DE2939616A1 - Verlustbehaftetes elektrisches element, insbesondere leitung, kabel oder abschirmung auf widerstand und absorption beruhend - Google Patents

Verlustbehaftetes elektrisches element, insbesondere leitung, kabel oder abschirmung auf widerstand und absorption beruhend

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Description

VERLUSTBEHAFTETES ELEKTRISCHES ELEMENT, INSBESONDERE LEITUNG, KABEL ODER ABSCHIRMUNG AUF WIDERSTAND UND ABSORPTION BERUHEND
Die Erfindung bezieht sich auf verlustbehaftete elektrische Vorrichtungen, insbesondere elektrische Leitungen, Kabel oder Abschirmungen, die auf verschiedenen Gebieten zum Einsatz kommen, bei denen eine Störstrahlung unterdrückt werden soll, z.B. bei der Zündung von Brennkraftmaschinen, Messungen in Laboratorien usw.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gemäß dem FP 1,475,665 ist ein Hochfrequenzstörschutzkabel - Störschutzkabel mit Widerstands- und absorbierenden Eigenschaften - bekannt, bei dem das Prinzip der Absorption (siehe FP 1,205,158 - 74,223 und 80,097 und USP Anmeldung 855,593 vom 29. November 1977) des den Leiter umgebenden Mediums benutzt wird, wobei der Leiter gerade oder schraubenförmig, jedoch nicht metallisch, sein kann und von einem Grundmaterial aus Kunststoff gebildet wird, bei dem die erwünschte Leitfähigkeit durch einen leitenden Zusatz an Kohlenstoff und/oder Metallpulver erzielt wird. Auf diese Weise lassen sich Widerstandswerte von 500 bis 3000 0hm pro Meter erreichen, deren Wirkung noch zu der Absorptionswirkung des umgebenden Mediums zur Unterdrückung der Leitung und Abstrahlung von Hochfrequenz störungen bei den Zündkreisen von Brennkraftmaschinen hinzukommt.
Diese Art der Ausführung weist einige Nachteile auf, z.B. dadurch, daß sich keine stabilen Vierte des Leiterwiderstandes (insbesonders bei Temperatur) und eine zur Erreichung einer ausreichenden Lebensdauer entsprechenden mechanischen Qualität infolge der mehrfachen Beanspruchung verschiedener Art, z.B. mechanisch, thermisch usw. erzielen lassen. Außerdem werden diese Probleme angesichts des Entstehens und der Entwicklung moderner Techniken für die Motorenzündung, des konsequenten Einsatzes von Funkeinrichtungen und die ständige Zunahme elektronischer Einrichtungen an Bord, die alle höhere Widerstandswerte erfordern, immer schwieriger. Beispielsweise sind Werte von 1000 bis 100,000 Ohm/m für lineare Leiter heute üblich; 5000 Ohm/m werden heute in Frankreich und 15,000 Ohm/m in den Vereinigten Staaten verwendet.
