CH171826A - Fernmeldekabel und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Description

      Fernmeldekabel    und Verfahren zu seiner     Herstellung.       Zur Verminderung der Kapazität zwi  schen den Adern eines Fernsprechkabels um  gibt man bekanntlich die Kupferleiter mit  einer     Papierluftraumisolation.    Diese Isolation  kann in der Weise hergestellt werden, dass  um die Kupferader eine Kordel aus Papier  leerumgelegt und darüber eine Hülle von       i'apierbändern    gewickelt wird. Mit derartig  isolierten Adern ist es möglich, vieladrige  Kabel herzustellen, zwischen deren Adern ein       Dielektrikum    mit der     Dielektrizitätskon-          sfante    1.6 vorhanden ist.  



  Gemäss der Erfindung ist die Isolation       der    Leiter eines Fernmeldekabels mit Hilfe       voi)    Gebilden     aus    einem     Polymerisationspro-          ,liikt    von     Aryl-Olefinen    aufgebaut, vorzugs  weise mit Hilfe von Fäden.

   Kordeln und       Tüindern    aus Polystyrol, die in gleicher  Weise wie Fäden, Kordeln und Bänder aus       Papier    auf den Leiter aufgebracht sein kön  nen.     Derartig-    isolierte Leiter bilden dann,  beispielsweise allein oder mit mehreren zu-    lammen- zu Paaren,     Vierern    oder Adergruppen  höherer Ordnung     verseilt    die Kabelseele, über  der meist ein abschliessender wasserdichter  Mantel     aufgepresst    ist.

   Die Isolation, ins  besondere die     Luftraumisolation    kann auch  insbesondere bei Landkabeln unter gleich  zeitiger Verwendung von Kordeln und Bän  dern aus Papier und Polystyrol beispiels  weise in der Weise aufgebaut werden, dass  man um einen Kupferleiter eine Kordel von  Polystyrol herumlegt, über der eine Papier  bandbewicklung aufgebracht wird. Die  Fäden, Kordeln und Bänder aus     Polystyrol     können in geeigneter Weise profiliert ver  wendet werden.  



  Diejenigen Eigenschaften, die insbeson  dere reines Polystyrol zum Aufbau von     luft-          raumisolierten    Adern vor andern Isolier  stoffen besonders .geeignet machen, sind seine  geringe     Dielektrizitätskonstante    (2 bis 2,5),  sein ausserordentlich kleiner Verlustwinkel       (tg    8 - 0,2. 10-3), ferner seine unmessbar      geringe Wasseraufnahme und seine     gute     mechanische Festigkeit.  



  Eine gemäss der     Erfindung    aufgebaute       Luftraumisolation    besitzt eine     Dielektrizitäts-          konstante,    die derjenigen einer     Papierlaft-          raumisolation    mindestens gleich kommt.  Ferner verursacht der geringe Verlustwinkel  des Polystyrols nur sehr niedrige     dielek-          trische    Verluste, die insbesondere bei höheren  Frequenzen erheblich unter dem     dielek-          trischen    Verlust einer     Papierluftraumisola-          tion    liegen.

   Dies ist bei langen Land- und       Seekabelstrecken    von besonderer     Bedeutung,     da man bekanntlich in steigendem Mass     dazu     übergeht, Leitungen durch Verwendung von  Trägerfrequenzen mehrfach auszunutzen und  da bei geringer spezifischer Dämpfung sich  der Einfluss der Ableitung besonders bemerk  bar macht. Von grosser Wichtigkeit ist dies  ferner bei Kabeln für Rundfunk- und     Bild-          übertragiuig,    bei denen verhältnismässig hohe  Frequenzen zur Anwendung gelangen.  



  Weitere Vorteile der mit Hilfe von       Polystyrol    aufgebauten     Luftraumisolat-ion     ergeben sich aus der Eigentümlichkeit von  Polystyrol, im Gegensatz zu Papier nicht  hygroskopisch zu sein. Auf     zwei.    Verbesse  rungen bei der Herstellung und im mecha  nischen Aufbau der Fernmeldekabel, die sich  aus dieser Eigenschaft ergeben, möge beson  ders hingewiesen werden. Bekanntlich ist es  nötig,     papierluftraumisolierte    Kabel vor ihrer       endgültigen        Fertigstellung    zu trocknen, um  das Papier von seinem Feuchtigkeitsgehalt  zu befreien. Diese Trocknung erfordert be  sonders bei langen Kabeln sehr kostspielige  Verfahren und Einrichtungen.

