DE950569C - Fernmeldekabel mit Verseillagen gleicher Schlagrichtung - Google Patents

Description

• Fernmeldekabel mit Verseillagen gleicher Schlagrichtung Die Erfindung betrifft Fernmeldekabel mit mehreren Verseillagen und bezweckt, die Kopplungen zwischen Verseilgruppen ersten Grades, wie Paare, Sternvierer, verschiedener Lagen, d. h. die Lage-Lage-Kopplungen herabzusetzen.
• Die Forderung nach kleinen Lage-Lage-Kopplungen tritt besonders bei der Übertragung hoher Frequenzen, z. B. bei der Mehrfach-Trägerfrequenzübertragung und bei der Musikübertragung in den Vordergrund, hauptsächlich wegen der verstärkten Wirkungen der magnetischen Kopplungen bei hohen Frequenzen. Es ist daher wichtig, die magnetischen Lage-Lage-Kopplungen auf möglichst kleine Werte herabzusetzen. Da die Abstimmung der Dralle der Verseilgruppen und der Schlaglängen der Lagen nach den bekannten Dralltheorien bei vielen verschiedenen Drallängen, wie sie in Trägerfrequenzkabeln vielfach notwendig sind, große Schwierigkeiten bereitet und in der Fabrikation nicht genügend genau eingehalten werden kann, ist es bereits bekanntgeworden, bei Fernmeldekabeln mit Verseillagen gleicher Schlagrichtung die Verseillagen mit derart kleinen relativen Lagenschlaglängenunterschieden zu verseilen, daß das Verhältnis der Schlaglängen dieser Verseillagen etwas von z, aber weniger als =o °/o von z abweicht. Besonders vorteilhaft ist es, den Verseilgruppen in den zu entkoppelnden Lagen die gleiche Drallrichtung zu geben, wobei die Drallrichtüng der Verseilgruppen gleich oder entgegengesetzt zur Lagenschlagrichtung gerichtet sein kann. Diese bekannte gleichgerichtete Lagenverseilung mit kleinen relativen Lagenschlaglängenunterschieden, die sich in der Praxis als richtig erwiesen hat, ist aber vielfach mit fabrikatorischen Schwierigkeiten ver-bunden,- weil die Stufung der Schlaglängen, insbesondere bei Tandemmaschinen, nicht beliebig fein gemacht werden kann.
• Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß sich bei Fernmeldekabeln mit gleicher Lagenschlagrichtung auch bei einer größeren Abweichung des Verhältnisses der Schlaglängen der benachbarten Lagen als io °/o von I kleine Lage-Lage-Kopplungen erzielen lassen, wenn man dabei bestimmte Beziehungen einhält. Diese Beziehungen werden im folgenden entwickelt.
• Zur Erläuterung dient die Zeichnung, in der zwei Sternvierer in zwei benachbarten gleichgerichteten Verseillagen dargestellt sind. Es werden die Kopplungsverhältnisse zwischen dem Stamm I, 2 des Sternvierers der äußeren Lage und dem Stamm 3,4 des Sternvierers der inneren Lage untersucht. Für die magnetischen Kopplungen zwischen den beiden Doppelleitungen I, 2 und 3, 4 sind die folgenden gegenseitigen Aderabstände maßgebend:

