Infolge der Ungenauigkeit der beiden Werkzeughälften gegebene Abweichung zwischen der elektrisch wirksamen Massensymmetrieebene und der geometrischen Symmetrieebene wirkungslos. Sollte diese Markierung nicht berücksichtigt werden» dann wird durch die Anordnung der Markierung in der Querschnitts« symmetrieebene die elektrische Längsgleichmäeigkeit vorteilhafterweise nicht zusätzlich gestört. Gleiches gilt für Markierungen, mit denen zusätzlich noch die Position in einem Kehrfachspritzgufiwerkzeug festgehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird In einer Zeichnung dargestellt.

Figur 1 zeigt das koaxiale H.F.-Kabel Im Längsschnitt, Figur 2 zeigt einen Abstandhalter im Querschnitt, Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den Federbügel In der

Ebene A-B,
Figur 4 zeigt einen Schnitt durch ein Stützelement in der Ebene C-D.

In der Figur 1 ist der ringgewellte Innenleiter 1 mit Durchmesser d mittels des Abstandhalten 2 im Außenleiter 3 mit Durohmesser D zentriert. In der Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Abstandhalter dargestellt, wie er in der Querschnittsebene eines koaxialen H.F.-Kabels verwendet werden kann.

Die drei Stutzelemente 4a, 4b, 4c des Halters sind um 120° gegeneinander versetzt und an ihrer dem Innenleiter zugewandten Seite

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jeweils mit einer zyllnderförmlgen Grundplatte 6 versehen. Jede Grundplatte besitzt in der Symmetrieebene einen Wulst 7. Grundplatte und Wulst umfassen von außen den Innenleiter, wobei der Wulst in den Wellring des Innenleiters eingreift. Jedes Stützelement trägt an seiner der Innenwand des Außenleiters zugekehrten Seite zwei Wülste 8a, 8b, 8c, die sich in axialer Richtung des Kabels erstrecken und der formschlüssigen Verankerung der Halter im Schraubenprofil des Außenleiters dienen. Der Federbügel 5a verbindet die Stützelemente 4a und 4b. Der Federbügel 5b verbindet die Stützelemente 4b und 4c. Die Fort= Setzungen 10a und 10b sind Teile der Federbügel. Sie schließen sich an die beiden äußeren zur Öffnungsseite des Halters hin gelegenen Stützelemente 4a, 4c an und ragen in die Halteröffnung hinein. Damit sind die Fortsetzungen verlängerte Auflager für den Außenleiter. Die in der Symmetrieebene angebrachte Markierung 9 dient der eindeutigen Positionierung der Abstandhalter auf dem Innenleiter.

Die Figuren 2 und 4 verdeutlichen mit einem Schnitt das Doppel-T-Profil des Federbügels bzw. des Stützelementes.

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Claims (3)

Sehutzansprtiche:

1. Luftraumisoliertes koaxiales H.P.-Kabel mit gewelltem rohrförmigem Innen- und Außenleiter, welche durch einzelne in Abständen auf dem Innenleiter angeordnete aus Stützeleraenten und diese verbindenden Federbügel bestehende, aus thermoplastischem Kunststoff gespritzte Abstandhalter zentriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (1) ein Ringwellprofil aufweist, wobei der Abstand benachbarter Ringwellen weniger als das 0,3-fache des Tnnenleiterdurchmessers beträgt, der Außenleiter ein Schraubenwellprofil besitzt und das Profil des Abstandhalters (2) in das Ringwellprofil des Innenleiters und in das Sehraubpnwellprofil des Außenleiters (3) eingreift, wobei die Abstandhalten in einem gegenseitigen Abstand von 0,6 χ (D +d) bis 0,75 χ *D + d) im Kabel angeordnet sind.

2. Koaxiales H.P.-Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzelemente (4a, 4b, 4c) Jedes Abstandhalters (2) ein sich radial erweiterndes Doppel-T-Profil besitzen und an der der Innenwand des Außenleiters zugekehrten Seite je zwei axial sich erstreckende Wülste (8a, 8b, 8c) mit Dimensionen aufweisen derart, daß die Wülste gemäß der plastischen Verformbarkeit in das Außenleiterwellprofll eingreifen, sowie je eine zylInderförmige Grundplatte (6) besitzen, die den Innenleiter (1) mit jeweils 30° - 50⁰ umfaßt, wobei die axiale Erstreckung gleich dem 1,0 - 1,8-fachen Mittenabstand der Innenleiter-Ringwellen 1st und einen in der Querschnittsebene radial verlaufenden ringförmigen Wulst (7) trägt, welcher in das Innenleiterwellprofil eingreift.

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3. Koaxiales H. F.-Kabel nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Federbügel (5a, 5b) ein Doppel-T-Profil aufweisen und die Außenseite der an der Halteröffnung liegenden Stutzelemente um 5° - 10° überragende Fortsetzungen (lOa, 10b) besitzen.

Koaxiales H.F.-Kabel naeii Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Markierung (9) in der Querschnittssyimnetrieebene der Abstandhalter (2) angebracht ist.

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