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Luftraumisolierte elektrische Leitung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine luftraumisolierte elektrische Leitung, bei welcher der Leiter durch Fäden in seiner Lage zu einer den Leiter umgebenden Hülle gehalten ist. Diese Hülle bildet entweder den Rückleiter, so dass dann eine konzentrische luftraumisolierte elektrische Leitung ent- steht, oder die Hülle besteht aus Isolierstoffen und bildet die Begrenzung der Isolierung. Es entsteht somit ein isolierter Leiter, der zu Paaren, Vierern od. dgl., wie es in der Fernmeldeteelmik üblich ist, zusammengefasst werden kann.
Für besondere Zwecke, wie beispielsweise Fernsprecli-Vielfachbetrieb und Fernsehen und auch als Zuleitung für Antennen und Photozellen müssen nun Kabel verwendet werden, die Frequenzen bis 1,000. 000 Hertz oder mehr mit geringer Dämpfung übertragen können. Solche Kabel müssen deshalb eine möglichst kleine Kapazität und niedrige dielektrische Verluste aufweisen.
Diese Aufgabe ist insbesondere durch die Herstellung konzentrischer Kabel gelöst worden, welche für derartig hohe Frequenzen verwendet werden können. Das konzentrische Kabel besteht aus einem Mittelleiter, der von einem leitenden äusseren Mantel umgeben ist. Bei genügend grossen
Abmessungen hat ein solches Kabel die notwendigen niedrigen Kapazitätswerte, wenn die Isolierung eine entsprechend niedrige Dielektrizitätskonstante besitzt. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn die
Halterung des Mittelleiters so ausgeführt ist, dass das Dielektrikum möglichst weitgehend aus Luft besteht.
Es ist bei luftraumisolierten Leitungen bekannt, den innerhalb eines Hohlzylinders liegenden
Leiter durch mehrere Fäden zu halten, die diametral entgegengesetzt vom Hohlzylinder zum Leiter ) geführt sind. Bei dieser Ausführungsform ist es auch bereits vorgeschlagen worden, eine aus einem einzigen Band bestehende offene Schraubenwicklung zu benutzen. Die Herstellung dieser Leitung ist derart verwickelt, dass ihr eine praktische Bedeutung nicht zukommt.
Durch vorliegende Erfindung wird nun die Aufgabe, elektrische Leitungen und Kabel für hohe
Frequenzen leicht und einfach herzustellen, dadurch gelöst, dass der Aussenleiter oder Schirm bzw. das Tragsystem für den Innenleiter aus einem System von offen gewickelten aufeinanderliegenden
Schraubenwicklungen besteht, die miteinander Kreuzungspunkte bilden, über welche ein den Mittel- leiter in seiner Lage festhaltender Faden geführt ist, der vorzugsweise aus einem Werkstoff mit geringen dielektrischen Verlusten besteht. Der Halterungsfaden wird über die Kreuzungen derart geführt, dass der Faden in seinem Windungssinn zwischen zwei benachbarten Kreuzungen einen Winkel von mindestens 1800 durchläuft.
Vorzugsweise sind drei Schraubenwicklungen vorgesehen, von denen zwei im gleichen Windungs- sinn laufen. Die Schraubenwicklungen können durch eine gemeinsame Umhüllung in ihrer Lage zueinander festgelegt werden. Die aus den Schraubenwieklungen bestehende Hülle bildet, wenn sie aus Metall besteht, elektrisch eine hinreichende Abschirmung gegen von aussen kommende Störungen.
Für die Schraubenwieklungen können sowohl Drähte als auch Bänder sowie Drähte und Bänder gemeinsam verwendet werden. Wie aus den unten angegebenen Ausführungsbeispielen hervorgeht, sind aber Bänder als Schraubenwicklung vorzuziehen.
Bei einer besonderen Ausführungsform besteht die Hülle aus zwei in entgegengesetzter Richtung gewickelten Bändern. Das eine Band ist breiter als das andere und mit einer solchen Steigung gewickelt,
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dass im Verhältnis zur Bandbreite schmale Lücken zwischen den benachbarten Windungen entstehen.
Diese Lücken werden in bestimmten Abständen von der äusseren schmäleren Bandschraube überbrückt. wodurch Haltestege entstehen, über die der Tragfaden läuft. Der Faden wird bei der Herstellung in die Lücken der breiteren Bandwicklung eingeschlagen.