   Wenn man  dagegen Polystyrol zum Aufbau der     Luft-          raumisolation    verwendet, wird es möglich,  ohne derartige Trockenverfahren auszukom  men, da das nicht hygroskopische Polystyrol  keine Feuchtigkeit enthält oder     adsorbiert.     



  Ein weiterer Vorteil, den diese Eigen  schaft des Polystyrols mit sich bringt, be  steht darin, dass es möglich     wird,    bei     luft-          raumisolierten    Seekabeln den bisher üblichen  Bleimantel durch eine Hülle aus     Guttapercha,          Balata    oder aus     Mischungen    von Polystyrol,         Guttapercha,        Balata,    rein oder     in    Mischungen  mit andern wasserdicht machenden Stoffen,       wie    zum Beispiel Kautschuk oder Wachs zu  ersetzen.

   Die Bemühungen, bei     luftraumiso-          lierten        Seekabeln    eine Hülle aus     Guttapercha     zu verwenden, sind bisher daran gescheiten.,  dass das hygroskopische Papier aus der     Gutta-          perchahülle    im Laufe der Zeit Feuchtigkeit:  an sich zieht und damit eine Verschlechte  rung seiner elektrischen Eigenschaften er  fährt. Man hat daher     Seekabel    mit Papier  luftraumisolation mit einem abschliessenden  Bleimantel versehen müssen. Dies ist nun bei  der Verwendung von Polystyrol nicht mehr  notwendig.

   Es     ist    vielmehr möglich, spezifisch  leichte und einfach aufzubringende Hüllen  aus     Guttapercha    und ähnlichen Stoffen zum  äussern Abschluss der Kabel zu verwenden.  Die sich hieraus ergebende Gewichtsvermin  derung ist bei der Herstellung und der Ver  legung von Seekabeln von grossem Vorteil.  



  Eine gemäss der Erfindung aufgebaute       Luftraumisolation    ist ferner wegen der  grossen Festigkeit des Polystyrols erheblich  widerstandsfähiger gegen allseitigen äussern  Druck als eine in gleicher Weise hergestellte       Isolation    aus Papier. Während ein Kabel mit  Papier und Luftraum isolierten Adern schon  bei Wassertiefen von etwa 70 m einen Druck  schutz benötigt, ist ein Kabel mit Isolation  der Adern nach der Erfindung, wie Versuche  ergeben haben, .bei     Wassertiefen    von etwa  1000     m    ohne Druckschutz     verwendbar.     



  Bisher ist nur allgemein von Kordeln und  Fäden die Rede gewesen, die als Abstand  halter auf die Leiter aufgebracht sind. Ge  wöhnlich wird man massive Fäden verwen  den. Gemäss einer Ausführungsform der Er  findung können indessen zur Herstellung  einer     Luftraumisolation    an Stelle der mas  siven Fäden oder Kordeln rohrförmige Fäden  aus     Polystyrol    um die Kupferleiter gewickelt  werden. Über dieser     Bewicklung        wird    dann  zweckmässig zur Vervollständigung der Iso  lation eine     Bandbewicklung    oder eine  schlauchförmige Hülle, zum Beispiel aus  Polystyrol aufgebracht.

             Rohrförmige    Fäden aus Polystyrol kön  nen mit sehr geringer Wandstärke und  durchaus genübender Druckfestigkeit her  gestellt werden, so dass eine mit Hilfe von  rohrförmigen Fäden     aufgebaute    Luftraum  isolation     eine.    sehr geringe     Dielektrizitätskon-          stante    und einen den bisher erreichten Wert  bei weitem unterschreitenden Verlustwinkel  besitzt.  



