DE870871C

DE870871C - Koaxiales Hochfrequenzkabel mit Distanzscheiben-Luftraumisolierung

Info

Publication number: DE870871C
Application number: DES22726A
Authority: DE
Inventors: Ernst Fischer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1951-04-14
Filing date: 1951-04-14
Publication date: 1953-03-16

Description

Koaxiales Hochfrequenzkabel mit Distanzscheiben-Luftraumisolierung Die zur Bildung der Luftraumisolierung von koaxialen Hochfrequenzkabeln verwendeten Distanzscheiben werden bevorzugt aus einem thermoplastischen Vollmaterial, wie Polystyrol, Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen od, dgl., hergestellt, weil diese Stoffe einerseits hochwertige elektrische Eigenschaften haben und die Distanzscheiben unter Verwendung @dieser Stoffe mit genauer Maßhaltigkeit hergestellt werden können. Mit besonderem Vorteil werden die aus einem thermoplastischen Vollmaterial bestehenden Scheiben mittels einer geeigneten Presse oder Spritzvorrichtung um den Leiter gepreßt bzw. gespritzt. Auch bei Anwendung dieser Verfahren lassen sich die vorgeschriebenen Maße mit ausreichender Genauigkeit erzielen. Es gibt aber verschiedene Anwendungsfälle, in denen die aus einem thermoplastischen Vollmaterial bestehenden Distanzscheiben ungeeignet ;s.ind, bei-'spielsweise dann, wenn der Innenleiter, wie es bei Hochfrequenzenergiekabeln der Fall sein kann, stark erwärmt wird. In solchen Fällen werden bevorzugt verlustarme keramische Isolierstoffe für die DistanzscheibAn verwendet. Es bereitet aber Schwierigkeiten, keramische Distanzscheiben mit der gewünschten Maßhaltigkeit herzustellen. Von der Herstellung von Distanzscheiben aus einem thermoplastischen Vollmaterial geht manauch dann ab, wenn die Distanzscheiben zur Herabsetzung der Dielektrizitätskonstante und der dielektrischen Verluste aus einem Schaumstoff gebildet werden. Auch bei den aufs einem Schaumstoff hergestellten Distanzscheiben sind genaue Maße schwer einzuhalten.
Gemäß der Erfindung wird bei den für koaxiale Hochfrequenzkabel verwendeten Distanzscheiben nur der innere Teil aus einem keramischen Isolierstoff oder aws@ einem Schaumstoff hergestellt, der äußere ringartige Teil dagegen aus einem thermoplastischen formfesten Vollmaterial.
Es ist bei luftraumisoliertenHochfrequenzkabeln mit einem Außenleiter; der infolge seiner besonderen Auogestaltung einen vorbestimmten Durchmesser hat, bereits bekanntgeworden, die Distanzscheiben an der Außenfläche nachgiebig auszubilden, indem beispielsweise eine keramische Distanzscheibe außen mit einer Weichgummischicht bedeckt wird. ,Zum Unterschied hiervon besteht bei den Distanzscheiben nach der Erfindung .der äußere ringförmige Teil aus einem formfesten Isolierstoff.. Ferner ist es bekannt, mehrteilige- Ddstanzscheitben durch federnde Mittel zwsamme@zühalten. .Nach einer .diesbezüglichen Ausführung sollen zwei Halbscheiben aus Polystyrol od. d@gl.-durch eine Ringfeder aus dem gleichen Stoff federnd zusammengehalten werden, wobei die Polystyrolfeder in einer an der äußeren Umfangsfläche vorgesehenen Nut gelagert ist. Die Polystyrolfeder hat also bei dieser Ausführung keinen Einfluß auf den Außendurchmesser der Distanzscheibe, der allein durch .die Abmessungen .der Halbscheiben bestimmt wird. Demgegenüber bildet bei den nach der Erfindung ausgeführten Distanzscheiben der äußere ringartige Teil einen wesentlichen Bestandteil der D.istänzscheibenund bestimmt vor allem den Außenidurchmegser der Scheiben.
Bei Herstellung des inneren Teils der erfindungsgemäß ausgebildeten: Scheiben aus einem keramischen Isolierstoff wird dieser vorzugsweise in Form einer dünnen Scheibe, der äußere Teil dagegen in Form eines ducken kräftigen. Ringes aus einem thermoplastischen - Stoff ausgeführt. Vorteilhaft wird der äußere dicke Ring auf die innere Scheibe durch ein Spritz- oder Preßverfahren aufgebracht.
Uri die Distanzscheiben von,der Seite her auf den Leiter aufbringen zu können, wird zweckmäßig der innere Distanzscheibenteil .in der Diametralebene in zwei Halbscheiben aufgeteilt. Der äußere Ring kann an einer Stelle unterbrochen sein so, daß er die Form einer Ringfeder erhält und durch Eigenfederung auf dem inneren Teil festgehalten wird.. Bei Aufteilung des inneren Teils in zwei Halbscheiben dient dann der äußere -Ring gleichzeitig zum Zusammenhalten der beidem Halbscheiben. Vorteilhaft fällt dabei die'Unterbrechungsstelle des Außenringes mit der Teilungsebene der Halb scheiben-zusammen, so d aß die :gesamte Scheibe- von der Seite her federnd auf den Leiter aufgesteckt werden kann. Auch bei einem unterbrochenen bzw. geschlitzten. Außenring aus thtrmoplastischem Vollmaterial läßt sich für alle Distanzscheiben der gleiche Außendurchmesser erreichen.
