Luftraumisolierte elektrische Leitung. Für besondere Zwecke, wie beispielsweise für den Fernsprech-Vielfachbetrieb und für Fernsehübertragungen und auch als Zulei tung für Antennen und Photozellen müssen Kabel verwendet werden, die Frequenzen bis 1,000,000 Hz oder mehr mit geringer Dämp fung übertragen können. Solche Kabel müs sen deshalb eine möglichst kleine Kapazität und niedrige dielektrische Verluste aufweisen.
Kabel -dieser Art waren bisher insbeson dere als konzentrische Kabel ausgebildet, welche für .derartig hohe Frequenzen verwen det -,verden können. Das konzentrische Kabel weist einen Mittelleiter auf, der von einem leitenden äussern Mantel umgeben ist. Bei genügend grossen Abmessungen hat ein sol- ehes Kabel die notwendigen niedrigen Kapa- zitätswerte, wenn die Isolierung eine ent sprechend niedrige Dielektrizitätskonstante besitzt.
Diese Bedingung wird erfüllt, wenn die Halterung ,des Mittelleiters so ausgeführt ist, da.ss das Dielektrikum möglichst weit gehend aus Luft besteht.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine luftraumisolierte elektrische Leitung, bei welcher ein Leiter mittels mindestens einem Tragfaden aufgehängt ist. Erfindungsgemäss ist der Leiter an ihn konzentrisch umgeben den, offengewickelten, aufeinanderliegenden Wendeln, die miteinander Kreuzungen bil den, derart, dass Stege entstehen, über welche mindestens ein Tragfaden geführt ist, auf gehängt.
Unter dem Ausdruck Wendel wird dabei bekanntlich ein nach einer Schrauben linie gewickeltes Gebilde bezeichnet. Die Ge samtheit der Wendeln kann zum Beispiel entweder den Rückleiter bilden, so ,dass dann eine konzentrische, luftraumisolierte elek trische Leitung entsteht, oder die Wendeln können aus Isolationsstoff bestehen und die Isolierung bilden.
Es liegt in diesem Falle ein isolierter Leiter vor, der zu Paaren, Vie- rern oder dergl., wie es in der Fernmelde- technik üblich ist, zusammengefasst werden kann.
Vorzugsweise können drei Wendeln vor gesehen sein, von denen zwei im gleichen Gangsinn gewunden sind, das heisst nach einer links- oder .rechtsgängigen Schrauben linie verlaufen. Die Wendeln können durch eine gemeinsame Umhüllung in ihrer Laffe zueinander festgelegt werden. Der Tragfaden selbst besteht zweckmässigerweise aus einem Faden mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten. Das System von Wendeln kann, wenn die Wendeln aus Metall bestehen, elek trisch eine hinreichende Abschirmung gegen von aussen kommende Störungen bilden.
Zur Herstellung der Wendeln können sowohl Drähte, als _ auch Bänder verwendet werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes sind in der Zeichnung schema tisch dargestellt und im folgenden beschrie ben. Es zeigt: Fig. 1 eine Abwicklung von drei Wen deln; Fig. 2 bis 5 sind Querschnitts durch die Leitung an verschiedenen Stellen, um die Sühlaufenbildung .des Halterungsfadens zu veranschaulichen; Fig. 6 ist .die schaubildliche Ansicht der elektrischen Leitung entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Abwicklung;
Fig. 7 zeigt die schaubildliohe Ansicht einer weiteren Ausführungsform der .luft- raumisolierten elektrischen Leitung, bei wel cher zwei Drahtschraubenwendeln und eine Bandsehraubenwendel vorgesehen sind; Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungs- form, bei der zwei Bandschraubenwendeln vorhanden sind;
Fig.9 zeigt eine weitere Ausführungs- form, die aus einer mehrgängigen und einer eingängigen Bandschraubenwendel auf gebaut ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 6 sind drei nach einer Schrauben linie gewickelte Drähte, das heisst drei Wen deln vorgesehen. Diese Drähte sind auf der Zeichnung in der Abwicklung mit A, B und C bezeichnet. Vorzugsweise werden Drähte aus federndem Baustoff für diesen Zweck benutzt. Bei dem dargestellten Ausführungs beispiel laufen die zwei Drähte A und B bei gleicher Schlaglänge in gleichem Gangsinn, aber versetzt zueinander.