  Um die Isolation auch gegen hohe äussere  Drucke, denen die mit Hilfe von Fäden, Kor  deln oder Bändern in der bisher dargelegten  Weise aufgebaute     Luftraumisolation    nicht  mehr gewachsen ist, widerstandsfähig zu  machen, ohne zugleich die     dielektrischen     Eigenschaften wesentlich zu verschlechtern,  können die Lufträume zwischen den einzel  nen Windungen der     Bewicklung    durch     di-          elektrisch    hochwertige, pulverförmige oder  körnige Isolierstoffe ausgefüllt werden. Sol  che Isolierstoffe sind beispielsweise die aus  der keramischen Industrie bekannten isolie  renden Materialien, ferner pulverförmiges  Polystyrol oder zu Pulver zerkleinerter Bern  stein.

   Das pulverförmige Isoliermaterial kann  in beliebigen     Feinheitsgraden    verwendet wer  den, je nach dem Füllfaktor, den man aus  mechanischen oder     dielektrischen    Gründen  in jedem einzelnen Fall für angemessen hält.  



  Eine weitere Ausführungsform der Erfin  dung betrifft den Aufbau der     Luftraumisola-          t.ion    von Kabeln mit konzentrischen     Leitern,     wie sie zur Übertragung von höheren Fre  quenzen beispielsweise bei     Trägerfrequenz-          telephonie    oder Bildübertragung gebraucht  werden.

   Zur Herstellung der     Luftraumisola-          tion    bei solchen konzentrischen Leiteranord  nungen benutzt man zweckmässig Abstands  halter zwischen dem innern und dem äussern  Leiter, die aus einem Stoff hoher     Isolier-          fähigkeit    und möglichst geringer     Dielektri-          zitätskonstante    bestehen.  



  Diese Abstandhalter werden nun vorzugs  weise aus Polystyrol hergestellt. Von beson  derem Vorteil ist hierbei die Eigentümlich  keit des Polystyrols, dass seine Oberfläche  unter dem Einfluss von Feuchtigkeit nicht    von einer zusammenhängenden Feuchtigkeits  schicht überzogen wird. Der Oberflächen  widerstand von Polystyrol wird daher auch  dann nicht beträchtlich vermindert, wenn sich  beispielsweise aus der umgebenden feuchten  Luft bei einem Temperaturwechsel Kondens  wasser auf der Oberfläche niederschlägt, da  sich die Feuchtigkeit auf einzelne Tröpfchen  verteilen wird, die voneinander durch Zonen  hohen Oberflächenwiderstandes getrennt sind.

    Dies ist für konzentrische Leiteranordnungen  deshalb von besonderer Wichtigkeit, weil die  Abstandhalter der einmal verlegten Leitung  im allgemeinen nicht mehr ohne weiteres     zu-          gänglieh    sind, so dass es sehr erwünscht ist,  beim Bau der Leitung hochwertige Abstand  halter zu     verwenden,    deren Isolierfähigkeit       weitgehend'    unabhängig von Witterungsein  flüssen und andern die     Feuchtigkeit    zwischen  den     Leitern    beeinflussenden Ereignissen ist.  



  In     Fig.    1 ist eine beispielsweise Ausfüh  rungsform eines Kabels gemäss der Erfin  dung dargestellt, Der rohrförmige Leiter 1  ist von den Abstandhaltern 2     getragen,    durch  deren Mitte der ebenfalls     rohrförmige    Leiter  3 hindurchgeht. Zwischen den Abstand  haltern befinden sich grössere Luftzwischen  räume, so     da.ss    das     Dielektrikum    zwischen den  Leitern in der Hauptsache von Luft gebildet  wird.

   Die Abstandhalter     29    bestehen aus Poly  styrol und sind entweder als einfache mas  sive Scheiben ausgebildet     (Fig.    1 rechts) oder  als Scheiben, in denen sich besondere Aus  sparungen 10 befinden (vergleiche     Fig.    1  in der Mitte und links, und     Fig.    2). Die  Aussparungen 10 in den -Abstandhaltern ge  mäss     Fig.    2 haben nicht nur den Zweck, die  Menge des verwendeten Materials und damit  die     dielektrischen    Verluste zu vermindern,  sondern sie sollen auch bewirken, dass der  kürzeste Weg zwischen dem innern und dem  äussern Leiter an keiner Stelle vollständig in  dem     dielektrisehen    Material der Abstand  halter verläuft.  



  In     Fig.    3 ist eine konzentrische Leiter  anordnung als weiteres Anwendungsbeispiel  beschrieben, bei der der äussere rohrförmige  Leiter     \31    durch ein in langem Schlag um den      innern Leiter 2,2 gelegtes profiliertes Band 23  aus Polystyrol getragen     wird.     