Bei einer andern Ausführungsform besteht die Hülle aus einer mehrgängigen und einer ent- gegengesetzt gewickelten, eingängigen Bandschraubenwieklung. In diesem Falle ist es möglich, den Mittelleiter durch mehrere Fäden zu halten, indem die Anzahl der Fäden der Gangzahl der mehrgängigen Bandschraubenwicklung entspricht. Z. B. bei einer aus zwei Bändern bestehenden mehrgängigen Bandschraubenwieklung entstehen zwei zueinander versetzte Lücken, in die zwei unabhängig voneinander geführte Fäden zur Halterung des Leiters eingeschlagen werden. Es besteht, abgesehen von dem mechanisch festeren aber trotzdem biegsamen Aufbau, noch insofern eine grössere Sicherheit, als bei Bruch eines Tragfadens immer noch der zweite Tragfaden die Halterung des Innenleiters gewährleistet.
Ausserdem sind die Abstände, in denen der Tragfaden den Innenleiter berührt, kleiner, ohne dass eine störende Änderung der Kapazität der Leitung durch diese Anordnung eintritt.
Um ausserdem die an den Kreuzungspunkten der Bandwicklungen hervortretenden Haltefadenabschnitte besonders festzulegen, sind eine oder mehrere dünne Bandschichten, vorzugsweise aus einem Werkstoff mit sehr geringen dielektrischen Verlusten bestehend, gewickelt.
Besteht das Band, welches die Hülle bildet, aus einem isolierenden Stoff, dann kann auf das Band eine metallische, die Stromrückleitung bildende Schicht aufgebracht sein. Dieser Rüekleiter kann auch beispielsweise aus in langem Schlag über die Hülle gewickelten und eine geschlossene Lage bildenden Metallbändern bestehen. Unter Umständen genügt als Ric'kleister auch ein das Band umgebender Bleimantel. Sollte jedoch der elektrische Widerstand des Bleima, ntels zu gross sein, dann wird unter den Bleimantel noch die oben beschriebene Lage aus Metallbändern vorgesehen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt, u. zw. zeigt : Fig. 1 eine Abwicklung der Hülle der elektrischen Leitung, wobei die Hülle bei diesem Ausführungbeispiel aus drei Drahtschrauben besteht. An Stelle der Drähte können selbstverständlich auch Bänder treten. Fig. 2-5 sind Querschnitte durch die Leitung an den verschiedenen Stellen, um die Sehlaufenbildung des Halterungsfadens zu veranschaulichen. Fig. 6 ist die schaubildliche Ansicht der elektrischen Leitung entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Abwicklung. Fig. 7 zeigt die schaubildliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der luftraumisolierten elektrischen Leitung, bei welcher die Hülle aus zwei Drahtschraubenwicklungen und einer Bandschraubenwieklung besteht.
Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Hülle aus zwei Bandschral1benwicklungen besteht. Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Hülle, die aus ein, er mehrgängigen und einer eingängigen Bandsehrauben- wieldung aufgebaut ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-6 besteht die äussere Hülle aus einem Drahtschraubensystem. Dieses System setzt sich aus drei schraubenförmig gewickelten Drähten zusammen.
Diese sind auf der Zeichnung in der Abwicklung mit A, Bund 0 bezeichnet. Vorzugsweise werden Drähte aus federndem Baustoff für diesen Zweck benutzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel laufen zwei dieser Drähte, z. B. A und B, bei gleicher Schlaglänge in gleichem Umlaufsinn, aber versetzt zueinander. Der dritte schraubenförmig gewickelte Draht 0 ist im umgekehrten Umlaufsinn über die beiden Drähte A und B gewickelt, so dass sich, wie aus der Abwicklung des dabei entstehenden Zylindermantels hervorgeht, eine Reihe von Kreuzungspunkten der Schraubenwieklung C mit den Schraubenwicklungen ji und B ergeben. Diese Kreuzungspunkte sind bei der Abwicklung der Figuren mit 1-22 bezeichnet.
Die Kreuzungspunkte sind um je 900 zueinander im Windungssinn der Schraubenwicklung des Drahtes C versetzt.
Über dieses aus Drahtschrauben gewickelte System wird nun in besonderer Weise ein Tragfaden geführt, der in der Abwicklungszeichnung mit D bezeichnet ist. Diese Fadenwieklung hat die halbe Schlaglänge wie die Schraubenwicklungen A und B und ist im gleichen Riehtungssinn wie diese Schrauben gewickelt. In dieser Windungsrichtung muss von dem Tragfaden, der oben als Halterung
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bestimmt ist.
