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Hochfrequenzkabel oder -leiteng mit Die wichtigsten technischen Bedingungen
für ein koaxialer Leiteranordnung Hochfrequenzkabel oder eine Hochfrequenzleitung
sind möglichst verlustarmes Dielektrikum, geringe Leitungsdämpfung und gleichmäßiger
Wellenwiderstand.
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Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzkabel oder -leiteng mit koaxialer
Leiteranordnung und einem die gegenseitige Abstützung der koaxialen Leiter bewirkenden
Abstandhalter in Form einer oder mehrerer koaxialer Stranglagen aus Strangmaterial
von T-förmiger Querschnittsgrundform in solcher Anordnung, daß die Stegteile radial
nach außen gerichtet sind.
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Von den bekannten Kabeln oder Leitungen, die den gestellten Bedingungen
entsprechen, haben diejenigen Ausführungsformen besondere Bedeutung erlangt, bei
welchen in erster Linie Luft als Dielektrikum benutzt wird, wobei der mit Luft gefüllte
Hohlraum zwischen Innen- und Außenleiter mit Stützen aus Isoliermaterial ausgestattet
ist. Zu diesen Ausführungsformen gehört die gegenseitige Abstützung der koaxialen
Leiter mit Abstandhaltern in Form einer oder mehrerer koaxialer Stranglagen aus
Strangmaterial von T-förmiger Querschnittsgrundform in solcher Anordnung, daß die
Stegteile der Abstandhalter radial nach außen gerichtet sind.
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Die Abstandhalter von T-förmiger Querschnittsgrundform sind als Formstreifen
mit einer oder zwei parallelen durchlaufenden Stegen und auch als ein den Innenleiter
umfassender Schlauch mit mehreren radialen Außenstegen bekannt. Obwohl solche Abstandhalter
eine sehr zuverlässige gegenseitige Abstützung der Leiter gewährleisten, so besteht
doch der grundsätzliche Mangel, daß die Abstandhalter eine erhebliche Versteifung
des Kabels oder der Leitung unter entsprechender Verringerung der Biegsamkeit bewirken.
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Es ist versucht worden, die Biegsamkeit bei Verwendung von Abstandhaltern
von T-förmiger Querschnittsgrundform dadurch zu verbessern, daß in den radialen
Steg bzw. in die radialen Stege in kurzen Längsabständen Querfugen eingeschnitten
werden, welche zugleich eine wendelförmige Verlegung der Abstandhalter erleichtern
sollen. Die Anbringung der Querfugen bedingt jedoch einen zusätzlichen teuren Arbeitvorgang
und beeinträchtigt außerdem die Konstanz des Wellenwiderstandes.
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Die Anwendung einer Wellung ist bei bandförmigen Abstandhaltern für
luftraumisolierte konzentrische Hochfrequenzleitungen bereits in der Form bekannt,
daß der Innenleiter von zwei in Längsrichtung mit gleichbleibender Amplitude gewellten
Isolierstoffbändern flankiert wird, die durch ihre Verdrillung den Innenleiter von
dem Außenleiter trennen und Biegungen der Leitung zulassen. Abgesehen davon, daß
derartige gewellte Abstandhalter keine genauen Abstände zwischen Außenleiter und
Innenleiter gewährleisten und keine zuverlässige Abstützung bieten, könnte die bekannte
Wellung bei Abstandhaltern mit T-förmiger Querschnittsgrundform nur dadurch verwirklicht
werden, daß das am Innenleiter anliegende Band des Abstandhalters getrennt vom Steg
hergestellt und beide Teile anschließend in einem besonderen Fertigungsgang zusammengefügt
werden. Eine solche Fertigungsart ist praktisch jedoch nicht durchführbar.
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Zur Vermeidung der bei den bekannten Abstandhalteranordnungen aufgezeigten
Nachteile liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Abstandhalter für
Hochfrequenzkabel oder Hochfrequenzleitungen mit koaxialer Leiteranordnung der Art
zu schaffen, daß das Kabel trotz der erforderlichen stabilen und zuverlässig konzentrischen
Festlegung des Innenleiters seine Biegsamkeit ohne Verschlechterung der übertragungskonstanten
beibehält und außerdem die resultierende Dielektrizitätskonstante aus Isoliermaterial
und Luft sich derjenigen eines mit Luft gefüllten Dielektrikums soweit wie möglich
nähert.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der oder die
als durchlaufende Rippen ausgebildeten Stegteile mit einer in Längsrichtung verlaufenden
Wellung ausgestattet sind, deren Amplitude in Richtung zur äußeren Stegkante zunimmt.
Mit solchen Abstandhaltern wird eine große Biegsamkeit des Kabels erreicht. Außerdem
bleibt eine wendelförmige Verlegung der Abstandhalter möglich.
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Bei Bedarf sind in einer weiteren Ausbildung des Abstandhalters zwei
oder mehrere parallel verlaufende Stege auf einem gemeinsamen Gurt angeordnet,
der
als Band ausgebildet ist und den Innenleiter des Koaxialkabels mittel- oder unmittelbar
in Form einer Wendel umfaßt. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der
gemeinsame Gurt als Schlauch ausgebildet, der um den Innenleiter gepreßt ist.