  Es ist zwar möglich, Bänder und Fäden  aus     Polystyrol    in der Weise herzustellen, dass  sie biegsam sind. Es hat sich jedoch gezeigt,  dass die sonst glasklaren     Polystyrolbänder     und Fäden beim Aufwickeln über kleine  Durchmesser leicht getrübt werden und ein  milchiges Aussehen erhalten, was auf zu  starke Beanspruchung des Gefüges schliessen  lässt.     Ausserdem    bewirkt die den     Polyerol-          bändern    und     -fäden    innewohnende Feder  kraft, dass die     Fadenbewicklung    nicht fest  auf dem Kupferleiter sitzt, sondern bestrebt  ist, sich aufzudrehen und abzuspringen.  



  Um das zu vermeiden, werden vorzugs  weise die Bänder und Kordeln aus     Polystyrol     oder einem andern     Polymerisationsprodukt     von     Aryl-Olefinen    vor dem Aufwickeln auf  beispielsweise 70 bis<B>80'</B> erwärmt. Dies  kann entweder so geschehen,     da.ss    die Bänder  und Fäden     zwischen    dem Vorratshaspel und  der     Aufwickelvorrichtung    durch ein geheiztes  Rohr geführt     werden,    oder dass beispielsweise  bei der Herstellung von umsponnenen Kupfer  leitern die gesamte     Umspinnvorrichtung    ein  schliesslich des Vorratshaspels in einem er  wärmten Behälter angeordnet wird.  



  Wenn die     Polystyrolbänder    und     -fäden     eine Temperatur von 70 bis 80   angenommen  haben, lassen sie sich ohne Widerstand um  den Leiter legen und bleiben glasklar.  



  Ein Mangel des beschriebenen Verfah  rens besteht darin, dass die Zugfestigkeit der  Fäden mit zunehmender Erwärmung ab  nimmt, so dass die Fäden nur mit geringer  Geschwindigkeit     aufgesponnen    werden kön  nen, wenn man nicht Gefahr laufen will, dass  die Fäden während des     Aufwickelns    reissen  oder ihre Dicke verändern. Um diesem  Mangel abzuhelfen, erhalten die Fäden  zweckmässig eine Einlage aus     zugfestem          Material,    beispielsweise aus Hanf oder Draht.  Derartige Fäden können auch in erwärmtem  Zustand ,mit grosser     Geschwindigkeit    auf  gesponnen werden, ohne zu reissen oder ihre  Dicke zu verändern.

      Wenn es bei der Herstellung von     Luft-          raumadern    in erster Linie auf geringe     dieleh-          trische    Verluste der Adern ankommt, emp  fiehlt es sich, metallische Einlagen in den  Kunststoffäden zu verwenden. Allerdings  erhöht sich dadurch die     Detriebskapazität        der     Adern etwas.     Umbekehrt        liegendie    Verhält  nisse, wenn nichtleitende Einlagen, zum Bei  spiel aus Zwirn oder Hanf verwendet werden.  Diese haben keine Erhöhung der Betriebs  kapazität, wohl aber eine geringe Erhöhung  der     -dielektrischen    Verluste zur Folge.

   In  jedem Falle hält sich aber die Verschlechte  rung der elektrischen Werte in ganz engen  Grenzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Fernmeldekabel, dadurch gekennzeichnet. dass die Isolation der Leiter mit Hilfe von Gebilden aus einem PolymerisationsproJukt von Aryl-Olefinen aufgebaut ist. UNTERANSPRüCHE: 1. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I. dadurch gekennzeichnet, dass die Isol%- tion der einzelnen Leiter unter Verwen dung von Fäden aus einem Polymerisa- tionsprodukt von Aryl-Olefinen nach Art der Papierluftraumisolation aufgebaut ist. 2.

   Fernmeldekabel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Isola tion der einzelnen Leiter unter Verwen dung von Kordeln aus einem Polymeri- sationsprodukt von Aryl-Olefinen nach Art der Papierluftraumisolation auf gebaut ist. 3. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Isola tion der einzelnen Leiter unter Verwen dung von Bändern aus einem Polymeri- sationsprodukt von Aryl-Olefinen nach Art der Papierluftraumisolation auf gebaut ist. 4.