In den Fig. 2-5 sind die Kreuzungspunkte entsprechend der Fig. 1 eingetragen. Der in Richtung des Pfeilers P geführte Tragfaden läuft nach der Fig. 2 über den Kreuzungspunkt 8 und trifft dann erst nach einem Umlauf um 2700 den Kreuzungspunkt 9. Dieses hat zur Folge, dass der Tragfaden rechtwinklig den mittleren Leiter umfasst.
Aus der Fig. 3 geht hervor, dass der Faden in Richtung des Pfeiles P nach Umwindung des Kreuzungspunktes 9 ebenfalls nach 270 bis zum Kreuzungspunkt 10 gelangt. Die Umsehlingung des
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In der Fig. 4 ist eine weitere Stellung veranschaulicht, wo der Tragfaden D zum Kreuzungspunkt 11 läuft und auch dabei wieder den Mittelleiter L umschlingt.
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Nach der Fig. 5 läuft der Tragfaden D um den Kreuxungspunktll und nach 270'zum Kreuzungs- punkt 12, wobei ebenfalls der Mittelleiter L umschlungen wird.
Die vier Winkel, welche der Tragfaden in den vier Fig. 2-5 einschliesst, sind, wie die Zeichnung erkennen lässt, immer um 90 zueinander versetzt. Es erfolgt auf diese Weise durch den Tragfaden D eine vollkommen einwandfreie Halterung des Mittelleiters L zu dem den Mittelleiter konzentrisch umgebenden Drahtsehraubensystem, bestehend aus den drei Schraubenwicklungen A, Bund C. Der
Leiter L wird in seiner axialen Lage vollkommen festgehalten.
Die Fig. 6 zeigt die schaubildliche Ansicht der elektrischen Leitung. Die Drahtschrauben und der Halterungsfaden sind in dieser Figur entsprechend der Abwicklung nach der Fig. 1 gezeichnet, u. zw. die beiden in gleichem Richtungssinn geschlagene Abwicklungen A und B gestrichelt und die in entgegengesetztem Richtungssinn geschlagene Schraubenwicklung strichpunktiert, während der
Halterungsfaden D als Doppellinie angedeutet ist.
Auch mehrere Leitungen der oben beschriebenen Art können miteinander zu einem Kabel ver- einigt werden, wobei vorzugsweise eine Verteilung des zu übertragenden Frequenzbandes auf die Teilleiter erfolgt.
Durch eine Bebänderung aus Papier od. dgl. können weiters die äusseren Drahtsehrauben in ihrer Lage zueinander noch besonders festgelegt werden. An Stelle der Drähte können auch ähnlich wie bei den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen Bänder zur Anwendung kommen.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 7 besteht die äussere Hülle der elektrischen Leitung aus den beiden gleichlaufenden und gleichmässig zueinander versetzten Schraubenwicklungen A, B aus Draht. Die entgegengesetzt laufende Schraubenwicklung C besteht aus einem Band, während D wieder den Halterungsfaden darstellt.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 8 besteht die äussere Hülle der elektrischen Leitung aus den beiden in entgegengesetztem Sinne gewickelten Bändern i und B. Mit M ist der Mittelleiter bezeichnet, der zu der äusseren Hülle durch den Faden D gehalten wird. Aus der Zeichnung ist zu erkennen, dass das Band B breiter ist als das Band A. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Band A über das Band B gewickelt. Die Anordnung kann jedoch auch umgekehrt sein.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 9 sind mit B zwei im gleichen Sinne gewickelte Band- schrauben bezeichnet, über welche die entgegengesetzt gewickelte Bandschraube jl liegt. Der Leiter M wird durch die beiden mit D bezeichneten Tragflächen in seiner Lage gehalten. An Stelle der beiden
Bandwicklungen B und der beiden Tragfäden D können auch mehrere Bandwicklungen und Fäden verwendet werden.
An Stelle der Fäden können unter Umständen auch Bänder aus einem geeigneten dielektrischen
Stoff benutzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Konzentrische luftraumisolierte elektrische Leitung, insbesondere Hochfrequenzleitung, bei welcher der Mittelleiter durch Fäden in seiner Lage gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
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gewickelten aufeinanderliegenden Sehraubenwicklungen besteht, die miteinander Kreuzungspunkte bilden, über welche ein den Mittelleiter in seiner Lage festhaltender Tragfaden geführt ist, der vorzugsweise aus einem Werkstoff mit geringen dielektrischen Verlusten besteht.