DE2303564C3

DE2303564C3 - Kabelmuffe für eine feuchtigkeitsdichte elektrische Verbindung zwischen zwei Kabelenden

Info

Publication number: DE2303564C3
Application number: DE2303564A
Authority: DE
Inventors: Hubertus Johannes Josephus Gommans; Josephus Gerardus Henricus Stikkelbroeck
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-02-08
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1979-01-04
Also published as: AT333875B; GB1416222A; FR2171215A1; NL155988B; AR193479A1; DE2303564A1; DE2303564B2; US3859455A; FR2171215B1; SE392367B; CH549892A; DK141309C; JPS4891588A; ATA98573A; FI58999B; BE795044A; DK141309B; NL7201608A; FI58999C; CA994440A

Description

Um eine befriedigende elektrische Verbindung zwischen den Miuelleitern herstellen zu können, werden die Mittelleiter über einen bestimmten Abstand freigelegt, und diese freigelegten Enden werden in eine mit einer Umhüllung aus Isoliermaterial versehene Metallbuchse geschoben. Das Isoliermaterial ist vorzugsweise das auch für das Kabeldielektrikum verwendete Material. Die Metallbuchse kann mit einem oder mehreren axiaJen Schlitzen versehen sein und einen etwas kleineren Innendurchmesser als der Durchmesser des Mittelleiters aufweisen, so daß eine klemmende Verbindung erhalten wird. Um an der betreffenden Stelle das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser (D) des Außenleiters und dem Durchmesser (d) des Innenleiters, das die Impedanz bestimmt, auf denselben H Wert wie in den Kabtlenden zu bringen, ist es notwendig, wegen des etwas größeren Durchmessers des Innenleiters die isolierende Umhüllung der Metallbuchse etwas dicker als das Dielektrikum der Kabelenden zu machen, und zwar derart, daß das Verhältnis D/d gleich dem in den Kabelenden ist. Wenn die Durchmesser der Kabelenden voneinander ·■ erschieden sind, ist an jedem Ende der isolierenden Umhüllung der Durchmesser etwas größer als der Durchmesser des angrenzenden Kabeldielektrikums. Zwischen den bei- >■> den Enden ändert sich der Durchmesser dann z. B. regelmäßig mit dem Abstand, so daß eine kegelige Form erhalten wird, wobei naturgemäß auch sichergestellt werden muß, daß die Impedanz im kegeligen Teil an aie Impedanz der Kabelenden angepaßt ist. Eine Anpas- S'> sung oder weitere Anpassung der Impedanz kann auch dadurch erhalten werden, daß die isolierende Umhül lung der Metallbuchse parallel zur Achse durchlöchert wird.

Bei der Ausführungsform nach der Erfindung trägt π die isolierende Umhüllung an beiden Enden mit diesen Enden fluchtende Hohlzylinder geringer Länge aus demselben Material mit einer Wanddicke gleich dem Dickenunterschied zwischen den Enden der isolierenden Umhü"ung und dem angrenzenden Kabeldielektri- 4<i kum. Beim Anbringen der Verbindung werden die Dielektrika der Kabelenden in diese Hohlzylinder eingeschoben. Die beschriebenen Zylinder dienen dazu, den Kriechweg für Feuchtigkeit zu verlängern. Gegebenenfalls kann Polythenwachs oder ein anderes viskoses -r> feuehtigk»:itsabweiiendes Material auf der Innenwand der Zylinder angebracht werden, wodurch die Feuchtigkeitsdichte noch besser gewährleistet ist. Bei Anwendung dieser Ausführungsform wird die Länge der Zylinder vorzugsweise c'.erart gewählt, daß der nicht von v> dem Außenleiter bedeckte Teil des Dielektrikums vom betreffen ien Zylinder umgeben wird. Es wurde gefunden, daß auf diese Weise eine befriedigende feuchtigkeitsdichte Verbindung erhalten werden kann, wobei die durch die zusätzliche Isoliermaterialmenge ^r>> örtlich herbeigeführten Reflexionen noch sehr gering sind und innerhalb der zulassigen (iren/en gehalten v/erden können. Die elektrische Verbindung /wischen den zylindrischen Außenleitern wird mittels der schalenformigen Verbindungsstücke aus elektrisch mi leitendem Material, z. B. aus Kupfer, gegebenenfalls Vernickeltem Kupfer oder Messing, erhalten. Die schalenförmigen Verbindungsstücke können mit Hilfe von Klemmringen auf den Außenleitern und auf dem darunterliegenden Dielektrikum festgeklemmt werden, t,, Zur Herstellung einer befriedigenden elektrischen und mechanischen Verbinfang zwischen den beiden Kabelenden sind die Verbindungsstücke — wenigstens die die Außenleiter überlappenden Teile dieser Verbindungsstücke — auf der Innenseite mit Erhöhungen, z. B. radial verlaufenden Rippen, versehen. Diese Erhöhungen können gegebenenfalls auch anders gestaltet sein, vorausgesetzt, daß auch eine gute elektrische und mechanische Verbindung erhalten werden kann. Die schalenförmigen Verbindungsstücke sind vorzugsweise wenigstens an der Stelle der Verbindung zwischen den Mittelleitern mit sich aneinander anschließenden profilierten Rändern versehen, um Strahlung nach außen zu verhindern. Dann kann ein Außenmantel z. B. dadurch angebracht werden, daß ein Schrumpfschlauch aus elektrisch isolierendem Material, z. B. Polyäthylen, über das Ganze geschoben oder ein selbstvulkanisierendes Dichtungsband angebracht wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verbindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 und 2 Längsschnitte duioi ein Kabelende in verschiedenen Vorbereitungsstufen zur Anbringung der Verbindung nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine VerNndung zwischen zwei Kabelenden gleichen Durchmessers,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine Verbindung zwischen zwei Kabelenden ungleichen Durchmessers.

Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt ein Koaxialkabelende, von dem ein Teil des Mantels 1 und des Außenleiters 2 aus einer Kupferfolie und einer darauf angebrachten Kupferlitze zur Vorbereitung der Anbringung der Verbindung entfernt wird. Dann (Fig. 2) wird ein Teil des Dielektrikums 3 entfernt, so daß nun der Mittelleiter 4 aus dem Dielektrikum 3 hervorragt. Von zwei Kabelenden werden nun die aus den Dielektrika 3 hervorragenden Teile der Mittelleiter 4 in das Verbindungsstück 5 geschoben. Das Verbindungsstück 5 besteht aus einer Metallbuchse 6. die einen etwas k^loineren Durchmesser als die Mittelleiter 4 aufweisen kann und mit einem oder mehreren sich parallel zu der Achse erstreckenden Schlitzen zum Erhalten einer klemmenden Passung versehen sein kann, Uiid aus einer Umhüllung 7 aus Isoliermaterial. Da durch die Anbringung der Metallbuchse 6 der Durchmesser (d) der Mittelleiter in dem Verbindungsstück größer als der Durchmesser (D) der Außenleitung 2 ist. wird die Dicke der isolierenden Umhüllung 7. die vorzugsweise aus demselben Material wie die Kabeldielektrika 3, z. B. Polyäthylen, besteht, derart gewählt, daß das Verhältnis D/d gleich dem in den Kabelenden ist (D = Innendurchmesser des Außenleiters). Die isolierende Umnüllung 7 setzt sich an beiden Enden in Form dünnwandiger Hohlzylinder 8 und 8/4 fort, die eine Wanddicke gleicn dem genannten Dickenunterschied zwischen der Umhüllung 7 und den Kabeldielektrika 3 aufweisen und die die Kabeldielektrika über den Teil umfassen, von d~m die Außenleiter 2 entfernt worden sind. Anschließend werden die Schalen 9 aus Metall angebracht (P i g. 3 und 4). Zwei Schalen können, wie in Fig.4 dargestellt ist, einen Zylindermantel bilden. Naturgemäß können die Schalen auch derart ausgebildet sein, daß drei oder mehr Schalen einen geschlossenen Zylindermanti.i bilden. Im allgemeinen ist es jedoch zu bevorzugen, die Anzahl der Schalen zu beschränken, wodurch auch die Anzahl Nähte, durch die Feuchtigkeit eindringen könnte, beschränkt wird. Um eine Abschir-

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mung gegen Strahlung zu erhalten, sind die Berührungsflächen der Schalen 9 wenigstens für den Teil, den das Verbindungsstück 5 umfaßt, z. B. auf die in F i g. 4 bei 10 angegebene Weise profiliert; diese Profilierung: ergibt den Vorteil, daß für eine bestimmte Verbindung, abhängig von dem Kabeldüfchmesser, nur eine einzige Art von Schalen auf Lager gehalten zu werden braucht. Die Schalen 9 sind auf der Innenseite mil radial verlaufenden Rippen versehen. Die Schalen 9 werden mit Klemmbändern 12 und 13 fixiert. Dann Wird der in Mantel 14, z. B. ein Schrumpfschlauch aus Polyethylen, angebracht.