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Ein metallischer Leiter ist zwar für die Verwirklichung der niedrigeren Werte zweckmässig, bei den höheren Werten zeigt sich jedoch ein gegensätzliches Bild: die Verwirklichung der oben angeführten hohen Widerstandswerte erreicht bei einer günstigen schraubenförmigen Ausbildung (die eine große Länge des Leiters zuläßt) oder übersteigt sogar die mechanische Grenze für die praktische Ausführung. Z.B. erfordert die Ausführung eines Kabels von 5000 Ohm/m in Form einer Wendel von 3 mm Durchmesser bei 30 Windungen pro cm mit den stärksten heute bekannten metallischen Legierungen einen Draht mit einem Durchmesser zwischen 6 und 8 Hundertstel eines mm, was sich auf lange Sicht bei dem beabsichtigten Einsatz nicht mehr mit entsprechender Festigkeit und Zuverlässigkeit vereinbaren lässt. Außer der Anwendung bei Zündkabeln gibt es selbstverständlich eine Anzahl anderer Leitungen und Kabel, bei denen ein Aufbau dieser Art für die Verwirklichung einer Übertragung unter Absorption von Störspannungen oder -feldern vorteilhaft ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwirklichung einer Leitung oder eines Kabels, das in der Zusammensetzung eine absorbierende Wirkung aufweist mit mindestens einem Leiter in dem mindestens ein Element einen zusammengesetzten Aufbau aufweist und aus einer aus einem Faden aus Kunststoff-, textilem oder amorphem, nicht leitendem Material, z.B. Kunstseide, Nylon, Glasfiber oder dergleichen mit einer dünnen metallischen oder metallähnlichen Schicht (wobei die Dicke der Schicht beispielsweise zwischen 0,05 und 10 μ liegt) überzogener Seele (Kern) besteht, die
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einen Teil des gesamten Querschnittes des zusammengesetzten Leiters bildet und die Verwirklichung einer starken mechanischen Struktur für die weiteren Fertigungsschritte sowie für spätere Fremdeinflüsse ermöglicht und ein elektrisches Verhalten aufweist, das dem kompakten Metall für die spezifische Leitfähigkeit sowie für die elektrische Verbindung mit anderen Interfaces entspricht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, derartige Fäden in Form einer Assamblage zu verwenden (Leiter in Form einer einfachen Litze, einer mehrfachen Litze, eines Geflechts usw.) mit optimalen mechanischen Eigenschaften um einen endgültigen Querschnitt (in einer gewundenen oder umwickelten Struktur) optimaler Form zu erhalten, und zwar mit Hinsicht auf gewisse nützliche elektrische Eigenschaften, wie z.B. die Verminderung der elektrischen Beanspruchungen durch die hohe aufgebrachte Spannung in Verbindung mit dem Überdeckungsfaktor bei einem Schirmgeflecht oder um eine anisotrope Leitfähigkeit bei nebeneinander liegenden Assemblagen dieser Art zu erhalten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, solche metallüberzogene Fäden in Form einer Assemblage einer zur Erreichung des gewünschten Wertes des linearen elektrischen Widerstandes gewählten Anzahl von Monofilamenten zu verwenden; dabei liegt der Widerstandswert außerhalb des Bereiches eines in der Praxis verwendbaren metallischen widerstandsbehafteten Drahtes.
Weiterhin besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, Zündkabel zu schaffen, die eine Leitung grundsätzlich wie bei metallischen Leitern und gutem Metall-Metallkontakt mit den Anschlußteilen, und zwar trotz der hohen Widerstandswerte, bieten.
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Weiterhin besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, eine Leitung oder Kabel mit metallischem Leiter zu schaffen, bei dem der Skineffekt im nützlichen Frequenzbereich (nicht magnetische leitende Metalle und Legierungen) praktisch nicht vorhanden bzw. vorhanden ist (magnetische Metalle und Legierungen), wodurch sich Vorteile im Interferenz- oder Hochfrequenz störverhalten des Kabels ergeben. Im besonderen ermöglicht die Verwendung letzterer eine spezifische selektive Absorption (infolge der magnetischen Leitungsverluste) unabhängig von und zusätzlich zu den Verlusten des umhüllenden Mediums.
Weiterhin besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, eine Optmimierung der Wahl des linearen Widerstandes zu ermöglichen, sodaß die Summe der entsprechenden Absorption (Widerstandsabsorption allein oder Widerstands- und magnetische Absorption) mit der Absorption des umhüllenden Mediums die erforderliche Störunterdrückungswirkung nach Intensität und Frequenz im üblichen Einsatzbereich des Kabels (beispielsweise 10 bis 1000 MHzJergibt.