   Fernmeldekabel nach Patentanspruch I, das als Fernmeldeseekabel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,,dass es. einen äussern, nichtmetallischen, wasserdichten Mantel besitzt. Fernmeldekabel nach Patentanpruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Mantel aus C#uttapercha besteht. C. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und T'nteranspruch 4, .dadurch gekenn zeichnet, dass der Mantel aus Balata besteht. 7.

   Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Mantel aus Gutta- percha in Mischung mit andern wasser dichtmachenden Stoffen besteht. B. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass :der Mantel ans Balata in Mischung mit andern wasserdichtmachen den Stoffen besteht. 9. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Mantel aus einem Gemisch von Polystyrol, Guttapercha und Balata. besteht.

   1(l. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Luftraumisolation unter Verwendung rohrförmiger Fäden aus einem Polymerisationsprodukt von Aryl- Olefinen aufgebaut ist. 11.

   Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 10, da durch gekennzeichnet, dass über dem mit Fäden au,µ einem Polymerisationspro- du1Lt von Aryl-Olefinen umwickelten Leiter eine rohrförmige Hülle aus einem Polymerisationsprodukt von Aryl-Ole- finen angebracht ist. 12.

   Fernmeldekabel nach Patentanspruch I, ,las als Fernmeldeseekabel für grössere Meerestiefen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass künstliche Gebilde aus einem Polymeiisationsprodukt von Aryl-Olefinen in offener Schraubenlinie um die Leiter gewickelt sind, wobei die Zwischenräume in dieser Bewicklung mit einem dielektrisch hochwertigen, körni gen bis pulverförmigen Isoliermaterial ausgefiiht sind. 13. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, dass es als dielektrisch hoch wertiges Isoliermaterial pulverförmiges Polystyrol enthält.

   14. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, dass es als dielektrisch hoch wertiges Isoliermaterial gepulvertenBern- stein enthält. 15. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I mit konzentrischen Leitern und Luft raumisolation, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen :den konzentrischen Leitern Abstandshalter aus einem Polymerisa- tionsprodukt von Aryl-0'lefinen angeord net sind. 16.

   Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und Unteranspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, dass die Absta_ndshalter aus Scheiben aus Polystyrol bestehen. 17. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 15 und 16-,,da- durch gekennzeichnet, .dass die scheiben förmigen Abstandshalter Aussparungen aufweisen, die derart ausgebildet und an geordnet sind, dass :der kürzeste Weg :durch :das Dielektrikum zwischen :

   dem innern und äussern Leiter an keiner Stelle der Leitung lediglich innerhalb des dielektrischen Materials der Abstands haIter verläuft. 18. Fernmeldekabel nach Patentanspruch I mit konzentrischen Leitern und Luft raumisolation, dadurch gekennzeichnet, :dass um :den innern Leiter ein als Ab standshalter dienendes profiliertes Band aus einem Polymerisationsprodukt von Aryl-Olefinen gelegt ist.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung eines: Fern meldekabels nach Patentanspruch I, .dadurch gekennzeichnet, dass künstliche Gebilde aus einem Polymerisationsprodukt von Aryl-Ole- finen, die sich auf erhöhter Temperatur be finden, auf die Leiter aufgebracht werden. UNTERANSPRMFIE 19. Verfahren nach Patentanspruch II, da .durch gekennzeichnet, dass die künst lichen Gebilde auf 70 bis. 8<B>P</B> erwärmt werden. 20.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da .durch gekennzeichnet, dass; die künst lichen Gebilde zwischen einem Varrats- A haspel und einer zum Aufwickeln auf die Leiter dienenden Vorrichtung durch ein geheiztes Rohr geführt werden. 21.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Auf- wickelvorriehtung und der Vorrats haspel der Gebilde in einem Behälter auf erhöhter Temperatur gehalten wer- den,. 22. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass künstliche Gebilde mit zugfesten Einlagen verwen det werden. 23. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 22, dadurch gekennzeich net, dass zugfeste Einlagen aus Hanf verwendet werden.

   24. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 22, dadurch gekennzeieh- net, dass zugfeste Einlagen aus Draht verwendet werden.