' Die in Fig.5 im Längsschnitt gezeigte Verbindung zwischen zwei kabelenden ungleichen Durchmessers unterscheidet sich nicht grundsätzlich von der nach Fig.4. Die entsprechenden Teile sind hier iiiit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig.4 bezeichnet. Es leuchtet ein* ~äß die Forni d'⁵'* nun kpcrpiicrpn Klnilhiilliinu 7 aus Isoliermaterial derart gewählt v/erden muß, daß die Impedanz in der Verbindung nicht vor der in den Kabelenden verschieden ist. Um einen guten Verschluß gegen die Eindringung von Feuchtigkeit £u erhallen, kann zwischen allen Teilen der Verbindung eine dünne Schicht aus einer wasserabweisenden Masse, z. B. Polyäthylenwachs oder Silikonfett, angebracht werden.

Eine Verbindung nach den Fig.3 und 5 kann die bei der normalen Hantierung auftretenden Zugkräfte aufnehmen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die elektrische Verbindung zwischen den Kabelenden oder die örtliche Impedanz geändert wird.

Eine Verbindung nach der Erfindung kann Z: B. bei der Montage von Netzen für Gemeirischäftsantennenanlagen zur gegenseitigen Kupplung aller dabei vorkommender Typen Kabel mit einem massiven Dielektrikum verwendet werden, wobei die Durchmes' ser einander gleich oder voneinander verschieden sein können.

Die Verbindungen können unterirdisch und oberirdisch angewandt werden; die Anwendung von Kabelmuffen ist im allgemeinen nicht erforderlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kabelmuffe für eine feuchtigkeitsdichte elektrische Verbindung zwischen zwei Ivoaxialkabelenden, die aus je einem Mittelleiter, einem massiven Dielektrikum rings um den Mittelleiter, einem zylindrischen Außenleiter und gegebenenfalls einem isolierenden Mantel bestehen, wobei die Außenleiter der Kabelenden mittels rohrartiger Verbindungsstücke aus elektrisch leitendem Werkstoff zugentlastend miteinander verbunden sind, wobei diese Verbindungsstücke die Außenleiter der beiden Kabelenden überlappen und die Mittelleiter aus dem Kabeldielektrikum der Kabelenden hervorragen und elektrisch miteinander durch eine Metallbuchse verbunden sind, die über die beiden Enden geschoben und mit einer den über der Metallbuchse und zwischen den Kabelenden liegenden Raum ausfüllenden Umhüllung aus einem elektrisch isolierenden Material versehen ist, wobei die Dicke de·· Umhüllung derart gewählt ist, daß die Impedanz in dem Verbindungsstück gleich der in den Kabelenden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Impedanzanpassung die Umhüllung (7) an ihren beiden Enden den Außendurchmessern der massiven Dielektrika (3) der Kabel mit ihren Innendurchmessern angepaßte Hohlzylinder (8 und 8A) aufweist, in denen die massiven Dielektrika (3) der Kabel eingepaßt sind, und die Stärken der die Hohlzylinder umfassenden Mäntel der Umhüllung gleich den Stärken der Außenleiter (2) der Kabel sind.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabelmuffe für eine feuchtigkeitsdichte elektrische Verbindung zwischen zwei Koaxialkabelenden, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruches beschrieben. w

