DE19531065A1 - Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur Herstellung - Google Patents
Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenkabel mit mindestens
einem elektrischen Übertragungselement, das ein elektrisches
Aderpaar und darüber mindestens ein Bedeckungselement auf
weist.
Aus der EP 0 059 005 A1 ist ein elektrisches Kabel zur Si
gnalübertragung bekannt, das mindestens einen elektrischen
Signalleiter sowie parallel an diesem entlanglaufend minde
stens einen Abschirmleiter aufweist. Auf dieses Leiterpaar
ist direkt eine elektrisch leitfähige Folie, wie zum Beispiel
eine Aluminium-Folie, helixförmig mit sich überlappenden
Bandkanten fest aufsitzend aufgewickelt, so daß sich die Alu
miniumfolie an die Außenkontur des Leiterpaares weitgehend
anlegt. Über der Aluminiumfolie ist ein Außenmantel aus einem
synthetischen Harz aufgebracht. Die Überlappungszone einer
derartigen Aluminium-Folie läuft als Aufdickungsstelle he
lixförmig um den Außenumfang des Leiterpaares und tritt somit
an unterschiedlichen Umfangs- sowie Längsorten auf. Da sich
die Aluminiumfolie an die jeweilige, insbesondere annähe
rungsweise rechteckförmige Außenkontur des Leiterpaares an
formt, kann der radiale Abstand zwischen der Aluminiumfolie
und der Kabelzentralachse um den Umfang und/oder in Längs
richtung gesehen unterschiedlich sein oder schwanken. Solche
Schwankungen bzw. Abweichungen in der Querschnitts-Geometrie
form des Kabelaufbaus können gegebenenfalls zu unerwünschten
Beeinträchtigungen der elektrischen Eigenschaften des Kabels
führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches
Nachrichtenkabel oder eine Datenleitung mit einer in Längs
richtung möglichst definierten Querschnitts-Geometrieform
bereitzustellen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei
einem Nachrichtenkabel der eingangs genannten Art dadurch ge
löst, daß das Aderpaar von mindestens einem formstabilen
Röhrchen als erstes, inneres Bedeckungselement umgeben ist.
Dadurch, daß das elektrische Aderpaar von mindestens einem
formstabilen Röhrchen als erste, innere Bedeckungslage umge
ben ist, ist es ermöglicht, für das Übertragungselement eine
definierte Querschnitts-Geometrieform in Längsrichtung vorzu
geben und im wesentlichen beizubehalten. Denn das Röhrchen
stellt einen Unterbau vorgebbarer Querschnittsform für nach
folgende, äußere Bedeckungslagen bereit.
Dies trägt in einfacher sowie wirkungsvoller Weise insbeson
dere zur zuverlässigen Einhaltung möglichst definierter,
elektrischer Eigenschaften des elektrischen Nachrichtenkabels
bei.
Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Datenleitung mit
mindestens einem elektrischen Aderpaar und darüber mindestens
einem Bedeckungselement, welche dadurch gekennzeichnet ist,
daß das Aderpaar von mindestens einem formstabilen Röhrchen
als erstes, inneres Bedeckungselement umgeben ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung ei
nes erfindungsgemäßen Nachrichtenkabels oder einer erfin
dungsgemäßen Datenleitung, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß das Aderpaar von mindestens einem formstabilen
Röhrchen als erstes, inneres Bedeckungselement umgeben wird.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen wiedergegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an
hand von Zeichnungen näher erläutert:
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch in vergrößerter Querschnittsdarstellung
ein elektrisches Übertragungselement für ein erfin
dungsgemäßes elektrisches Nachrichtenkabel,
Fig. 2 schematisch in vergrößerter Querschnittsdarstellung
ein elektrisches Übertragungselement herkömmlichen
Aufbaus zum Vergleich gegenüber dem erfindungsgemä
ßen Übertragungselement nach Fig. 1,
Fig. 3 schematisch in vergrößerter Querschnittsdarstellung
eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Übertragungs
elements nach Fig. 1,
Fig. 4 schematisch in vergrößerter Querschnittsdarstellung
den Aufbau einer elektromagnetischen Abschirmfolie
des Übertragungselementes nach Fig. 1 im Detail,
Fig. 5 in schematischer sowie in vergrößerter Querschnitts
darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Nachrichtenkabels mit mehreren Übertra
gungselementen nach Fig. 1,
Fig. 6 schematisch in vergrößerter Querschnittsdarstellung
ein modifiziertes elektrisches Aderpaar für ein er
findungsgemäßes Übertragungselement z. B. nach den
Fig. 1 oder 3,
Fig. 7 schematisch den Verlauf des Wellenwiderstandes eines
erfindungsgemäßen Übertragungselementes z . B. nach
einer der Fig. 1, 3 oder 6 in Abhängigkeit von
der Signalfrequenz,
Fig. 8 schematisch den Wellendämpfungsverlauf eines erfin
dungsgemäßen Übertragungselementes z. B. nach einer
der Fig. 1, 3 oder 6 in Abhängigkeit von der Si
gnalfrequenz,
Fig. 9 in schematischer Übersichtsdarstellung eine Vorrich
tung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Über
tragungselementes, und
Fig. 10 in schematischer Übersichtsdarstellung eine Vorrich
tung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Nach
richtenkabels.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
Fig. 1 mit 10 jeweils mit den gleichen Bezugszeichen ver
sehen.
Fig. 1 zeigt schematisch in vergrößerter Querschnittsdar
stellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen,
elektrischen Übertragungselements EU1. In seinem Inneren ist
ein elektrisches Aderpaar AP1 angeordnet. Dieses Aderpaar AP1
ist durch zwei separate, elektrische Adern (elektrische Lei
ter) AD1 bzw. AD2 gebildet. Im Zentrum der jeweiligen elek
trischen Ader AD1, AD2 ist jeweils ein elektrisch leitendes
Kernelement EL1 bzw. EL2 vorgesehen, das räumlich betrachtet
langgestreckt ausgebildet ist. Das Kernelement EL1 der ersten
Ader AD1 sowie das Kernelement EL2 der zweiten Ader AD2 weist
jeweils vorzugsweise eine etwa kreisrunde Querschnittsform
auf. Rings um das jeweilige Kernelement EL1 bzw. EL2 sitzt
jeweils eine elektrisch isolierende Schicht (elektrische Iso
lierungsschicht) EI1 bzw. EI2 in Form einer kreisringförmigen
Umhüllung fest auf. Das jeweilige Kernelement EL1 bzw. EL2
liegt somit im wesentlichen zentrisch innerhalb seiner zuge
hörigen Isolierungsschicht EI1 bzw. EI2, das heißt die jewei
lige Isolierungsschicht EI1 bzw. EI2 umgibt ihr Kernelement
EL1 bzw. EL2 als konzentrischer Kreisring. Auf diese Weise
ergibt sich für die erste elektrische Ader AD1 sowie die
zweite Ader AD2 ein im wesentlichen kreisrunder Gesamtquer
schnitt. Das jeweilige, elektrisch leitende Kernelement EL1
bzw. EL2 ist vorzugsweise voll massiv als einzelner Strang
ausgebildet. Genauso kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein,
eine Vielzahl von elektrisch leitenden Einzelelementen, ins
besondere Einzeldrähten wie z. B. Kupfer- oder Aluminiumdrähte
zu dem Kernelement EL1 bzw. EL2 zu verdrillen oder in sonsti
ger Weise zusammenzufassen, so daß ein sogenannter Litzenlei
ter gebildet ist. Zweckmäßigerweise ist für das jeweilige
Kernelement EL1 bzw. EL2 ein metallischer Werkstoff, insbe
sondere Kupfer oder Aluminium, gewählt.