Der dritte Draht C ist mit entgegengesetztem Gangsinn über ,die beiden Drähte A und B gewickelt, so dass sich, wie aus der Abwicklung des dabei ent stehenden Zylindermantels hervorgeht, eine Reihe von Kreuzungspunkten der Wendel C mit den Wendeln A und B ergeben. Diese Kreuzungspunkte sind bei der Abwicklung der Figuren mit 1-22 bezeichnet. Die Kreu- zungspunkte sind um je<B>90'</B> zueinander ver setzt.
Über diese Wendeln<I>A, B, C</I> ist nun in besonderer Weise ein Tragfaden D geführt. Dieser Faden D hat die halbe Schlaglänge wie die Wendeln A und B und ist in bezug auf den Gangsinn gleichsinnig mit diesen Wendeln gewickelt.
In den Fig. 2 bis 5 sind die Nummern der Kreuzungspunkte entsprechend der Fig. 1 eingetragen. Diese Figuren stellen Quer- schnitte durch die Leitung an verschiedenen Stellen dar, und sie zeigen innbesondere den Verlauf des Tragfadens D.
Im Querschnitt gemäss Fig. 2 verläuft ,der Tragfaden D zwi schen zwei aufeinanderfolgenden Kreuzungs punkten 8, 9 zum Mittelleiter L, -derart, dass der letztere über einen Winkel von praktisch 90 umfasst wird.
Fig. 3 zeigt einen weiteren Querschnitt, aus welchem hervorgeht, dass der Tragfaden D nach Umwindung des Kreuzungspunktes 9 wiederum um ,den Mittelleiter <B>L gelegt</B> und nach .dem Kreu zungspunkt 10 geführt ist. Die Umschliessung .des Mittelleiters L ist gegenüber der Fig. 2 um<B>90'</B> verdreht.
In Fig. 4 ist eine weitere Stellung veranschaulicht, wo der Trag faden D über den Kreuzungspunkt 11 ver läuft und auch dabei wieder den Mittel- leiter L umschlingt.
Aus dem Querschnitt gemäss Fig. 5 ist ersichtlich, dass .der Trag faden D, der nunmehr Kreuzungspunkt 11 umschlungen hat, über den Leiter L nach .dem Kreuzungspunkt 12 ,geführt ist. Auch hier umfassen die Teile des Tragfadens D zwischen 11 und<I>L</I> bezw. 12 und<I>L</I> den Mittelleiter über einen Winkel von prak tisch<B>90'.</B>
Die vier Winkel, welche die den Mittel leiter umfassenden Tragfadenteile in den vier Fig. 2 bis 5 einschliessen, sind, wie die Zeich nung erkennen lässt, immer um<B>90'</B> zuein ander versetzt. Es erfolgt auf diese Weise durch .den Tragfaden D eine vollkommen ein wandfreie Halterung des Mittelleiters L zu dem den Mittelleiter konzentrisch umgeben den System von Wendeln, bestehend aus den drei Wendeln<I>A,</I> B und C. Der Leiter<I>L</I> wird in seiner axialen Lage vollkommen fest gehalten.
Die Fig. 6 zeigt die schaubildliche An sieht der elektrisohen Leitung. Die Wendeln und der Halterun,gsfaden D sind in dieser Figur entsprechend der Abwicklung nach der Fig. 1 gezeichnet, und zwar die gleich sinnig geschlagenen Wendeln<I>A</I> und<I>B ge-</I> strichelt und die im entgegengesetzten Gang sinn geschlagene Wendel C strichpunktiert, während der Ilalterungsfaden D als Doppel linie angedeutet ist.