Es ist außerdem Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Kabel mit einem Leiter zu schaffen, dessen spezifischer Widerstand temperaturabhängig ist, wie z.3. reines Eisen oder einige Fe-, Ni-, Cr- usw. Legierungen. Tatsächlich kann z.B. ein mit der Temperatur steigender Kabelwiderstand dazu verwendet werden, um eine verteilte Verwirklichung des Zündoptimierungseffektes wie in der FP Anmeldung Nr. 77 01500 beschrieben, zu erreichen.
Es ist weiterhin Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die verschiedenen Ausbildungen der Erfindung mit optimaler "Shunt capacity" bei vierpoligen Strukturen vereinigt einzusetzen, insbesonders zur Ausführung von Kabeln, d.h. als ein verteiltes Tiefpassfilter arbeitend.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verbindung einer flexiblen absorbierenden Schicht auf einer zweidimensionalen Struktur aus gewobenem zusammengesetztem Faden zur Verwirklichung elektromagnetischer HF em Abschirmungen zu verwenden.
Verschiedene weitere Ziele, Merkmale und sich ergebende Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus einem besseren Verständnis der Erfindung an Hand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Abbildung 1a bis 2d sind perspektivische Darstellungen einiger konventioneller Ausführungen, die für Leitungen und Kabel gemäß der Erfindung verwendet werden können.
Abbildung 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Kabels nach der Erfindung.
Abbildung 4 ist ein Diagramm, in dem für verschiedene konventionelle und erfindungsgemäße Kabel die relative Dämpfung .X/f in Dezibel/m bezogen auf 1 Megahertz (1 MHz) aufgetragen ist.
Das Kabel gemäß Abbildung 1a umfaßt einen aus einem widerstandsbehafteten Draht oder einem magnetischen Draht niedriger Leitfähigkeit (einfacher Draht oder Geflecht) bestehendem Leiter 1, eine aus verlustbehaftetem magnetischem Material bestehende absorbierende Hülle 2 und einem aus Kunststoff, Polymer, Glasfiber, Gummi und/oder Textil bestehenden Isoliermantel 3.
Abbildung 1b stellt ein Kabel mit einem schraubenförmig um eine absorbierende Seele 2 gewundenen Leiter
I dar. Ein Faden 4 aus Textil- oder synthetischen Fasern dient als Hilfe für das Extrudieren der Seele 2. Eine zweite absorbierende Schicht 5 kann, braucht aber nicht, vorhanden sein und schließlich wird diese schraubenförmige Struktur durch die äußere Isolierschicht 3 geschützt.
Abbildung 1c zeigt eine halbgeschlossene Struktur mit einem verdrallten oder nicht verdrallten Leiterpaar
II and 1", das von dem absorbierendem Medium 2 umgeben und von der Isolierschicht 3 umhüllt ist.
Abbildung 2a zeigt ein absorbierendes koaxiales Kabel, bei dem der mittlere Leiter 1 von dem verlustbehafteten Medium 2 umgeben ist. Eine dünne Isolierschicht 3! kann,
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braucht aber nicht, vorhanden sein und liegt außerhalb (oder innerhalb) der absorbierenden Hülle; ihr Zweck besteht darin, dem Kabel dielektrische Festigkeit zu verleihen. Das absorbierende Medium ist ein schlechter Isolator und hat eine schlechte dielektrische Festigkeit infolge der zusammengesetzten Struktur. Der Rückleiter bei Abbildung 2a wird durch ein metallisches Geflecht, ein metallisches oder metallbeschichtetes Wickelband ό gebildet, das die Erdungselektrode bildet. Der Mantel 3" bildet einen isolierenden (oder leitenden) Schutz. Verschiedene mittlere Leiter könnten in gleicher Weise ein Mehrfach-Koaxialkabel bilden. Die Leiter sind dabei gleicher Art wie oben beschrieben.