Für die jeweilige elektrische Isolierungsschicht EI1 bzw. EI2
ist vorzugsweise ein dielektrisches, das heißt elektrisch
möglichst nicht leitendes Material gewählt. Dazu eignet sich
insbesondere ein Kunststoff wie zum Beispiel Polyethylen, Po
lypropylen. Besonders bevorzugt ist für die Isolierungs
schicht mit Luft verschäumter Kunststoff ("foam skin")
geeignet. Zweckmäßigerweise sind dem Kunststoffmaterial für
die jeweilige Isolierungsschicht Farbpartikel wie z. B. rote,
grüne, gelbe usw. Farbpigmente zur Kennzeichnung beigegeben,
so daß die Adern AD1, AD2 voneinander unterscheidbar sind.
Zweckmäßigerweise wird die jeweilige Isolierungsschicht EI1
bzw. EI2 auf das zugehörige Kernelement EL1 bzw. EL2 auf ex
trudiert.
Vorzugsweise weist das jeweilige, elektrisch leitende Kern
element EL1 bzw. EL2 einzeln für sich einen Außendurchmesser
zwischen 0,3 und 1 mm, insbesondere zwischen 0,4 und 0,8 mm
auf. Die Wandstärke, das heißt die radiale Erstreckung der
jeweiligen, elektrischen Isolierungsschicht EI1 bzw. EI2 ist
um den Umfang sowie in Längsrichtung gesehen vorzugsweise im
wesentlichen konstant gewählt. Vorzugsweise weist die jewei
lige Isolierungsschicht EI1 bzw. EI2 eine Schichtdicke zwi
schen 0,05 und 1,1 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 0,8 mm
auf. Eine einzelne, elektrische Ader AD1 bzw. AD2 weist somit
einen Gesamtaußendurchmesser vorzugsweise zwischen 0,4 und
3 mm, insbesondere zwischen 0,8 und 2,5 mm, bevorzugt
zwischen 0,9 und 1,5 auf.
Die beiden, vorzugsweise etwa gleich ausgebildeten und dimen
sionierten Adern AD1 sowie AD2 sind vorzugsweise zu dem elek
trischen Aderpaar AP1 miteinander verseilt, besonders bevor
zugt gleichschlagverseilt. Dabei weisen die Zentren der bei
den Adern AD1, AD2 von ihrer gemeinsamen Verseilachse ZA,
d. h. der Zentralachse des Aderpaares AP1 im wesentlichen den
gleichen radialen Abstand auf. Aufgrund ihrer Verseilung win
den sich die beiden Adern AD1 sowie AD2 schraubenlinienförmig
um diese gemeinsame Zentralachse ZA. Gleichzeitig berühren
sie sich im wesentlichen lediglich entlang dieser Zentral
achse ZA, d. h. entlang einer zentralen Geradenlinie. In der
Fig. 1 erstreckt sich die Zentralachse ZA senkrecht zur Zei
chenebene und ist mit Hilfe eines vollflächig schwarz ausge
füllten Kreises angedeutet. Die beiden einzelnen Adern AD1
sowie AD2 können vorzugsweise unter teilweiser oder vollstän
diger Rückdrehung miteinander verseilt sein. Dann ändert sich
die relative Lage der beiden Adern kontinuierlich zueinander
bezogen auf eine Schlaglänge. Bei einer Verseilung z. B. mit
vollständiger Rückdrehung jeder einzelnen Ader des Aderpaares
AP1 wird die jeweilige Ader beim Durchlaufen einer Schrauben
windung, d. h. entlang einer Schlaglänge (in Längsrichtung be
trachtet) jeweils um 360° um sich selbst tordiert. Auf diese
Weise können etwaige Exzentrizitäten in der Querschnittsgeo
metrie einer einzelnen Ader weitgehend statistisch über den
Außenumfang des Aderpaares AP1 verteilt, das heißt vergleich
mäßigt werden. Eine einseitige Akkumulation von etwaigen Un
gleichmäßigkeiten am selben Umfangsort in Längsrichtung be
trachtet sind somit weitgehend vermieden. Auf diese Weise ist
eine im wesentlichen spiegelbildliche, insbesondere
rotationssymmetrische Anordnung der beiden Adern AD1 sowie
AD2 bezüglich der Zentralachse ZA sichergestellt.
Gegebenenfalls können die beiden einzelnen, losen Adern AD1
sowie AD2 auch ohne Rückdrehung miteinander verseilt sein.
Bei einer Verseilung ohne Rückdrehung bleibt die relative La
ge der beiden Adern AD1 sowie AD2 zueinander jeweils beim
Durchlaufen einer Schraubenwindung des Aderpaares AP1 weitge
hend erhalten.
Weiterhin kann es gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, die
beiden Adern AD1 sowie AD2 mechanisch miteinander zu verbin
den. Beispielsweise können die beiden Adern AD1, AD2 mit ih
ren Längsseiten parallel nebeneinander gestreckt verlaufen
und entlang ihrer mittigen, geradlinigen Kontaktierungslinie
mechanisch miteinander verbunden, insbesondere miteinander
verklebt sein. Es ergibt sich auf diese Weise eine Art band
förmige Zwillingsleitung mit den beiden aneinanderhängenden
Adern AD1 sowie AD2. Diese Zwillingsleitung ist zweckmäßiger
weise in sich tordiert bzw. verdrillt, so daß sich insgesamt
wiederum eine schraubenlinienförmige Gesamtanordnung wie für
das Aderpaar AP1 von Fig. 1 ergibt. In der Fig. 1
entspricht dabei die Kontaktierungs- bzw. Verbindungslinie
der beiden Adern AD1, AD2 dem Verlauf der Zentralachse ZA.
Fig. 6 zeigt schematisch sowie in vergrößerter Querschnitts
darstellung ein gegenüber dem Aderpaar AP1 von Fig. 1 modi
fiziertes Aderpaar AP2. Dessen beiden, elektrisch leitenden
Kernelemente EL1, EL2 sind gemeinsam ummantelt. Dazu sind die
Isolierhüllen EI1, EI2 über einen Steg ST mechanisch mitein
ander verbunden. Dieser Steg ST erstreckt sich im Querschnitt
im wesentlichen entlang der gedachten Verbindungslinie der
Kernzentren der beiden Adern AD1, AD2. Er weist vorzugsweise
eine etwa rechteckförmige Querschnittsform auf. In Längsrich
tung betrachtet erstreckt sich dabei der Steg ST insbesondere
durchgängig entlang der Zentralachse ZA. Insbesondere können
dabei die beiden Adern des Aderpaares entlang der Zentral
achse ZA auch bandleitungsartig mechanisch miteinander ver
bunden sein. Ein solches Aderpaar wird von dem Röhrchen RO1
von Fig. 1 in analoger Weise eingeschlossen. Dadurch ist
wiederum sichergestellt, daß der Abstand einer etwaig über
dem Röhrchen RO1 aufgebrachten Abschirmfolie oder sonstigen
Abdeckfolie zur Zentralachse ZA um den Umfang sowie in Längs
richtung gesehen weitgehend konstant gehalten werden kann.
Schwankungen des Abstandes zwischen der Abschirmung und der
jeweiligen Ader und damit etwaige "Erdungssymmetrien", d. h.
unterschiedliche Kapazitäten der beiden Adern zum Schirm sind
dadurch weitgehend vermieden. Es ergibt sich somit ein elek
trisches Übertragungselement, das durch eine besonders nied
rige relative Dielektrizitätszahl gekennzeichnet ist.
Das Aderpaar AP1 von Fig. 1 windet sich vorzugsweise schrau
benlinienförmig um die Zentralachse ZA, wobei das Aderpaar
AP1 einen Vollkreis pro Schlaglänge umläuft. Räumlich be
trachtet ergibt sich eine paarverseilte Aderstruktur, die ro
tationssymmetrisch bezüglich der Zentralachse ZA ausgebildet
ist. In Umfangsrichtung gesehen liegen die beiden Adern AD1
sowie AD2 um etwa 180° versetzt zueinander. Ihre Zentren lie
gen jeweils auf einer gedachten Verbindungsgeraden X. Die Ge
samtquerschnittsbreite des Aderpaares AP1, das heißt der dop
pelte Außendurchmesser einer einzelnen Ader bestimmt dabei
den Durchmesser der Schraubenlinie des Aderpaares AP1.