  Aderabstand y13 zwischen den Adern =und 3

  _ y..4 _ - -

  _ y23 _ _ - 2 - 3

  _ - 1,24 - - . _ 2 _

  Dann ist die magnetische Kopplung na zwischen den beiden Doppelleitungen I, 2 und 3, 4 durch die Gleichung gegeben, worin C eine konstante Größe ist, die für die vorliegenden Betrachtungen ohne Bedeutung ist. Wichtig sind lediglich die Abstände zwischen den Adern I und 4, zwischen den Adern 2 und 3 usw. Die Gesamtkopplung für die gesamte Kabellänge l ist Bezieht man gemäß der Zeichnung die Phasenwinkel cöa und wi der Sternvierer innerhalb jeder Lage auf die durch die Abszissenachse gegebene Stellung und ebenso die Phasenwinkel cpa und 9)i jeder Doppelleitung, so ergeben sieh für y13; y14, y23 und y24 die folgenden Beziehungen: In diesen Beziehungen ist, wenn La die Schlaglänge der äußeren Lage, Li die Schlaglänge der inneren Lage, 1a die Drallänge der in der äußeren Lage liegenden Adergruppe und li die Drallänge der Adergruppe der inneren Lage, (0a0, Oio, 99ao und ggio sind die Phasenwinkel am Kabelanfang (x = 0) gegen eine bestimmte Anfangslage. Die Dralle sind alle bezogen auf ein im Raum feststehendes Koordinatensystem, d. h., die Lagendralle L sind stets die Herstellungsdralle der Lagenverseilmaschine. Die Gruppendralle sind nur bei Verseilung der Gruppe mit Rückdrehung zur Lage gleich den Herstellungsdrallen der Viererverseilmaschine. Bei Verseilung ohne Rückdrehung müssen sie aus dem jeweiligen Lagendrall L und -den Herstellungsdrallen der Gruppe l$ nach der bekannten Formel- berechnet werden. Dabei gilt das Vorzeichen + bei gleicher Drallrichtung von L und IH, das Vorzeichen -bei entgegengesetzter Drallrichtung von L und IR.
• Die Berechnung der magnetischen Kopplung M (Gleichung (2)) ist ohne weiteres nicht möglich, weil das Integral wegen der komplizierten Ausdrücke für die Abstände y in geschlossener Form nicht lösbar ist. Man kann jedoch die Gleichung (I) in eine Fouriersche Reihe entwickeln, deren einzelne Glieder integrierbar sind. Es ergibt sich nach langwieriger Rechnung folgende Reihe für m worin n, m und ganze Zahlen und -. - Um m) (OJi-CUa) + (2yn-2P-I) (@a-@a) + (P-:' +I) (pi-U41, - (4) - Bei der Summenbildung ist zu beachten, daß bei ungeraden n die Glieder nur bis laufen. Rechnet man die ersten Glieder aus, so ergibt sich -Aus der- Gleichung -3 ist zu entnehmen, daß in der Reihe für m ein konstantes Glied, welches einen systematischen Kopplungsanstieg bedeuten würde, dann nicht auftritt, wenn für alle zur Summenbildung verwendeten Zahlen n, m und P, f von NuIT ver= schieden ist. Dieser günstige Fall kann dadurch erreicht werden, daß man die Lagen- und Gruppendralle nach den bekannten Dralltheorien in komplizierter Weise aufeinander abstimmt. Erfindungsgemäß erreicht man das aber viel einfacher und sicherer auf folgende Weise Da in Gleichung q. stets (n - 2 m) > 0 (2m - 2 p - i) > 0 und (2p -E- i) > 0 wird f mit Sicherheit in zwei Fällen verschieden von Null, nämlich wenn die drei Ausdrücke (coi - ooa), (cpa - co") und (cgi - c)") entweder sämtlich größer als Null oder sämtlich kleiner als Null sind, d. h. man vermeidet mit Sicherheit einen systematischen magnetischen Kopplungsfehler, wenn man für die Drallängen und Drallrichtungen entweder die Bedingungen einhält, wobei sämtliche Schlag- und Drallängen auf ein im Raum feststehendes Koordinatensystem bezogen sind und Li, 1a, li mit positivem Vorzeichen einzusetzen sind, wenn die Verseilrichtung mit der Lagenschlagrichtung von La übereinstimmt, und mit negativem Vorzeichen, wenn die Verseilrichtung entgegengesetzt zur Lagenschlagrichtung von L" ist. Werden diese Bedingungen nicht eingehalten, so müssen die Dralle in bekannter Weise aufeinander