Kabelmuffen für eine feuchtigkeitsdichte elektrische Verbindung mit einer mechanischen Zugentlastung sind aus zahlreichen Druckschriften bekannt. So zeigt die FR-PS 11 59 574 eine Kabelverbindung, bei der der Außenleiter im Muffenbereich aus einer an ihren Enden verlöteten Hülse besteht. Der Innenleiter ist mit einer Verbindungshülse umgeben und in diesem Bereich verdickt, liegt aber gegenüber dem Außenleiter dann im Dielektrikum Luft, wodurch an dieser Kabelmuffe jeweils am Ende des Dielektrikums der Kabelenden eine w Stoßstelle und damit Reflexionsstelle liegt. Eine derartige Verbindung ist nicht zur Übertragung von Hochfrequen/signalen geeignet. Das gleiche gilt für die Kabelmuffe nach der US-PS 2 88 311, bei der innerhalb der Kabelmuffe die Innenleiter lediglich miteinander verdrill! sind Auch die GB-PS 7 43 294 zeigt eine Metallhülse /ur Verbindung der Innenleiter, die im Kabelmuffenbereich im Dielektrikum Luft liegen. Auch hier ist wieder am Inde des jeweiligen Dielektrikums der Kabelenden eine StoUstelle vorhanden. Dieser m> Nachteil trifft auch zu für die Verbindungsstelle in Form einer Viererkabelmuffe nach der US-PS 25 87 676. Wenn auch in dieser der lnnerileiler wiederum in dem Dielektrikum Luft liegt, afso hier wiederum Stoßstellen Vorhanden sind, so zeigt doch diese Kabelmuffe, wenn m nur zwei Kabelenden betrachtet werden, eine gewisse Ähnlichkeit hinsichtlich der mechanischen Zugentlastung wie der Anmeldungsgegenstand, da nämlich die Zugentlastungsteile aus Halbschalen bestehen, die auf dem Außenleiter liegen und nach innen vorspringende Rippen aufweisen, also z. B. in Form eines Gewindes, Da es bei dem Bekannten nicht auf Reflexionsarmut ankommt, kann dort die mechanische Zugentlastung auch auf dem Dielektrikum selbst eingreifen, während es bei der Ausführung nach dem Anmeldungsgegenstand eine mechanische Halterung nur über die Außenleiter gibt, jedoch sind diese Teile für vorliegende Erfindung unwesentlich.

Weiterhin ist aus der US-PS 31 47 057 eine Kabelmuffe mit einer mechanischen Zugentlastung bekannt, die gleichzeitig eine reflexionsarme Verbindungsstelle schafft. Die mechanische Zugentlastung ist hier auf den Außenleiterbereich bzw. noch außerhalb des Außen-Ieiterbereichs angeordnet, während etwas größere Sorgfalt auf die Ausbildung des Bereiches in der Kabelmuffe gelegt ist, der sich auf den Bereich zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter bezieht Hier ist nämlich nunmehr der Innenleiter mit einer Metallhülse überbrückt, und da hierdurch eine Durchmesservergrößerung des Innenleiters an der Verbindungsstelle erfolgt, ist das diese Metallhülse umgebende Dielektrikum auch hinsichtlich seiner Durchmesser in etwa gleichem Verhältnis erhöht worden. Jedoch ragt dadurch der Außendurchmesser des genannten Dielektrikums über die Außenleiter der anschließenden Kabelenden noch hinaus, wodurch wiederum eine Reflexionsstelle auftreten muß. Gegenüber dem obengenannten Stand der Technik ist hier aber schon eine etwas reflexionsärmere Verbindungsstelle geschaffen worden. Die Ausbildung der mechanischen Zugentlastung ist aber derart, daß ein Aufwickeln eines Kabels mit einer derartigen Verbindungsstelle unmöglich ist, da diese insgesamt gesehen etwa den dreifachen Kabeldurchmesser aufweist.

Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus. Sie zeigt hinsichtlich der mechanischen Ausführung eine gewisse Ähnlichkeit im Außer'eiterbereich wie der Gegenstand nach der US-PS 25 87 Ö76 und stellt aber irn wesentlichen eine Verbesserung der Impedanzanpassung im Zwischenleiterbereich dar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer Muffe der bekannten Art die Verhältnisse hinsichtlich der Reflektion bzw. die Impedanzanpassung zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Kabelmuffe der eingangs genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen ergriffen, wie in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches näher angegeben.

Line Umhüllung nach der Erfindung, die also teilweise auch mechanisch die Dielektrika der anstoßenden Kabelenden mit umfaßt, bietet nicht nur bessere elektrische Verhaltnisse, weil nämlich die eigentliche noch gering vorhandene Reflexionsstelle auf verschie dene Ebenen verlegt wird und damit eine doch recht erhebliche Impedanzanpassung bewirkt wird, sondern weil auch durch die besondere Ausbildung dieser Umhüllung eine f uhriingder Kabel beim Zusammenbau einer derartigen Kabelmuffe verbessert wird. Außer dem ist der Außendurchmesser Jer Umhüllung dann derart gering zu halten, daß die gesamte Kabelmuffe einen Außendurchmesser aufweist« der nur geringfügig über dem der Kabel selbst liegt,

Eine Verbindung nach der Erfindung läßt sich auf folgende Weise herstellen. Von den beiden Kabelcndeh wird radial der Mantel über einen bestimmten Abstand entfernt; von dem freigelegten Teil des Außenleiters wird dann radial ein Teil entfernt.