Würde nun beispielsweise das Aderpaar AP1 von Fig. 1 mit ei
ner Abdeckfolie, wie z. B. einer Aluminium-Folie zur elektro
magnetischen Abschirmung, unmittelbar wendelförmig umwickelt
werden, so würde die Aluminium-Folie bei gleichschlagverseil
ten Adern AD1 sowie AD2 lediglich eine helixförmige Linienbe
rührung zu dem Aderpaar AP1 aufweisen. Die Fig. 2 zeigt
schematisch im Querschnitt ein derart gebildetes, elektri
sches Übertragungselement EU1*. Bei einem derart mit einer
Aluminium-Folie umwickelten Aderpaar würde die Aluminiumfolie
also nur an denjenigen Umfangsstellen der Schraubenlinie des
Aderpaares AP1 eine radiale Abstützung von innen her bewirkt
werden, an denen das Aderpaar seine maximale Querschnitts
breite aufweist. Dies ist in der Fig. 2 beispielsweise die
Stelle X1 bei der 9°° Uhr- Position am Außenumfang der Ader
AD1 sowie die um 180° dazu versetzte Stelle X2 am Außenumfang
der Ader AD2 bei der 3°° Uhr- Position. Nur diese beiden Um
fangsstellen X1 sowie X2 des Aderpaares AP1 liegen bezüglich
der Zentralachse ZA auf einem radialen Strahl X, der die ge
dachte Verbindungslinie durch die Zentren der beiden Adern
AD1 sowie AD2 bildet. Lediglich an diesen beiden auf dem ra
dialen Strahl X liegenden Umfangspositionen X1 sowie X2 des
Aderpaares AP1 würde eine solche Aluminiumfolie mit einem
Durchmesser aufgespannt werden, der dem Durchmesser der Spi
ralwindungen des verseilten Aderpaares AP1 entspricht. An den
übrigen Umfangspositionen des Aderpaares AP1 würde die Alumi
nium-Folie hingegen nicht von innen her auf die Größe des Au
ßendurchmessers der Spiralwindung des Aderpaares AP1 abge
stützt und damit aufgespannt werden. Denn aufgrund der man
gelnden Eigensteifigkeit der Aluminium-Folie würde diese sich
bei ihrem Aufwickeln unter Zugspannung auf das Aderpaar AP1
an dessen Außenkontur weitgehend anlegen bzw. anformen und
dort fest aufsitzen. Es käme also zu Einbuchtungen der Alumi
nium-Folie und/oder nachfolgender Bedeckungslagen (wie z. B.
weiterer Abdeckfolien oder eines Außenmantels) in den Bereich
der Ader- Zwischenräume bzw. Zwickel ZI1*, ZI2* (vgl. Fig.
2) zwischen den Adern AD1, AD2 des Aderpaares AP1 hinein,
insbesondere in den Zwickelmittenbereich, d. h. entlang der
Symmetrielinie Y des Aderpaares durch das Zentrum ZA. Die
Symmetrielinie Y erstreckt sich im Querschnittsbild von Fig.
2 senkrecht zur Verbindungsgeraden X und ist in der Fig. 2
strichpunktiert angedeutet. Die fehlende Abstützung von innen
in den Zwickelbereichen der Adern würde zu einer Deformation
der Folienbedeckungslage und/oder weiterer äußerer Be
deckungslagen und somit des gesamten Übertragungs
element-Querschnitts dahingehend führen, daß sich für das umwickelte
Aderpaar eine flach ellipsenförmige und nicht mehr kreisför
mige, das heißt rotationssymmetrische Geometrieform ausbilden
würde. Diesen Zustand zeigt die Fig. 2 in schematischer so
wie vergrößerter Querschnittsdarstellung. Um das Aderpaar AP1
ist eine Aluminium-Folie AS1* als Bedeckungselement zur elek
tromagnetischen Abschirmung herumgewickelt. Diese legt sich
unter Einwirkung der aufgebrachten Wickelkraft möglichst eng
an die Außenkontur des Aderpaares AP1 an. Aufgrund dieser An
formung der Aluminiumfolie an die Außenkontur des Aderpaares,
kann der radiale Abstand zwischen der Aluminiumfolie und der
Kabelzentralachse um den Umfang und/oder in Längsrichtung ge
sehen unterschiedlich sein oder schwanken. Im Bereich der
Zwickelzwischenräume ZI1* sowie ZI2* zwischen den beiden
Adern AD1 sowie AD2 ist die Aluminium-Folie AS1* im wesentli
chen in Richtung der Breitseite des Aderpaares AP1 gestrafft.
Es kommt also zu einer Einbuchtung der Folie AS1* in die Zwi
schenräume ZI1*, ZI2* zwischen den beiden Adern AD1 sowie AD2
hinein, da sie dort nicht von innen her radial abgestützt
wird. Das so gebildete, elektrische Übertragungselement EU1*
herkömmlichen Aufbaus weist also eine größere Breite als Höhe
auf und bildet somit in erster Näherung eine im wesentlichen
rechteckförmige Bändchenstruktur. Das Übertragungselement
EU1* von Fig. 2 erstreckt sich in X-Richtung länger als in
Y-Richtung, das heißt es ist breiter als hoch. Ist die Alumi
nium-Folie mit überlappenden Bandkanten um das Aderpaar AP1
gewickelt, dann läuft deren Überlappungszone zudem als Auf
dickungsstelle helixförmig um den Außenumfang des Leiterpaa
res und kehrt somit in Längsrichtung periodisch wieder. Sol
che verschiedene Abweichungen von einer gewünschten
rotationssymmetrischen, insbesondere kreisrunden
Gesamt-Querschnittsstruktur des Übertragungselements, würden jedoch
zu Störungen bzw. Beeinträchtigungen der elektrischen Eigen
schaften des Aderpaares AP1, insbesondere zu Kapazitäts
schwankungen und einer höheren Wellendämpfung führen.
Weiterhin würde sich auch der mittlere Leitermittenabstand
der beiden Adern AD1 sowie AD2 zueinander aufgrund der bei
der Folienbewicklung aufgebrachten Folienzugkräfte und der
daraus resultierenden Querdruckkräfte verkleinern, das heißt
die beiden Adern würden zusammengepreßt werden und sich gege
benenfalls verformen. Dies würde zu einer unerwünschten Erhö
hung der relativen Dielektrizitätskonstante und damit zu ei
ner Kapazitätserhöhung führen, die eine Erniedrigung des Wel
lenwiderstandes für das Aderpaar AP1 und gleichzeitig einen
Anstieg der Wellendämpfung nach sich ziehen würde. Um eine
gleich niedrige relative Dielektrizitätskonstante und damit
Kapazität für das Übertragungselement EU1* von Fig. 2 wie
beim idealen, rotationssymmetrischen Aufbau wieder erreichen
zu können, müßte der Aderdurchmesser vergrößert werden, was
in unerwünschter Weise zu erhöhtem Materialverbrauch und zu
unerwünscht großen Außendurchmessern des Übertragungselemen
tes EU1* führen würde.