abgestimmt werden, um zu vermeiden, daß in der Fourierschen Reihe ein konstantes Glied auftritt (f = o). Aus den beiden Beziehungen (6) und (7) ist praktisch folgendes zu entnehmen: Wird die innere Lagenschlaglänge Li kürzer als die äußere Lagenschlaglänge La gemacht, was man praktisch immer anstreben wird, so müssen die Gruppendrallängen &d und li kleiner als die äußere Lagenschlaglänge La und die Gruppen die gleiche Verseilrichtung wie die äußere Lage aufweisen. Für den Fall, daß die innere Lagenschlaglänge Li größer als die äußere Lagenschlaglänge L" gemacht wird, müssen die Drallrichtungen der Gruppendralle 1d und 1i entgegengesetzt zum Lagendrall gerichtet sein, wenn die Gruppendrallängen kürzer als die äußere Lagenschlaglänge sind; dagegen mit dem Lagendrall gleichgerichtet sein, wenn für die Verseilgruppen eine größere Drallänge als für die äußere Lagenschlaglänge gewählt wird. Der letzte Fall der Wahl einer größeren Gruppendrallänge als die Lagenschlaglänge scheidet allerdings aus praktischen Gründen im allgemeinen aus. Vielinefir -wird rnän die Gruppendrallängen kleiner als die äußere Lagenschlaglänge wählen und bei Anwendung einer größeren Schlaglänge für die innere Lage als für die äußere Lage den Gruppendrallen in beiden Lägen eine zum Lagenschlag L" entgegengesetzte Richtung geben.
• Am günstigsten ist es, wenn sämtliche Lagen des Kabels und sämtliche Verseilgruppen in gleicher Richtung verseilt sind. Wählt man in diesem Falle die Lagenschlaglängen von innen nach außen steigend, so genügt es, wenn die größte Gruppendrallänge kleiner als die Schlaglänge der innersten Lage gemacht wird, um systematische Lage - Lage-Kopplungen im Kabel zu vermeiden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fernmeldekabel, das benachbarte Verseillagen gleicher Schlagrichtung -und verschiedener Schlaglänge enthält, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer größeren Abweichung des Verhältnisses der Schlaglängen der benachbarten gleichgerichteten Lagen als io °/o von i die Lagenschlaglängen und die Drallängen und Drallrichtungen der Verseilgruppen ersten Grades (Paare, Sternvierer) so gewählt sind, daß zwischen der Schlaglänge La der äußeren Lage, der Schlaglänge Li der inneren Lage, den Drallängen l" der Verseilgruppen der äußeren Lage und den Drallängen li der Verseilgruppen der inneren Lage die Beziehungen erfüllt sind, wobei sämtliche Schlag- und Dralllängen auf ein im Raum feststehendes Koordinatensystem bezogen sind und Li, 1d, li mit positivem Vorzeichen einzusetzen sind, wenn die Verseilrichtung mit der Lagenschlagrichtung von L" übereinstimmt, und mit negativem Vorzeichen, wenn die Verseilrichtung entgegengesetzt zur Lagenschlagrichtung von La ist.
2. 2. Fernmeldekabel nach Anspruch i, bei dem die Schlaglänge der inneren Lage kleiner als die der äußeren Lage ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppendrallängen in beiden Lagen kleiner als die Schlaglänge der äußeren Lage sind und die Gruppen die gleiche Verseilrichtung wie die äußere Lage aufweisen.
3. 3. Fernmeldekabel nach Anspruch i, bei dem die Schlaglänge der inneren Lage größer als die der äußeren Lage ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppendrallängen in beiden Lagen kleiner als die Schlaglänge der äußeren Lage sind und die Gruppen eine zum Lagenschlag La entgegengesetzte Verseilrichtung aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr: 488 iog, 658 637, 676 168, 734 703 schweizerische Patentschrift Nr. 137 568; Elektrische Nachrichtentechnik Bd. 8, 1931, S. 114 bis 121 und Bd.9, S.81ff. Aufsatz von Schiller; Elektrische Nachrichtentechnik Bd. 11, 1934, S. 119 bis 14o, Aufsatz von Sieber-Schlump.