Abbildung 2b zeigt eine typische Struktur eines Gleichtaktunterdrückungs- und Übersprechungssperrkabels, bei dem 1 ein guter Leiter, 7 ein gutes Dielektrikum und 6 die Erdungselektrode darstellt. Eine derartige Ausführung bildet ein konventionelles Koaxialkabel mit niedrigen Verlusten. Eine Außenschicht 2 aus absorbierendem Material unterdrückt die Störströme auf der Oberfläche des Geflechts 6, wobei das Geflecht 6 die Erdung oder Masse bildet und mit beiden Enden auf Erde geführt ist. Ein Geflecht 61 aus widerstandsbehafteten Leitern ist zwischen das Geflecht 6 und die Schicht 2 gelegt.
Wenn nun bei einer derartigen Ausführung ein zusätzlicher Erdungsschirm außerhalb der absorbierenden Schicht 2 angeordnet wird, so wird damit ein Kabel niedriger "transfer impedance" geschaffen, bei dem die inneren Resonanzen infolge von Absorption unterdrückt werden.
Abbildung 2c zeigt das Beispiel einer absorbierenden "flat-twin" Leitung, bei der die gleichen Grundsätze Anwendung finden und 1' und 1" widerstandsbehaftete Leiter darstellen.
Abbildung 2d zeigt einen flachen Leiter 1 , der aus wider^ standsbehafteten Leitern besteht, die als Band, Streifen
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usw. ausgebildet sind,um Biegsamkeit zu erzielen. Der Leiter 1 ist auf einer oder beiden Seiten mit einer Schicht einer absorbierenden Mischung überzogen.
Einer oder mehrere Leiter können bei diesen Strukturen jeweils als zusammengesetzter Leiter ausgebildet werden, der auf folgende Weise (Abbildung 3) hergestellt wird: eine einzige Faser eines Fadens 7 aus polymerem, plastiktextiloder glasartigem Stoff, noch allgemeiner gesagt, irgendeines dünnen biegsamen Fadens dessen Durchmesser zwischen etwa 1 und 100 μ liegt, wird mindestens auf einem Teil seiner Oberfläche mit einer metallischen oder metallartigen Schicht 8 überzogen, die in bekannter Weise chemisch durcn Verdampfung usw. aufgebracht wird. Die Dicke der Schicht ist geringer als der Faserdurchmesser und liegt entsprechend dem Faserdurchmesser zwischen etwa 0,02 und 20 μ. Solche metallisierten Fasern sind heute im Handel erhältlich, insbesondere für die Herstellung von elektrostatischem Schutzgewebe, Abschirmgewebe für elektromagnetische Felder und Heizgewebe, Heizabdeckungen, z.B. gegen Frost usw.
Beispielsweise gibt es im Handel von der Firma ROHM & HAAS ein Produkt unter der Bezeichnung X-Static, bei dem es sich um ein texturiertes feines Nylongarn mit einem Überzug aus metallischem Silber handelt. Jeder Faden hat einen Denierwert von 3,8, d.h. 24 μ Stärke einschließlich eines Überzugs aus Silber mit 3 μ Dicke, 13g Bruchfestigkeit und einem elektrischen Widerstand von etwa 10 KOhm pro m. X-Static wird als Mehrfadengarn mit 27 Denier und 7 Fäden geliefert und es werden so viele 7-fädige Garne zusammen verwendet wie erforderlich sind, um die erforderlichen Widerstandswerte zu erhalten.
Andere ähnliche Erzeugnisse sind ebenfalls erhältlich und ein Fachmann ist in der Lage, andere zusammengesetzte Leiter mit anderen Fäden und anderem Metall nach der Lehre der vorliegenden Erfindung herzustellen.
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Der Leiter 7 kann jedenvon einem Kreis unterschiedlichen Querschnitt, sei es oval oder flach oder eine andere Form aufweisen ohne damit aus den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu fallen.