Es können auch mehrere Leitungen der oben beschriebenen Art miteinander zu einem Kabel vereinigt werden, wobei vorzugsweise eine Verteilung des zu übertragenden Fre quenzbandes auf die Teilleitungen erfolgt.
Es können weiter .durch eine Bebände- rung aus Papier oder dergl. die äussern Wen deln in ihrer Lage zueinander noch beson ders 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 weist das System von Wendeln zwei aus Draht bestehende, zueinander versetzte, im gleichen Gangsinn gewickelte Wendeln A und B auf. Die mit entgegengesetztem Gang sinn gewickelte Wendel C besteht aus einem Band, während D wieder den Halterungs- faden darstellt.
Besteht das Band aus einem isolierenden Stoff, dann kann auf fas Band eine metal- lische, die Stromrückleitung bildende Schicht aufgebracht sein. Dieser Rückleiter kann auch beispielsweise aus im langen Schlag über das System von Wendeln gewickelten und eine geschlossene Lage bildenden Metall bändern bestehen. Unter Umständen ,genügt als Rückleiter auch ein das Band um gebender Bleimantel. Sollte jedoch der elek trische Widerstand des Bleimantels zu gross sein, dann kann unter den Bleimantel noch die oben beschriebene Lage aus Metall bändern vorgesehen sein.
Beider Ausführungsform nach der Fig. 8 weist das System von Wendeln zwei Bänder <I>A</I> und<I>B</I> auf, wobei Band<I>B</I> breiter ist als Band A. Band B ist dabei mit einer solchen Steigung gewickelt, .dass die Breite des zwi- sehen den benachbarten Windungen vorhan denen .Spaltes kleiner ist als die Breite des Bandes selbst.
Band A ist im Gegensatz zu Band B rechtsgängig .gewunden, so -dass es den erwähnten Spalt an bestimmten Stellen kreuzt, wodurch Haltestege entstehen, über die der Tragfaden verläuft. Mit M ist der Mittelleiter bezeichnet, der an den Wendeln <I>A</I> und B durch den Tragfaden<I>D</I> gehalten wird. Bei dem veranschaulichten Ausfüh rungsbeispiel ist das Band A über das Band. B gewickelt; es könnte jedoch auch umgekehrt Band<I>B</I> über Band<I>A</I> gewickelt sein.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 9 ist mit B eine zweigängige Wendel bezeich net, über welcher die mit einem gegenüber dem Gangsinn der Wendel B entgegen gesetzten Gangsinne gewickelte Wendel A liegt. An .Stelle der zweigängigen Wendel B und der beiden Tagfäden D könnten auch mehrgängige Wendeln und mehr Fäden vor gesehen sein. Die Anzahl der Tragfäden ist dabei zweckmässigerweise gleich der Gang ordnungszahl der mehrgängigen Wendel.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich, entstehen zwi schen den beiden gleichsinnig .gewickelten Wendeln B zwei zueinander versetzte,Spalte, in die zwei unabhängig voneinander geführte Tragfäden D geschlagen sind.
Analog der Ausführungsform nach Fig. 8 bildet die Wendel A Stege über die beiden erwähn ten Spalte. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 besteht infolge des Vorhandenseins von zwei Tragfäden ein mechanisch fester, aber trotzdem biegsamer Aufbau und ausser dem insofern eine grössere Sicherheit, als beim Bruch des einen Tragfadens immer noch .der zweite Tragfaden .die Halterung des Innenleiters M gewährleistet.
Ausserdem sind die Abstände, in .denen der Tragfaden den Innenleiter berührt, kleiner, ohne dass eine störende Erhöhung .der Kapazität der Leitung durch diese Anordnung eintritt.