Um nun ein elektrisches Übertragungselement mit einer in
Längsrichtung möglichst definierten Querschnitts- Geometrie
form bilden und beibehalten zu können, ist das Aderpaar AP1
von Fig. 1 unmittelbar von einem formstabilen Röhrchen RO1
als eine erste, innere Bedeckungslage umgeben. Die Abschirm
folie AS1* von Fig. 2 wurde also in der Fig. 1 durch das
kreiszylinderförmige Röhrchen RO1 ersetzt. Dieses Röhrchen
RO1 weist im Querschnittsbild von Fig. 1 betrachtet eine im
wesentlichen kreisrunde Querschnittsform auf und behält diese
in Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 auch
bei. Räumlich betrachtet ist das Röhrchen RO1 also um das
langgestreckte Aderpaar AP1 herum im wesentlichen in Form ei
nes Kreiszylinders ausgebildet. Der Innendurchmesser des
Röhrchens RO1 ist zweckmäßigerweise etwa gleich der maximalen
Gesamtquerschnittsbreite des Aderpaares AP1 und damit gleich
dem Durchmesser der vom Aderpaar AP1 durchlaufenen Spiralwen
del gewählt. Auf diese Weise sitzt das Röhrchen RO1 auf dem
Aderpaar AP1 (räumlich betrachtet) lediglich mit einer he
lixförmigen Linienberührung entlang dessen Stellen X1, X2 ma
ximaler Querschnittsbreite auf, d. h. das Aderpaar AP1 ist
nicht ringsum mit dem Röhrchenmaterial beschichtet, sondern
es verbleiben zwei halbmond- bzw. sichelförmige Hohlräume als
luftgefüllte Leer- bzw. Zwickelräume ZI1, ZI2 zwischen den
Adern ADI, AD2 des Aderpaares AP1 und der Röhrcheninnenwand.
Das Aderpaar AP1 wird vom Röhrchen RO1 beidseitig seiner
Breitseite an den Auflagestellen X1, X2 jeweils formschlüssig
fest eingeschlossen gehalten, d. h. das Aderpaar AP1 von Fig.
1 ist nicht lediglich lose, mit Freiraum nach allen Seiten im
Röhrchen RO1 untergebracht. Im Querschnittsbild von Fig. 1
bildet das Röhrchen RO1 somit einen das Aderpaar AP1 ein
schließenden Kreisring, der das Aderpaar AP1 mit seiner In
nenberandung lediglich im Bereich derjenigen beiden Außen
berandungsstellen des Aderpaares AP1 tangential berührt, die
auf der gedachten Verbindungsgeraden X der beiden Aderzentren
liegen. Das Röhrchen RO1 bildet im Querschnitt betrachtet ei
nen Kreisring, der das Aderpaar AP1 konzentrisch bezüglich
der Zentralachse ZA umgibt und lediglich an den zwei, um etwa
180° mit maximaler Querschnittsbreite gegenüberliegenden Au
ßenberandungsstellen des Aderpaares auf dem Aderpaar AP1 auf
sitzt. Die verbleibenden, übrigen Teilabschnitte des Kreis
rings des Röhrchens RO1 berühren hingegen das Aderpaar AP1
nicht.
Es erfolgt also nur an denjenigen Umfangsstellen der Schrau
benlinie des Aderpaares AP1 eine radiale Abstützung von innen
her, an denen das Aderpaar seine maximale Querschnittsbreite
aufweist. Dies ist in der Fig. 1 beispielsweise die Stelle
X1 bei der 9°° Uhr- Position am Außenumfang der Ader AD1 so
wie die um 180° dazu versetzte Stelle X2 am Außenumfang der
Ader AD2 bei der 3°° Uhr- Position. Nur diese beiden, um etwa
180° gegenüberliegenden Umfangsstellen X1 sowie X2 des Ader
paares AP1 liegen bezüglich der Zentralachse ZA auf einem ra
dialen Strahl X, der die gedachte Verbindungslinie durch die
Zentren der beiden Adern AD1 sowie AD2 bildet. Lediglich an
diesen beiden, auf dem radialen Strahl X liegenden Umfangspo
sitionen X1 sowie X2 des Aderpaares AP1 berührt das Röhrchen
RO1 das Aderpaar AP1, während es ansonsten zwischen sich und
dem Aderpaar AP1 einen luftgefüllten, halbmondförmigen Spalt
raum ZI1, ZI2 einschließt. Insbesondere sind aufgrund der
Formstabilität des Röhrchens RO1 auch Einbuchtungen oder Ein
dellungen des kreisringförmigen Röhrchens RO1 entlang der
Symmetrielinie Y weitgehend vermieden, die die jeweilige
Zwickelmittenachse bildet und damit die gegenüber Verformun
gen besonders kritischen Bereiche größter lichter Weite zwi
schen dem Aderpaar AP1 und der Innenberandung des kreisring
förmigen Röhrchens RO1 kennzeichnet. Denn da das Röhrchen RO1
selbsttragend sowie formstabil ausgebildet ist, behält es
seine vorgegebene, definierte Querschnittsgeometrieform im
wesentlichen bei. Dadurch kann es weit weniger oder gar nicht
mehr zu Einbuchtungen des Röhrchens RO1 und/oder nachfolgen
der, äußerer Bedeckungslagen in die Zwickelräume ZI1, ZI2 des
Aderpaares AP1 von Fig. 1 hinein kommen, das heißt es ist
gegenüber dem Übertragungselement EU1* von Fig. 2 insbeson
dere eine Verkleinerung der lichten Weite der Zwickelräume
ZI1 sowie ZI2 gegenüber der kreisringförmigen Innenberandung
des Röhrchens RO1 weitgehend vermieden. Aufgrund der Eigen
steifigkeit und daraus resultierenden Querdruckstabilität des
Röhrchens RO1 ist es ermöglicht, für das Röhrchen und/oder
etwaig außen nachfolgende Bedeckungslagen einen vorgebbaren
Abstand zur Zentralachse ZA über die gesamte Längserstreckung
des Übertragungselementes EU1 hinweg möglichst genau einzu
halten. Das Röhrchen RO1 dient also als Abstandshalter für
etwaige, außen nachfolgende Bedeckungslagen, besonders bevor
zugt für eine außen auf dem Röhrchen aufgebrachte elektromagne
tische Abschirmfolie, etwaig weiteren Bedeckungselementen
und/oder einem Außenmantel. Es sorgt dafür, daß um den Umfang
betrachtet zwischen etwaig äußeren Bedeckungslagen und der
Zentralachse ZA ein definierter, vorzugsweise konstanter Ab
stand eingestellt und in Längsrichtung beibehalten werden
kann. Erst mit dem Röhrchen ist ein elektrisches Übertra
gungselement wie EU1 von Fig. 1 bereitgestellt, das eine im
wesentlichen rotationssymmetrische, vorzugsweise kreisrunde
Gesamt-Querschnittsstruktur aufweist. Etwaige, von außen
wirksam werdende Querdruckkräfte können zudem am Außenumfang
des kreisringförmigen, ringsum geschlossenen Röhrchens RO1
gleichmäßig verteilt werden. Unzulässige hohe, insbesondere
einseitige Querdruckbelastungen der Adern sind dadurch weit
gehend vermieden. Da das Röhrchen RO1 Querkräfte auffängt und
selbst im wesentlichen querkraftarm auf dem Aderpaar AP1 auf
sitzt, ist einem Zusammenpressen bzw. Zusammenstauchen insbe
sondere der Isolierungsschichten der Adern aufeinander (wie
in der Fig. 2) weitgehend entgegengewirkt und eine uner
wünschte Aderverformung sowie eine daraus resultierende Lei
terannäherung weitgehend vermieden.
Vorzugsweise weist das Röhrchen RO1 um den Umfang sowie in
Längsrichtung gesehen eine weitgehend konstante Wandstärke
auf. Dadurch ergibt sich für das Röhrchen RO1 eine in Um
fangs- sowie in Längsrichtung homogene Querschnittsform. Das
Verhältnis seiner Wandstärke zu seinem Durchmesser ist z. B.
bei 100 Ω Kabeln vorzugsweise zwischen 5 und 20, insbeson
dere zwischen 10 und 20 gewählt. Seine Wandstärke bzw.
Schichtdicke ist zweckmäßigerweise zwischen 0,1 und 0,5 mm,
insbesondere zwischen 0,15 und 0,3 mm gewählt.