Die Er ünd@un@g wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher .erläutert:.
Die Distanzscheibe nach der Fig: i .besteht aus der dünnen Scheibe io aus einem keramischen Isolierstoff und dem äußeren breiten Ring- z i aus einem thermoplastischen Vollmaterial. Der äußere Ring i r wird zweckmäßig in einer passenden Form um die innere Scheibe .gespritzt, so.daß der gewünschte Außendurchmesser -der Scheibe genau eingehalten ' werden, kann. Da bei koaxialen Hochfrequenzkabeln die stärksten Erwirmungen am Innenleiter auftreten, genügt die so hergestellte Distanzscheibe in den meisten Fällen den an sie hinsichtlich der Wärmebeanspruchungen zu stellenden Anforderungen. Gegebenenfalls kann bei sehr großen Wärmebeansprucbungen für,den Außenring ein thermoplastischer.Isolierstoff mit verhältnismäßig großer Wärxnebestänfdigkeit verwendet werden"z. B. Polytetrafluoräthylen.
Nach der Fig. 2 ist die innere Scheibe in der Diämetralebene geteilt, so .daß die beiden Halbscheiben i2und i2' entstehen. Ferner ist derAußenririg 13 an der Stelle 14 unterbrochen bzw. geschlitzt, so daß ein kräftiger federnder Ring entsteht, der die beiden Halbscheiben 12 und z2' zusammenhält.
Abweichend vorn der Fig. 2 fällt bei der Ausführung nach der Fig. ,3 .die Unterbrechungsstelle 14 des Außenringes 15 mit der Teilungsebene der beiden Halbscheiben 16 und 16' zusammen. Wie ersichtlich, sind die Halbscheiben 16, und 16' ,an den Stellen 17 und 17' abgeschrägt, um einen verbreiterten radialen Schlitz zu erhalten. Der Außenring 15 hat an der Innenfläche eine Eindrehung 18s in die die inneren Halbscheiben eingreifen. Auf diese Weise entsteht eine Distanzscheibe, die von der Seite federnd auf den Leiter aufgeschoben werden kann.
Während bei der Herstellung des inneren Scheibenteils aus einem keramischen Isolierstoff die Scheibe wegen der verhältnismäßig großen Dielektrizitätskonstante möglichst dünnwandig ausgeführt wird, kommen bei Verwendung von Schaumstoffen allein schon wegen deren geringerer mechanischen Festigkeit -breitere Innenscheiben in Frage. In den Fig. 4- bis 7 sind mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei .denen der -innere D.istanzscheibenteil vorzugsweise aus einem Schaumstoff besteht.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in Endansicht und im Querschnitt eine Distanzscheibe .aus .den beiden inneren Halbscheiben 1g und vg' aus einem Schaumstoff und dem Außenring 2o aus einem thermoplastischen- Vollmaterial. Der an der Stelle 1q. geschlitzte Außenring; der unter Federspannung um die beiden inneren Halbscheiben herumgelegt wird, ist mit den beiden Ansätzen 21 versehen, die über die Außenränder der Halbscheiben vorstehen, um den festen Zusammenhalt der gesamten Scheibe zu gewährleisten. . .
Bei sehr -breiten Distanzscheiben können nach der Fig: 6 über den beiden Halbscheiben 22, die hier mehr ° oder weniger die Form ` v an Halbschalen haben, zwei geschlossene oder geschlitzte Ringe 23 aus einem thermoplastischen Vollmaterial aufgebracht werden.
Nach der Fig. 7 ist der Außenring an der Innenfläche mit vier Vorsprüngen 24 versehen, die in den Vorsprüngen -angepaßten Ausnehmüngen der inneren Halbscheiben 25 und 25' eingreifen, wodurch die Halbscheiben innerhalb des Außenringes festgelegt sind.
In der Fig. 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der innere, vorzugsweise aus einem keramischen Isolierstoff bestehende Teil 26 glocken-bzw. trichterförmig gestaltet ist. Das weite Ende der einzelnen Trichter vst mit dem aus einem thermoplastischen Vollmaterial bestehenden Ring 27 umspritzt bzw. umpreßt. Durch eine derartig-. Ausbildung der Distanzkörper soll erreicht werden, daß die Luftraumisolierung des Kabels an jeder Stelle ungefähr dtie gleiche wirksame Dielektrizitätskonstante hat. Der Außenring 27 kann, wie in der Fig. 8 angedeutet ist, in Ouerrillen 28 des Außenleiters lagern, der in bekannter Weise aus zwei halbschalenförmigen Bändern 29 und 29' besteht. Mit 30 ist der Innenleiter bezeichnet.