Um ausserdem die an den Kreuzungs punkten der Bandwicklungen hervortreten den Haltefadenabschnitte besonders festzu legen, können über dieselben eine oder meh rere dünne Bandschichten, vorzugsweise aus einem Werkstoff mit sehr geringen dielek- trischen Verlusten bestehend, gewickelt sein.
An iStelle der Fäden können unter Um ständen auch Bänder aus einem geeigneten dielektrischen Stoff benutzt werden.
Airspace-insulated electrical line. For special purposes, such as for the telephone multiple operation and for television broadcasts and also as feed for antennas and photocells, cables must be used that can transmit frequencies up to 1,000,000 Hz or more with little damping. Such cables must therefore have the smallest possible capacitance and low dielectric losses.
Cables of this type have so far been designed in particular as concentric cables which can be used for .der such high frequencies. The concentric cable has a central conductor surrounded by a conductive outer jacket. With sufficiently large dimensions, such a cable has the necessary low capacitance values if the insulation has a correspondingly low dielectric constant.
This condition is fulfilled if the holder of the central conductor is designed in such a way that the dielectric consists as much as possible of air.
The invention now relates to an air-space-insulated electrical line, in which a conductor is suspended by means of at least one support thread. According to the invention, the conductor is concentrically surrounded by the openly wound coils lying on top of one another, which form intersections with one another, in such a way that webs are formed over which at least one support thread is guided.
As is known, the term helix denotes a structure wound along a helical line. The entirety of the coils can, for example, either form the return conductor, so that a concentric, air-space-insulated electrical line is created, or the coils can consist of insulation material and form the insulation.
In this case, there is an insulated conductor which can be combined into pairs, fours or the like, as is customary in telecommunications technology.
Preferably, three spirals can be seen, two of which are wound in the same direction, that is, run along a left-hand or right-hand helical line. The coils can be fixed to each other by a common covering in their bowl. The carrying thread itself expediently consists of a thread with the lowest possible dielectric losses. The system of coils can, if the coils are made of metal, form a sufficient electrical screen against interference from outside.
Both wires and ribbons can be used to manufacture the coils.
Embodiments of the subject invention are shown schematically in the drawing and ben described below. It shows: Fig. 1 is a development of three Wen dels; Figures 2 through 5 are cross-sections through the conduit at various locations to illustrate the scuffing of the tether; Fig. 6 is a perspective view of the electrical line corresponding to the development shown in Fig. 1;
7 shows the diagrammatic view of a further embodiment of the air-space-insulated electrical line, in which two wire screw helices and one band screw helix are provided; 8 shows another embodiment in which there are two strap screw coils;
FIG. 9 shows a further embodiment which is constructed from a multi-thread and a single-thread ligament screw helix.
In the embodiment of FIGS. 1 to 6, three wires wound along a screw line, that is to say three wires, are provided. These wires are labeled A, B and C in the development of the drawing. Preferably wires made of resilient building material are used for this purpose. In the illustrated embodiment, for example, the two wires A and B run in the same direction of rotation with the same lay length, but offset from one another.
The third wire C is wound in opposite directions over the two wires A and B, so that, as can be seen from the development of the resulting cylinder jacket, a number of intersection points of the helix C with the helices A and B result. These crossing points are denoted by 1-22 in the development of the figures. The intersection points are each offset by <B> 90 '</B>.
A carrying thread D is now guided in a special way over these coils <I> A, B, C </I>. This thread D has half the lay length as the coils A and B and is wound in the same direction as these coils with respect to the direction of flight.
The numbers of the intersection points corresponding to FIG. 1 are entered in FIGS. 2 to 5. These figures show cross-sections through the line at different points, and they show in particular the course of the carrying thread D.
In the cross-section according to FIG. 2, the carrying thread D runs between two successive crossing points 8, 9 to the central conductor L, so that the latter is encompassed over an angle of practically 90.
3 shows a further cross section, from which it can be seen that after winding around the intersection point 9, the supporting thread D is again placed around the central conductor L and guided to the intersection point 10. The enclosure of the center conductor L is rotated by <B> 90 '</B> compared to FIG.