Das Röhrchen RO1 ist zweckmäßigerweise im Schlauchreckverfah
ren rings um das Aderpaar AP1 von Fig. 1 extrudiert. Dadurch
sind unzulässig hohe Querkräfte auf die Adern, die zu einer
Leiterverformung oder Leiterannäherung führen könnten, von
vornherein vermieden. Vorzugsweise können die Extrusionspara
meter derart eingestellt werden, daß ein Verkleben des
Röhrchens mit den Adern weitgehend vermieden wird. Dadurch
ist eine leichte Ablösbarkeit des Röhrchens im Montagefall
sichergestellt. Weiterhin kann die Wandstärke des Röhrchens
in weiten Grenzen variiert und je nach Anwendungsfall ange
paßt werden. Das Röhrchen ist zudem in vorteilhafter Weise
mit hohen Extrusionsgeschwindigkeiten herstellbar und sein
Fertigungsprozeß insbesondere in die Herstellungslinie für
ein Nachrichten- oder Datenkabel integrierbar.
Vorzugsweise ist für das Röhrchen RO1 ein dielektrisches
Kunststoffmaterial verwendet. Insbesondere eignet sich ein
dielektrisches Kunststoff-Material, dessen relative Dielek
trizitätskonstante εr möglichst der von Luft mit εr ≈ 1 ange
nähert ist. Zweckmäßig sind Kunststoffmaterialien mit einer
relativen Dielektrizitätskonstanten zwischen 1,2 und 3, be
vorzugt zwischen 1,8 und 2,3. Besonders bevorzugt ist als
dielektrisches Kunststoffmaterial Polyethylen oder
Polypropylen verwendet, da diese Materialien besonders
kostengünstig sind.
Außen auf das Röhrchen RO1 von Fig. 1 kann in besonders
zweckmäßiger Weise zusätzlich mindestens ein elektromagneti
sches Abschirmelement aufgebracht sein. In der Fig. 1 ist
beispielsweise eine elektromagnetische Abschirmfolie AS1 vor
gesehen. Auf diese Weise ist ein elektromagnetisch abge
schirmtes Übertragungselement EU1 gebildet, das (von innen
nach außen betrachtet) im Inneren das Aderpaar AP1 aufweist,
darüber das im Querschnitt kreisringförmige Röhrchen RO1 so
wie darüber die elektromagnetische Abschirmfolie AS1. Die Ab
schirmfolie AS1 kann auf das langgestreckte Röhrchen RO1 ins
besondere schraubenlinienförmig mit sich überlappenden Band
kanten BK1, BK2 rundum aufgewickelt sein, wie in der Fig. 1
veranschaulicht ist. Für die Abschirmfolie AS1 und/oder etwa
ig weitere, außen nachfolgende Bedeckungselemente übernimmt
das Röhrchen RO1 eine Abstützfunktion von innen her. Deshalb
ist es nicht erforderlich, daß die Abschirmfolie AS1 selbst
formstabil oder selbsttragend ist. Als elektromagnetische Ab
schirmfolie kann vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Me
tallfolie, insbesondere eine Aluminium- oder Kupferfolie ver
wendet sein. Eine solche Metallfolie weist vorzugsweise eine
Schichtdicke zwischen 30 und 100 µm, insbesondere um etwa 50
µm auf. Besonders zweckmäßig ist eine metallkaschierte Kunst
stoffolie, wie sie in der Fig. 4 ausschnittsweise sowie ver
größert im Querschnitt dargestellt ist. Sie zeichnet sich
durch hohe Reißfestigkeit aus und ist besonders kostengünstig
herstellbar. Auf eine Kunststoffschicht KS ist dabei insbe
sondere eine elektrisch leitende Metallschicht oder Metalli
sierung MS wie z. B. eine Kupfer oder Aluminiumschicht aufge
bracht. Für eine aluminiumkaschierte Abdeckfolie ist die
Schichtdicke der Aluminiumschicht vorzugsweise zwischen 30
und 80 µm, insbesondere um etwa 50 µm sowie die Schichtdicke
der Kunststoffschicht zwischen 5 und 30 µm, bevorzugt um etwa
12 µm gewählt. Gegebenenfalls kann die Metallschicht MS auch
beidseitig mit einer Kunststoffschicht überzogen sein, so daß
eine dreischichtige Abschirmfolie gebildet ist. Auch kann es
zweckmäßig sein, eine Kunststoffolie beidseitig mit einer Me
tallschicht zu versehen. Für die Kunststoffschicht ist vor
zugsweise Polyester, Polyamid oder PP (Polypropylen) verwen
det.
Zweckmäßigerweise ist das Röhrchen aus einem optisch transpa
rentem Kunststoff extrudiert, so daß die beiden Adern AD1,
AD2 im Montagefall bei Öffnen des Kabelaußenmantels und Ent
fernen einer etwaig auf dem Röhrchen aufgebrachten Abschirm
folie sofort sichtbar werden.
Für die dünne Abschirmfolie AS1 gibt also das Röhrchen RO1
eine etwa kreisrunde Querschnittsform vor, das heißt die Ab
schirmfolie AS1 nimmt im wesentlichen die Form eines Kreis
ringes konzentrisch zum Aderpaar AP1 ein und bildet eine
weitgehend geschlossene Abschirmlage.
Aufgrund seiner Formstabilität wirkt das Röhrchen RO1 zusam
men mit dem Aderpaar AP1 als selbsttragendes Gerüst bzw. Un
terbau für die Abschirmfolie AS1 und/oder etwaig nachfol
gende, weitere Abschirmelemente oder sonstige Bedeckungsele
mente. Auf diese Weise kann der radiale Abstand der Abschirm
folie und/oder weiterer Bedeckungselemente zur Zentralachse
ZA um den Umfang sowie in Längsrichtung des Übertragungsele
mentes EU1 gesehen im wesentlichen konstant gehalten werden.
Das Röhrchen RO1 sorgt also in besonders vorteilhafter Weise
dafür, daß der elektromagnetischen Abschirmfolie AS1 und/oder
etwaig vorhandenen, weiteren äußeren Bedeckungslagen jeweils
eine definierte Querschnittsform vorgegeben wird. Erst das
formstabile Röhrchen RO1 von Fig. 1 stellt mit seiner etwa
kreisringförmigen Struktur als Unterbau sicher, daß darüber
der Aufbau eines elektrischen Übertragungselementes oder
Nachrichtenkabels mit insgesamt kreisförmigen Gesamtquer
schnitt möglich wird. Abweichungen davon sowie sonstige Stö
rungen, wie zum Beispiel Unrundheiten, lokale Aufdickungs
stellen, Einbuchtungen, usw. der Bedeckungslagen, insbeson
dere der elektromagnetischen Abschirmlage sind dadurch weit
gehend vermieden. Da der Abstand der kreisringförmigen, elek
tromagnetischen Abschirmlage um den Umfang gesehen radial zur
Zentralachse ZA in Längsrichtung im wesentlichen konstant
bleibt, ergibt sich aufgrund der Rotationssymmetrie der
Anordnung von Adern und Abschirmfolie eine besonders
zuverlässige elektromagnetische Abschirmung. Etwaig störende,
elektromagnetische Feldeinstrahlungen von außen nach innen
sowie elektromagnetische Feldabstrahlungen von innen nach
außen können somit weitgehend vermieden werden, so daß sich
eine einwandfreie Nachrichtenübertragung auf den beiden Adern
AD1 sowie AD2 besonders zuverlässig durchführen läßt. Der
rotationssymmetrische Aufbau des Übertragungselementes EU1
trägt in vorteilhafter Weise zu einer besonders
dämpfungsarmen Nachrichtenübertragung bei. Dadurch, daß die
Abschirmfolie mit Hilfe des Röhrchens als konzentrischer Ring
um die Zentralachse ZA angeordnet werden kann und diese
Konzentrizität auch beibehält, sind über die Leitungslänge
betrachtet Schwankungen des Abstandes zwischen der
Abschirmung und der jeweiligen Ader und damit etwaige
"Erdunsymmetrien", d. h. unterschiedliche Kapazitäten der
beiden Adern zur Abschirmung (Kapazitätsschwankungen)
weitgehend vermieden.