Gegebenenfalls kann eine äußere Isolierschicht 9 vorgesehen werden. Die Struktur der Schicht 8 kann verschiedener Art sein: verschiedene Beispiele werden noch nachstehend angegeben. Wesentlich ist jedenfalls, daß diese Schicht von einer durchgehenden ununterbrochenen metallischen Schicht unter Ausschluß zusammengesetzter Strukturen mit Kohlenstoff, Graphit oder Metallpartikeln gebildet wird.
Derartige Fasern mit einem reduzierten Querschnitt können zu einem "leitenden Faden" zusammengesetzt werden; praktisch werden 5 bis 50 derartiger metallbeschichteter Fasern mittels bekannter Verfahren einfach zusammengedreht oder verlitzt und zwar in gleicher Weise wie Textilfaden. Solche Litzen können in gleicher Weise zu Geweben, Geflechten, Hüllen usw. verarbeitet werden.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung eines ersten Beispiels angewandt auf störfeste Kabel für die Zündung einer Brennkraftmaschine leichter verständlich. Die üblichste Ausführung ist in Abbildung 1b gezeigt: eine Litze der eben beschriebenen Art ist um eine biegsame absorbierende Seele der Art wie sie in den genannten französischen Patenten beschrieben wird, gewickelt. Der Abstand und Durchmesser dieser Wicklung bestimmt die durch die absorbierende Seele gegebene magnetische Absorption: diese magnetische Absorption bestimmt die Störschutzeigenschaften der Kabel für hohe Frequenzen (z.B. über 100 MHz); den erforderlichen Widerstand erhält man durch Wahl einer entsprechend zusammengesetzten Litze unter Berücksichtigung des Abstandes und Durchmessers der Wicklung; der Widerstandswert bestimmt wiederum die Störschutzeigenschaften der Kabel für niedrige Frequenzen (z.3. zwischen 20 und 100 MHz).
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In Abbildung 4 sind einige typische Ergebnisse an Dämpfung (auf der Ordinate, die Dämpfung in Dezibel/m pro MHz), die man durch die beiden Wirkungen (für zwei entsprechende Widerstandswerte, jedoch für einen Durchmesser - 3 mm - und einem konstanten Abstand - 30 Windungen/cm -) erhält, aufgezeigt. Die Dämpfung ist in equivalenter Koaxialleitung gemessen und gibt wirklichkeitsgetreu die tatsächliche Dämpfung bei Kraftfahrzeugen nach Leitfähigkeit und Wellenabstrahlung wieder. Durch das Zusammenkommen der beiden Wirkungen läßt sich eine nach Wert und Selektivität optimierte Dämpfungskurve aufstellen. Die beiden geneigten Geraden zeigen die Dämpfungen, die man bei auf eine nicht absorbierende isolierende Seele gewickelten widerstandsbehafteten Leitern erhält (25 kOhm/m für die obere Gerade und 5 kOhm/m für die untere Gerade. Die gestrichelte Kurve bezieht sich auf einen nicht widerstandsbehafteten Leiter (z.B. Kupfer) der um die absorbierende Mischung gewickelt ist. Bei niedrigen Frequenzen ergibt sich keine Dämpfung. Die anderen beiden ausgezogenen Kurven gelten für um eine absorbierende Seele gewickelte widerstandsbehaftete Leiter (25 bzw. 5 kOhm/m).
Es ist offensichtlich, daß die Wirkung eines widerstandsbehafteten Leiters sich bei niedrigen Frequenzen erhöht, was bei den Radiofrequenzen eine wesentliche Störschutzwirkuny in Verbindung mit einer Schwächung des Zündfunkens ergibt.