In FIG. 4, a further position is illustrated where the support thread D runs over the crossing point 11 and also wraps around the center conductor L again.
From the cross section according to FIG. 5 it can be seen that the support thread D, which has now wrapped around the intersection point 11, is guided over the conductor L to the intersection point 12. Here, too, the parts of the carrying thread D include between 11 and <I> L </I> respectively. 12 and <I> L </I> the center conductor over an angle of practically <B> 90 '. </B>
The four angles which enclose the supporting thread parts comprising the central ladder in the four FIGS. 2 to 5 are, as the drawing shows, always offset by <B> 90 '</B> to one another. In this way, through the carrying thread D, the central conductor L is completely flawlessly secured to the system of coils, consisting of the three coils <I> A, </I> B and C. The conductor < I> L </I> is held firmly in its axial position.
Fig. 6 shows the diagrammatic view of the electrical line. The spirals and the holding thread D are drawn in this figure corresponding to the development according to FIG. 1, specifically the spirals <I> A </I> and <I> B, which are laid in the same sense, are dashed and the helix C, which is laid in the opposite direction, is dash-dotted, while the aging thread D is indicated as a double line.
A plurality of lines of the type described above can also be combined with one another to form a cable, the frequency band to be transmitted preferably being distributed over the sub-lines.
The position of the outer coils in relation to one another can also be determined in a special way by banding them with paper or the like. Instead of the wires, bands can also be used, similar to the embodiments described below.
In the embodiment according to FIG. 7, the system of coils has two coils A and B made of wire, offset from one another and wound in the same direction. The helix C, wound in the opposite direction, consists of a ribbon, while D again represents the holding thread.
If the tape consists of an insulating material, then a metallic layer, which forms the current return, can be applied to the tape. This return conductor can also consist, for example, of metal strips wound in a long lay over the system of coils and forming a closed layer. Under certain circumstances, a lead jacket surrounding the tape is sufficient as a return conductor. However, if the electrical resistance of the lead jacket is too great, then the above-described layer of metal strips can be provided under the lead jacket.
In the embodiment according to FIG. 8, the system of coils has two bands <I> A </I> and <I> B </I>, with band <I> B </I> being wider than band A. Band B is wound with a pitch such that the width of the gap between the adjacent turns is smaller than the width of the tape itself.
Band A, in contrast to band B, is right-handed, so that it crosses the gap mentioned at certain points, creating retaining webs over which the carrying thread runs. The center conductor, which is held on the coils <I> A </I> and B by the carrying thread <I> D </I>, is designated by M. In the illustrated embodiment, tape A is over tape. B wrapped; however, tape <I> B </I> could also be wound vice versa over tape <I> A </I>.
In the embodiment according to FIG. 9, B denotes a two-flight helix over which helix A is wound with a helix A which is opposite to the helix B opposite helix. Instead of the two-start helix B and the two day threads D, multi-start coils and more threads could also be seen. The number of supporting threads is expediently the same as the ordinal number of the multi-thread helix.
As can be seen from FIG. 9, between the two co-wound coils B two staggered gaps arise in which two independently guided supporting threads D are laid.
Analogously to the embodiment according to FIG. 8, the helix A forms webs over the two columns mentioned. In the embodiment according to FIG. 9, due to the presence of two carrying threads, there is a mechanically strong, but nevertheless flexible structure and, in addition, greater security, as the second carrying thread still ensures the holding of the inner conductor M if one carrying thread breaks.
In addition, the distances at which the carrying thread touches the inner conductor are smaller, without this arrangement causing a disruptive increase in the capacitance of the line.
In addition, in order to particularly secure the retaining thread sections protruding at the intersection points of the tape windings, one or more thin tape layers, preferably consisting of a material with very low dielectric losses, can be wound over them.
Instead of the threads, tapes made of a suitable dielectric material can be used under certain circumstances.