Fig. 8 zeigt beispielhaft den charakteristischen Verlauf der
Wellendämpfung WD für ein erfindungsgemäßes Übertragungsele
ment wie z. B. EU1 von Fig. 1. Entlang der Abszisse ist die
Signalfrequenz f in MHz, entlang der Ordinate die Wellendämp
fung WD logarithmisch in dB/100m aufgetragen. In der Fig. 8
ergibt sich ein etwa linearer Wellendämpfungsverlauf in Form
einer Geraden GE mit positiver Geradensteigung bei größer
werdender Signalfrequenz. Aus dem glatten Verlauf der Wellen
dämpfungskurve GE geht somit hervor, daß beim erfindungsgemä
ßen Übertragungselement zumindest im Frequenzbereich zwischen
1 MHz und 600 MHz Resonanzeffekte oder sonstige Störeffekte
weitgehend vermieden sind. Die Wellendämpfungswerte liegen
dabei im vorliegenden Meßbeispiel im Frequenzbereich von 1
MHz bis 600 MHz im Bereich zwischen 1, 74 und 42,37 dB/100 m.
Mit besonderem Erfolg wurde dabei insbesondere ein
sogenanntes "ICCS-Data 6-Kabel" getestet:
4 erfindungsgemäße Übertragungselemente wurden zur Kabelseele verseilt und mit einem Geflechtschirm sowie Außenmantel umge ben;
für die elektrischen Adern wurde jeweils ein Cu-Kernelement mit je 0,55 mm Außendurchmesser gewählt; das jeweilige Cu-Kernelement wurde mit einer dielektrischen, geschäumten Kunststoffisolationsschicht umgeben;
Ader-Gesamtaußendurchmesser: 1,2 mm
Röhrchenwanddicke 0,175 mm
4 erfindungsgemäße Übertragungselemente wurden zur Kabelseele verseilt und mit einem Geflechtschirm sowie Außenmantel umge ben;
für die elektrischen Adern wurde jeweils ein Cu-Kernelement mit je 0,55 mm Außendurchmesser gewählt; das jeweilige Cu-Kernelement wurde mit einer dielektrischen, geschäumten Kunststoffisolationsschicht umgeben;
Ader-Gesamtaußendurchmesser: 1,2 mm
Röhrchenwanddicke 0,175 mm
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, mehr als ein
Röhrchen entsprechend RO1 auf das Aderpaar AP1 aufzubringen.
Dabei können mehrere Röhrchen unmittelbar übereinander extru
diert aufgebracht sein. Auch kann ein Schichtaufbau zweckmä
ßig sein, bei dem zwei aufeinanderfolgende Röhrchen jeweils
durch mindestens eine Zwischenschicht wie z. B. eine Abschirm
folie voneinander getrennt konzentrisch zueinander angeordnet
sind. Bei mehreren Röhrchen RO1 ergibt sich somit ein beson
ders stabiler Unterbau für nachfolgende Bedeckungslagen.
Aufgrund der Konstanz sowie Rotationssymmetrie des Quer
schnitts des Übertragungselements EU1 von Fig. 1 eignet sich
dieses vorzugsweise zur Unterbringung in einem Datenkabel.
Insbesondere lassen sich derart aufgebaute Übertragungsele
mente im Hochfrequenzbereich, vorzugsweise im Frequenzbereich
zwischen 1 KHz und 1000 MHz, bevorzugt zwischen 1 und 600
MHz, betreiben.
Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, daß Röhrchen RO1
von Fig. 1 zusätzlich mit mindestens einer weiteren, insbe
sondere zweiten Bedeckungslage über der elektromagnetischen
Abschirmfolie AS1 zu versehen. In der Fig. 1 ist ein Be
deckungselement BE1 außen am Außenumfang der elektromagneti
schen Abschirmfolie AS1 zusätzlich strichpunktiert sowie der
Übersichtlichkeit halber lediglich ausschnittsweise einge
zeichnet. Dieses dritte Bedeckungselement BE1 kann beispiels
weise durch eine aufextrudierte dünne Kunststoff-Umhüllung
gebildet sein, die dem mechanischen Schutz des elektromagne
tischen Abschirmfolie AS1 gegenüber Beanspruchungen von au
ßen dient. Genauso kann es zweckmäßig sein, die Abschirmfolie
AS1 mit einer Kunststoffolie rundum zu umwickeln.
Eine paarige Datenleitung kann insbesondere dadurch gebildet
sein, daß lediglich ein einzelnes Übertragungselement wie zum
Beispiel EU1 von Fig. 1 in einem ein- oder mehrschichtigen
Außenmantel AM untergebracht ist. In der Fig. 1 ist bei
spielsweise der Außenmantel AM unmittelbar auf der elektroma
gnetischen Abschirmlage AS1 des Übertragungselementes EU1
fest aufgebracht und das einpaarige Nachrichtenkabel NK1 ge
bildet. Der Übersichtlichkeit halber ist dabei der Außenman
tel AM lediglich ausschnittsweise gezeichnet sowie lediglich
strichpunktiert angedeutet.
Das Übertragungselement EU1 von Fig. 1 zeichnet sich vor al
lem dadurch aus, daß sein formstabiles, kreisringförmiges
Röhrchen RO1 im Inneren besonders viel Luft einschließt. Denn
aufgrund der formstabilen Kreisringform des Röhrchens RO1 ist
eine Stauchung des Freiraums zwischen der elektromagnetischen
Abschirmlage und den Adern, das heißt eine Verkleinerung der
lichten Weite der Zwickelzwischenräume ZI1 sowie ZI2 wie
beim Übertragungselement EU1* von Fig. 2 weitgehend vermie
den. Auf diese Weise lassen sich besonders niedrige Kapazi
tätswerte für das Übertragungselement EU1 nach Fig. 1 errei
chen. Diese Kapazitätswerte liegen je nach Aufbau des Über
tragungselementes insbesondere zwischen 20 und 90 pF/m, be
vorzugt zwischen 35 und 45 pF/m. Dadurch ergeben sich für das
erfindungsgemäße Übertragungselement besonders niedrige Wel
lendämpfungswerte.
Dadurch, daß das Aderpaar AP1 direkt mit einem formstabilen
Röhrchen kreisringförmigen Querschnitts umgeben ist, ist min
destens 40%, vorzugsweise zwischen 30 und 50%, insbeson
dere zwischen 40 und 48% des vom Röhrchen eingeschlossenen
Innenquerschnitts mit Luft gefüllt (Gesamtinnenquerschnitts
fläche des Röhrchens abzüglich der vom Aderpaar AP1 bedeckten
Querschnittsfläche). Demgegenüber weist das Übertragungsele
ment EU1* von Fig. 2 mit dem ges tauchten Querschnittsprofil
eine deutlich geringere Luftfüllung, insbesondere von höch
stens lediglich 40% auf. Eine vergrößerte Luftfüllung führt
dazu, daß die elektrisch wirksam werdende, relative Dielek
trizitätskonstante εr des gesamten Übertragungselementes er
niedrigt wird. Bei Verwendung von Isolierhüllen aus luftge
schäumten Kunststoff für die Adern ergibt sich in vorteilhaf
ter Weise eine weitere Vergrößerung des Lufteinschlusses im
Röhrchen. Insbesondere läßt sich damit erreichen, daß bis zu
90%, bevorzugt um etwa 75% des Gesamtinnenquerschnitts des
Röhrchens mit Luft gefüllt ist.
Die Fig. 7 zeigt beispielhaft den Verlauf des Wellenwider
standes R (= Ordinate) in Abhängigkeit von der Signalfrequenz
f (Abszisse) für eine erfindungsgemäßes Übertragungselement.