Die F,ig.9 zeigt als Ausführungsbeispiel ein koaxiales Hochfrequenzenergiekabel, bei dem die nach der Erfindung ausgebildeten Distanzscheiben verwendet sind. Der Innenleiter besteht aus zwei längs verlaufenden halbschalenförmigen Bändern 3 i und 3 i', die in Abständen mit den Querrillen 32 und 3-2' versehen sind:: Auf dem so ausgebildeten Innenleiter sind in Abständen die Distanzscheiben 33 angeordnet. Der unmittelbar über den Distanzscheiben liegende Außenleiter besteht aus den längs verlaufenden halbschalenförmigen Bändern 34. und 34', die in Abständen mit den Doppelrillen 35 und 35' versehen,s@ind, in die die Distanzscheiben 33 eingreifen. Die AußenleiterYänder werden durch die vorzugsweise aus einem magnetisierbaren Stoff bestehende ein- oder mehrlagige Bandwicklung 35 zusammengehalten. Hierüber folgen eine Isolierstoffbandwicklung 36 und -der wasserdichte Kabelmantel 37, über dem an sich bekannte Bewehrungsschutzsch-ichten angeordnet sein können.
Die Erfindung ist naturgemäß auch für andere Distanzscheibenformen anwendbar. Beispielsweise können im inneren Distanzscheibenteil bzw. in den innenliegenden Halbscheiben Aussparungen vorgesehen sein, um die Materialmenge herabzusetzen. Diese Aussparungen .durchdringen zweckmäßig die Scheibenwand, um das Kabel in Längsrichtung luft-bzw. gasdurchlässig zu machen. Für den inneren Distanzscheibenteil sind mit Vorteil auch hochporöse keramische Stoffe sowie Schaumglas verwendbar. Der Außenring kann außer aus den genannter Stoffen, wie Polystyrol, Polyäthylen und Polvtetrafluoräthylen, auch aus einem anderen thermoplastischen formfesten Isolierstoff bestehen, z. B. aus Polytrifluorchloräthylen, aus Mischpolymerisaten der Fluoräthylene, gegebenenfalls in !N-Zischungen untereinander und mit anderen Stoffen.
Bei Hochfrequenzenergiekabeln werden der Durchmesser des Distanzscheibenteils und die radiale Dicke des Außenringes so bemessen, daß der Außenring gegen schädliche Erwärmungen geschützt bleibt und daß bei den praktisch auftretenden Spannungen Glirnmersäheinungen vermieden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Koaxiales Hochfrequenzkabel .mit Distanzscheiben-Luftraumisolierung, insbesondere koaxiales Hochfrequenzenergiekabel, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil der Distanzscheiben aus einem keramischen Isolierstoff oder aus einem Schaumstoff und der äußere ringartige Teil aus einem thermoplastischen formfesten Vollmaterial besteht.
2. Hochfrequenzkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß der innere Teil in Form einer dünnen Scheibe, der äußere Teil in Form eines dicken kräftigen Ringes ausgeführt ist.
3. Hochfrequenzkabel nach Anspruch i, ;dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring auf dem inneren Teil durch ein Spritz- oder Preßverfahren. aufgebracht ist. q..
Hochfrequenzkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil in der Di.ametralebene in zwei Halbschalen geteilt ist.
5. Hochfrequenzkabel nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring an einer Stelle unterbrochen ist und durch Eigenfederung auf dem innerem Teil festgehalten wird.
6. Hochfrequenzkabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstelle des Außenringes mit der Teilungsebene der beiden Halbscheiben zusammenfällt, derart, daß sich eine Distanzscheibe mit Radialschlitz ergibt.
7. Hochfrequenzkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d-aß der Außenring mit nach innen gerichteten Ansätzen versehen ist, die über die Außenränder des inneren Teils hinweggreifen. B.
Hochfrequenzkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring an der Innenfläche mit Vorsprüngen versehen ist, die in Aussparungen des inneren Teils eingreifen.
9. Hochfrequen.zkäbel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß um den- Innenteil mehrere Außenringe angeordnet sind. -io, Hochfrequenzkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß .der innere Teil -locken- bz>w. trichterförmig gestaltet ist und das weite Ende des Trichters mit einem Ring aus einem thermoplastischen Vollmaterial umspritzt bzw. u.mpreßt ist, wobei die Abstandhalter so geformt und bemessen sind., daß sich an allen Stellen der Luftraumisolierun.g die gleiche bzw. annähernd gleiche w,irkisame Dielektrizitätskonstante ergibt.