Die praktischen Werte des Widerstands im oben angegebenen Bereich von 2500 bis 25.000 Ohm/m sind bei dem heute für solche Störschutzkabel üblichen Bereich der Durchmesser (1 bis 5 ram) und des Wicklungsschritts (50 Windungen/cm bis 0 = gerader Draht) leicht zu erreichen. Im übrigen ist es möglich, die Anzahl der Fäden und die Dicke der metallischen leitenden Schicht zu ändern. Erfindungsgemäß wird eine ziemlich große Anzahl von Fa-
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sern verwendet, um eine hohe Zuverlässigkeit sicherzustellen. Beispielsweise lassen sich mit einer Litze von 36 Fasern Werte von 150 Ohm/m bis 150 kOhm/m (gerader Leiter) erreichen.
Erfindungsgemäß stellen konventionelle Druckkontakte bei einer derartigen Litze mittels Kerb-, ösenklemmen, Bolzen usw. wie sie heute in der Kraftfahrzeugindustrie verwendet werden, einen zuverlässigen Metall-Metallkontakt mit der Klemme am Ende derartiger Störschutzleiter sicher.
Die Fasern und folglich die damit hergestellten Litzen und die zusanunengesetzten Bauteile haben im wesentlichen die mechanischen Merkmale der Trägerfaser: sehr gute mechanische Eigenschaften auf Zug usw. sind erzielbar (z.B. mit Nylon) wodurch die Eigenschaften der stärksten Metalle oder Metallegierungen weit überschritten werden. Die hohe Elastizität der Faser ergibt weitere wichtige erfindungsgemäße Merkmale.
So wird z.B. eine unter Zug um eine absorbierende Seele gewickelte Litze mehr oder weniger abgeflacht wobei sich die Fasern breiter legen und der Querschnitt des zusammengesetzten Leiters eher ein abgeflachtes Oval als einen Kreis darstellt. Dieser Effekt hängt von der Ausführung der Litze (mehr oder weniger stark gedreht) und von der Zusammensetzung mehrerer, den Leiter bildenden Litzen (Geflecht) ab.
Erfindungsgemäß ist eine gewisse Verbreiterung des Leiters, ohne daß nebeneinanderliegende Windungen sich berühren, für die dielektrische Festigkeit des Zündkabels, d.h. der mit den Leitern umwickelten mit einer Schicht aus elastischem Isoliermaterial umgebenen Seele, günstig.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ermöglicht eine Verbreiterung der Windungen der Wicklung, wobei jede Windung geringfügig die beiden danebenliegenden
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Windungen berührt, eine zusätzliche absorbierende Wirkung (Skineffekt, beschrieben in dem FP 1428517/1514178 und 1568739) infolge der "axialen"Leitfähigkeit einer schraubenförmigen Struktur.
Erfindungsgemäß ermöglicht diese Verbreiterung jeder Litze bei einem flachen oder rohrförmigen Gewebe (beispielsweise eines koaxialen Schirmkabels wie nachstehend beschrieben) ein verbessertes Überlappungsverhältnis von fast 100%, ein Effekt, der besonders bei Verwendung von Mehrfachfasern eine hohe Elastizität ergibt. Im übrigen ist dieser Effekt aus der Textilherstellung bekannt (wasserdichte Stoffe).
Die Wahl der Zusammensetzung der leitenden metallischen Schicht auf der Faser erfolgt unter Berücksichtigung der erforderlichen Widerstandswerte, des Windungsabstandes und des Kern- bzw. Seelendurchmessers bei schraubenförmigem Leiter.
Derartige Überzüge aus reinem Metall (Silber, Kupfer, Eisen, Nickel usw.) sind direkt im Handel erhältlich. Überzüge aus Legierungen sind ebenfalls möglich.
Gemäß der Erfindung sind diese überzüge gekennzeichnet durch eine reine metallische Leitung mit im wesentlichen entsprechenden Merkmalen, insbesonders der Leitfähigkeit; damit erhält man stabile Widerstandswerte bei den Metallen eigenen niedrigen Temperaturkoeffizienten.