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Für den Aufbau eines Hochfrequenzkabels bzw. einer Hochfrequenzleitung
können die Abstandhalter auch in zwei Lagen angeordnet sein, derart, daß die beiden
Lagen in an sich bekannter Weise bei entgegengesetzter Drallrichtung gewendelt sind
und daß die eine Lage als geschlossene Lage mit langem Schlag, die zweite Lage dagegen
als Wendellage mit vergleichsweise kurzem Schlag ausgeführt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden noch näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Abschnitt eines
bandförmigen Abstandhalters mit einem Längssteg, F i g. 2 den Querschnitt eines
schlauchförmigen Abstandhalters mit radialen Längsstegen 1 bis 6, F i g. 3 eine
Vorrichtung zur Wellung eines Längssteges.
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Nach F i g. 1 besteht der Abstandhalter aus einem Band mit Gurt
a und Steg b. Der Gurt a liegt bei dem fertigen Kabel auf dem
Innenleiter, und der Steg b hält den Außenleiter in dem gewünschten Abstand vom
Innenleiter. Es können mehrere parallel zueinander verlaufende Abstandhalter vorgesehen
sein. Es ist dabei möglich, den oder die Abstandhalter in Form einer Wendel von
beliebiger Steigung anzubringen.
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Der Steg b ist mit einer in Längsrichtung verlaufenden Wellung c ausgestattet,
deren Amplitude in Richtung zur äußeren Stegkante zunimmt und bis zum Fußpunkt des
Steges stetig abnimmt.
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Es ist möglich, auf einem Gurt a zwei oder mehrere Stege b anzubringen
und auf diese Weise Abstandgurte herzustellen, welche den Innenleiter mittel- oder
unmittelbar, zweckmäßig in Form einer Wendel umfassen.
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Es ist auch möglich, den Gurt a nach F i g. 1 in einen Schlauch d
gemäß F i g. 2 umzugestalten, welcher den Innenleiter umfaßt und eine Vielzahl von
radialen Stegen 1 bis 6 trägt. Man kann die Wellung der Stege ohne
Schwierigkeit so halten, daß sie mit Sicherheit alle vorkommenden Längenänderungen
beim Biegen des Kabels hergibt. Zweckmäßigerweise wird man sogar darüber hinausgehen,
um noch eine Reserve zu haben, damit beim Biegen niemals eine vollkommene Streckung
der sinusförmigen Außenkante der Stege b eintritt. Das erleichtert eine Rückführung
der Stege in ihre ursprüngliche Welligkeit.
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Für die Herstellung der verschiedenen Stränge benutzt man normale
Strangpressen. Durch Einsetzen entsprechender Patrizen und Matrizen kann z. B. ein
Strang mit T-förmigem Profil gemäß F i g. 1 in allen gewünschten Abmessungen gepreßt
werden. Das gleiche gilt für einen Gurt a mit zwei Stegen b.
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Die Wellung des Steges b stellt man nach F i g. 3 dadurch her, daß
man den Strang unmittelbar hinter dem Austritt aus dem Strangpressenmundstück zwischen
zwei nach dem gewünschten Wellenprofil gezahnten Rädern e, f hindurchlaufen
läßt, die noch im heißen Zustand die Wellen c in den Steg b eindrücken. F i g. 3
zeigt ein Schema dieser Anordnung.
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Die Eigenart der gewellten Stege b gestattet noch eine andere Aufbauform
des koaxialen Kabels, da infolge der Wellen jede Längenänderung aufgenommen werden
kann, kann auf die Wendeleng der Stränge verzichtet werden. Die Stege b können parallel
zur Kabelachse verlaufen. Das gestattet die Aufbringung der Isolation auf den Innenleiter
in einem Arbeitsgang der Strang presse. In F i g. 2 ist das Querschnittsbild eines
solchen Isolationsaufbaus dargestellt. Das Beispiel zeigt einen Stern mit Stegen
1
bis 6 in radialer Anordnung, der durch die Wahl je einer entsprechenden
Patrize und Matrize in der Strangpresse auf den Innenleiter gepreßt werden kann.
Unmittelbar nach Verlassen der Strangpresse werden durch Räderpaare, analog wie
in F i g. 3, die Wellen c in die Stege b eingedrückt. Hierbei ist zu beachten, daß
für jeden Steg ein besonderes Räderpaar erforderlich ist. Mit Rücksicht auf den
beschränkten Raum zwischen den Stegen wird man daher so verfahren, daß man die Räderpaare
in zwei hintereinanderliegenden, senkrecht zur Kabelachse stehenden Ebenen anordnet,
und zwar die Räderpaare für drei nicht benachbarte Stege der F i g. 2 in einer Ebene
und die Räderpaare für die restlichen drei Stege in der dahinterliegenden Ebene.
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Alle beschriebenen Konstruktionen und Verfahren sind grundsätzlich
sowohl für Kabel als auch für Leitungen verwendbar.
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Der Innenleiter kann hohl oder massiv sein. Der Außenleiter kann aus
Metallgeflecht, Metallbändern oder Metallrohr bestehen. Bei Leitungen folgen über
dem Außenleiter die üblichen Schutzschichten, bei Kabeln ein Blei- oder ein Aluminiummantel
und im Bedarfsfalle eine der bekannten Bewehrungen.
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Als Material für die Stränge bzw. die Stützkonstruktion mit Sternprofil
kommen alle hochpolymeren thermoplastischen Kunststoffe in Frage, die einen hinreichend
niedrigen und in weiten Grenzen frequenzunabhängigen tg d haben, insbesondere Polyäthylen,
Polyisobutylen, Mischungen aus beiden und Mischungen dieser Stoffe mit Polystyrol.