Mit Erfolg wurde insbesondere folgendes Übertragungselement
getestet:
Aderpaar, dessen zwei Adern miteinander nach dem Wendelprin zip verseilt sind; jede Ader weist jeweils ein Kupfer-Kern element von etwa 0,51 mm Durchmesser auf; das jeweilige Kern element ist von einer PE (Polyethylen)-Isolierungsschicht derart ummantelt, daß sich jeweils insgesamt ein Ader-Außen durchmesser von etwa 1,1 mm ergibt;
die Wandstärke des auf das Aderpaar aufextrudierten Röhrchens ist vorzugsweise etwa 0,3 mm dick gewählt.
Aderpaar, dessen zwei Adern miteinander nach dem Wendelprin zip verseilt sind; jede Ader weist jeweils ein Kupfer-Kern element von etwa 0,51 mm Durchmesser auf; das jeweilige Kern element ist von einer PE (Polyethylen)-Isolierungsschicht derart ummantelt, daß sich jeweils insgesamt ein Ader-Außen durchmesser von etwa 1,1 mm ergibt;
die Wandstärke des auf das Aderpaar aufextrudierten Röhrchens ist vorzugsweise etwa 0,3 mm dick gewählt.
Es ergibt sich dafür ein Wellenwiderstandsverlauf innerhalb
enger Toleranzschranken. Im untersuchten Frequenzbereich zwi
schen 1 MHz und 600 MHz bleibt der Wellenwiderstand R somit
annäherungsweise konstant. Es ergeben sich Abweichungen ge
genüber dem Widerstandswert von 100 Ω von weniger als
± 10 Ω. Der im wesentlichen konstante Wellenwiderstands
verlauf ist vorzugsweise durch die weitgehend konstanten
Geometrieverhältnisse in Umfangs- sowie in Längsrichtung
bewirkt.
Auf diese Weise läßt sich durch entsprechende Wahl der Quer
schnittsgeometrie des Übertragungselementes EU1 in vorteil
hafter Weise jeweils ein weitgehend definierter, d. h. in
Längsrichtung durchgängig konstanter Wellenwiderstand von
z. B. 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω festlegen.
Zur weiteren Absenkung der elektrisch wirksam werdenden rela
tiven Dielektrizitätskonstanten kann es besonders zweckmäßig
sein, im Röhrchen zusätzlich Luftkammern vorzusehen. Zu die
sem Zweck kann das Röhrchen beispielsweise Luftporen aufwei
sen. Dies läßt sich besonders einfach dadurch bewerkstelli
gen, daß das Röhrchen mit einem luft-verschäumten Kunststoff
extrudiert wird. Genauso zweckmäßig kann es zur Erhöhung des
Lufteinschlusses im Inneren des Übertragungselementes sein,
das Röhrchen RO1 innen und/oder außen mit Profilierungen wie
zum Beispiel Einstichen, Sicken, Nuten, usw. zu versehen.
Die Fig. 3 zeigt schematisch in vergrößerter Querschnitts
darstellung ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes, im Aufbau
vereinfachtes erfindungsgemäßes Übertragungselement EU2. Im
Unterschied zu Fig. 1 weist das Übertragungselement EU2 le
diglich ein Röhrchen RO2 als einzige äußere Bedeckungslage
für das Aderpaar AP1 auf. Dabei ist das Röhrchen RO2 entspre
chend der Querschnittsform des Röhrchens RO1 ausgebildet und
entspricht dessen Funktion und Wirkung. Zusätzlich kann es
gegebenenfalls auch gleichzeitig selbst die elektromagneti
sche Abschirmung für das Aderpaar AP1 übernehmen, so daß die
eigens vorgesehene elektromagnetische Abschirmfolie AS1 von
Fig. 1 außen über dem Röhrchen weggelassen werden kann. Zu
diesem Zweck ist für das Röhrchen RO2 ein elektrisch leiten
des Material verwendet. Insbesondere eignet sich dafür ein
elektrisch leitendes Metall, wie zum Beispiel Aluminium, Kup
fer, usw. Besonders zweckmäßig kann es sein, ein elektrisch
isolierendes Kunststoffmaterial wie z. B. Polyethylen (PE),
Polypropylen (PP) mit elektrisch leitenden Substanzen wie
Kupfer- oder Aluminiumpartikeln zu vermischen und gemeinsam
zu extrudieren. In der Fig. 3 ist das Röhrchen RO2 besonders
bevorzugt dadurch gebildet, daß zunächst ein kreiszylinder
förmiges, dielektrisches Kunststoffröhrchen KST, insbeson
dere mit PE, PP extrudiert wird und darüber eine Metallisie
rung ME, insbesondere mit Kupfer oder Aluminium aufgebracht
wird. Dies kann beispielsweise durch Galvanisieren, Besprit
zen, Bedampfen oder dergleichen vorgenommen werden. Die Me
tallisierungsschicht ME ist in der Fig. 3 der zeichnerischen
Einfachheit halber mit Hilfe einer dicken, ausgezogenen Linie
am Außenumfang des Röhrchens RO2 veranschaulicht.
Vorzugsweise entsprechen dabei die zu Fig. 1 gemachten Quer
schnittsangaben für das Röhrchen RO1 auch denen für das
Röhrchen RO2.
Fig. 5 zeigt schematisch in vergrößerter Querschnittsdar
stellung schließlich ein fertiges Nachrichtenkabel NK2, in
dessem Inneren mehrere, d. h. mindestens zwei erfindungsgemäße
Übertragungselemente angeordnet sind. Vorzugsweise sind vier
erfindungsgemäße Übertragungselemente sternförmig, das heißt
im Querschnitt betrachtet kreuzförmig zusammengefaßt. In der
Fig. 4 sind besonders bevorzugt vier Übertragungselemente
EU11 mit EU14 analog zu dem Übertragungselement EU2 von Fig.
1 ausgebildet. Sie sind vorzugsweise um ein zentrales Kern
element ZE herum verseilt, insbesondere SZ-verseilt. Das
Kernelement ZE ist vorzugsweise zugfest ausgebildet. Als zug
festes Kernelement ZE kann beispielsweise ein glasfaser- oder
aramidfaserverstärkter Kunststoffstrang mit kreizylinderför
miger Querschnittsform vorgesehen sein. Genauso zweckmäßig
kann es sein, mehrere Aramid- oder Stahldrahtfasern zu dem
Kernelement ZE zusammenzufassen. Zum Zusammenhalt dieser Ka
belseele sind die vier Übertragungselemente EU11 mit EU14
vorzugsweise mit einer Haltewendel HW, insbesondere einer
elektromagnetischen Abschirmfolie, insbesondere einer metall
kaschierten Kunststoffolie bewickelt. Gegebenenfalls kann es
auch bereits ausreichend sein, lediglich eine Kunststoffolie
zu verwenden. Gegebenenfalls kann die durch die vier elektri
schen Übertragungselemente EU11 mit EU41 gebildete Kabelseele
auch mit einem elektromagnetischen Abschirmgeflecht umgeben
und/oder einer Zusatzbewehrung umgeben sein. Darüber ist ein- oder
mehrschichtiger Außenmantel AM, insbesondere aus Kunst
stoff aufgebracht. Auf diese Weise ist ein Nachrichtenkabel
gebildet, das sich vorzugsweise durch seine Rotationssymme
trie auszeichnet und dadurch besonders gute elektrische sowie
dielektrische Eigenschaften aufweist. Gegebenenfalls können
auch mehrere erfindungsgemäße Übertragungselemente in
sonstiger Weise zu einer Kabelseele zusammengefaßt sein.
Besonders zweckmäßig kann es auch sein, die Übertragungsele
mente EU11 mit EU14 direkt, das heißt ohne Kernelement ZE
miteinander zu verseilen oder in sonstiger Weise zu einem
Nachrichtenkabel zusammenzufassen.
Anstelle der Übertragungselemente entsprechend EU1 von Fig.
1 können vorzugsweise auch sonstige, erfindungsgemäß
abgewandelte Übertragungselemente, wie z. B. EU2 von Fig. 3,
in der Kabelseele des Nachrichtenkabels oder Datenleitung
untergebracht sein.
Insbesondere kommen auch Nachrichtenkabel mit lediglich zwei
erfindungsgemäßen Übertragungselementen zum Einsatz.
Die Zwischenräume bzw. Zwickel zwischen den einzelnen Über
tragungselementen EU11 mit EU14 von Fig. 4 können gegebenen
falls zusätzlich mit einer Füllmasse FM gefüllt sein. Diese
Füllmasse FM ist vorzugsweise thixotrop ausgebildet, so daß
das Nachrichtenkabel NK2 zusätzlich längswasserdicht gemacht
werden kann.
Fig. 9 zeigt in schematischer Übersichtsdarstellung eine
Vorrichtung HV zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
elektrischen Übertragungselementes. Die beiden elektrischen
Adern AD1, AD2 werden von Vorratsspulen VS1, VS2 abgezogen
und in einer Verseilvorrichtung GV vorzugsweise miteinander
gleichschlagverseilt, so daß sich das Aderpaar AP1 von Fig.
1 ergibt. Dieses wird mit Hilfe eines nachfolgenden Extruders
EX1 von mindestens einem formstabilen Röhrchen RO1 als
erstes, inneres Bedeckungselement entsprechend der
Querschnittsgeometrieform von Fig. 1 umgeben. Gegebenenfalls
können noch weitere, in der Fig. 9 nicht eingezeichnete
Extruder nachfolgen, um noch weitere Röhrchenhüllen auf zuex
trudieren. Auf das Röhrchen RO1 wird mit einer nachfolgenden
Wickelvorrichtung WV die elektromagnetische Abschirmfolie AS1
vorzugsweise in einer möglichst ringsum geschlossenen
Außenlage aufgewickelt. Dabei wird die Abschirmfolie von
einer Vorratsspule VAS abgezogen. Schließlich wird das derart
gefertigte Übertragungselement EU1 zur späteren
Weiterverarbeitung auf eine Vorratsspule AT1 aufgetrommelt.
Gegebenenfalls kann das so hergestellte elektrische
Übertragungselement EU1 auch direkt zu einem Nachrichtenkabel - z. B.
mit einer Vorrichtung wie in Fig. 10 veranschaulicht - weiter
verarbeitet werden. Dabei können zweckmäßigerweise
auch gleichzeitig weitere Übertragungs
elemente mit Vorrichtungen hergestellt werden, die analog zur
Herstellungsvorrichtung HV von Fig. 9 aufgebaut sind.
Fig. 10 zeigt schematisch im Überblick eine Vorrichtung KV
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Nachrichtenkabels.
Von Vorratsspulen VSP1 mit VSPn werden z. B. erfindungsgemäße
elektrische Übertragungselemente EU1 mit EUn abgezogen und
anschließend mit Hilfe einer Verseilvorrichtung VV verseilt,
insbesondere SZ-verseilt. Auf die so gebildete Kabelseele KS
wird gegebenenfalls eine Haltewendel, ein Abschirmgeflecht
und/oder eine Bewehrung mit einer nachgeordneten Vorrichtung
BV aufgebracht. Schließlich wird auf diese Kabelseele KS mit
Hilfe eines nachfolgenden Extruders ein ein- oder mehrschich
tiger Kunststoff-Außenmantel aufextrudiert, so daß das
fertige Nachrichtenkabel wie z. B. NK2 von Fig. 2 gebildet
ist.
Claims (22)
1. Nachrichtenkabel (NK1) mit mindestens einem elektrischen
Übertragungselement (EU1), das ein elektrisches Aderpaar
(AP1) und darüber mindestens ein Bedeckungselement (RO1, AS1,
BE1) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aderpaar (AP1) von mindestens einem formstabilen
Röhrchen (RO1) als erstes, inneres Bedeckungselement umgeben
ist.
2. Nachrichtenkabel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Röhrchen (RO1) im Querschnitt betrachtet im wesentli
chen einen Kreis bildet, der das Aderpaar (AP1) ringsum ein
schließt.
3. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß räumlich betrachtet das Röhrchen (RO1) um das langge
streckte Aderpaar (AP1) herum im wesentlichen in Form eines
Kreiszylinders extrudiert ist.
4. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Röhrchen (RO1) mit seiner Innenwand lediglich jeweils
an den Stellen maximaler Querschnittsbreite auf dem Aderpaar
(AP1) aufsitzt.
5. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Röhrchen (RO1) eine Schichtdicke zwischen 0,1 und 0,5
mm, insbesondere zwischen 0,15 und 0,3 mm aufweist.
6. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aderpaar (AP1) eine Gesamtquerschnittsbreite zwischen
1,8 und 5 mm, insbesondere zwischen 2 und 3,5 mm aufweist.
7. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß außen auf dem Röhrchen (RO1) zusätzlich mindestens ein
elektromagnetisches Abschirmelement (AS1) aufgebracht ist.
8. Nachrichtenkabel nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als elektromagnetisches Abschirmelement (AE1) eine metal
lische Folie oder eine metallkaschierte Kunststoffolie verwen
det ist.
9. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Röhrchen (RO1) zusätzliche Luftkammern oder Profilie
rungen aufweist.
10. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für das Röhrchen (RO2) ein dielektrisches Kunststoffmate
rial verwendet ist.
11. Nachrichtenkabel nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß als dielektrisches Kunststoffmaterial Polyethylen oder
Polypropylen gewählt ist.
12. Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 mit 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß für das Röhrchen (RO1) ein elektrisch leitendes Material
verwendet ist.
13. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß vier Übertragungselemente (EU1 mit EU4) sternförmig zu
sammengefaßt sind.
14. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß außen ein mindestens einlagiger Außenmantel (AM) vorgese
hen ist.
15. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei elektrische Adern (AD1, AD2) zu dem elektrischen
Aderpaar (AP1) miteinander verseilt sind.
16. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche
gekennzeichnet durch
die Verwendung als Datenkabel im Frequenzbereich zwischen 1
KHz und 1000 MHz, insbesondere zwischen 1 und 600 MHz.
17. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Röhrchen (RO1) auf seiner Innen- und/oder Außenseite
zusätzlich mit einem Klebemittel beschichtet ist.
18. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen 25 und 55%, insbesondere zwischen 40 und 50%
des Röhrchen- Innenraums mit Luft gefüllt ist.
19. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden elektrischen Adern (AD1, AD2) des Aderpaares
(AP) jeweils einen elektrisch leitenden Kern (EL1, EL2) auf
weisen, auf dem ringsum eine Isolierschicht (EI1, EI2) auf
sitzt.
20. Nachrichtenkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide elektrische Adern (AD1, AD2) des Aderpaares (AP)
jeweils der Nachrichtenübertragung dienen.
21. Datenleitung mit mindestens einem elektrischen Aderpaar
(AP1) und darüber mindestens einem Bedeckungselement (RO1,
AS1, BE1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aderpaar (AP1) von mindestens einem formstabilen
Röhrchen (RO1) als erstes, inneres Bedeckungselement umgeben
ist.
22. Verfahren zur Herstellung eines Nachrichtenkabels oder
einer Datenleitung (NK1, NK2) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aderpaar (AP1) von mindestens einem formstabilen
Röhrchen (RO1) als erstes, inneres Bedeckungselement umgeben
wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995131065 DE19531065A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995131065 DE19531065A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur Herstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19531065A1 true DE19531065A1 (de) | 1997-02-27 |
Family
ID=7770220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995131065 Ceased DE19531065A1 (de) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | Nachrichtenkabel mit mindestens einem elektrischen Übertragungselement sowie Verfahren zur Herstellung |
Country Status (1)
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