Gemäß der Erfindung sind die mit nicht magnetischen Metallen und Legierungen hergestellten Leitungen und Kabel gekennzeichnet durch eine "skin-Dicke" im Bereich von 4 bis 40 μ (beispielsweise 100 MHz); im Vergleich mit der oben genannten Schichtdicke stellen sie einen Widerstand dar, der sich im interessierenden Bereich wenig oder gar nicht ändert: hierbei können die festen Widerstände nach Abbildung 4 verwendet werden (Kurve 5 KOhin/m und 25 K0hm/m) .
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Gemäß der Erfindung sind Schichten aus magnetischen Metallen (Eisen, Nickel usw.) oder Legierungen (Fe, Ni, Co usw.) besonders interessant, da ihre "skin-Dicke" 10 bis 100 mal geringer sein kann (zur zweckmässigen Wahl der Parameter der überzugschichten auf den Fasern, Wahl des Werkstoffes und des spezifischen Widerstandes usw.). Erfindungsgemäß kann man in der gleichen Gruppe nicht-metallische magnetische leitende Materialien, wie z.B. amorphes Glas unter Verwendung von Übergangselementen (Fe, Ni, Co) legiert mit Glasbildnern, wie z.B. B, P, Al, Si usw. mit Zusätzen zur Erzielung besonderer Eigenschaften (Cr, Mo usw.) verwenden, wobei die Herstellung durch schnelles Abschrecken aus der flüssigen Phase erfolgt. Solche Materialien sind auf dem Markt erhältlich, z.B. METGLAS von Allied Chemical Co,- sie verbinden hervorragende magnetische Werte, hohen spezifischen Widerstand und - im Gegensatz zu reinen metallischen Legierungen hoher Permeabilität - sind gegenüber mechanischer Beanspruchung unempfind ich, d.h. das Wickeln des fertigen Kabels beeinträchtigt die Werte nicht.
Bei solchen magnetischen leitenden Materialien erhöht sich dann der Hochfrequenzwiderstand proportional zur Frequenz und es ist beispielsweise möglich, den Widerstand zwischen 20 und 60 MHz zu verdreifachen. Bei dem praktischen Beispiel nach Abbildung 4 verläuft die Dämpfung von der Kurve 5 KOhm/m zur Kurve 25 KOhm/m und die Dämpfung wird dann durch die strichpunktierte Kurve dargestellt, die im Bereich von 30 bis 100 MHz besonders günstig ist.
Zu diesem Skineffekt kommt hinzu eine günstige Wirkung der durch den Leiter bedingten und in den angegebenen Hinweisen beschriebenen "internen" Induktivität und magnetischen Verluste.
Gernäß der Erfindung können solche überzüge aus metallischen Schichten im Gegenteil einen hohen jedoch bekannten
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und stabilen Temperaturkoeffizienten aufweisen wie man ihn z.B. mit reinem Eisen und bestimmten widerstandsbehafteten Legierungen (Fe, Ni, Cr, usw.), die in der Heizungstechnik verwendet werden, erhält; diese Wirkung kann mit bestimmten Oxydverbindungen wie sie in der Dünnschichttechnik in der Elektronik und bei der Herstellung von Heißleitern verwendet werden, optimal erzielt werden. Eine Erhöhung des Zündkabelwiderstandes bei steigender Fahrzeugmotortemperatur ergibt die Möglichkeit einer Anwendung der in FP 77 01500 beschriebenen Zündungsoptimierung, weil beim Anlassen ein für den Kaltlauf des Motors zweckmäßiger stärkerer Funke und bei heißem Motor ein schwächerer Funke zur Verfügung steht, wodurch sich die Lebensdauer der Zündkerze erhöht und die Hochfrequenzbeeinflussung vermindert.
Als zweites Beispiel wird ein weiteres Störschutzzündkabel herangezogen, bei dem der Leiter gemäß Abbildung 1a gerade ist: dabei wird ein stärker widerstandsbehafteter Leiter verwendet, um den gewünschten Widerstandswert pro Meter zu erhalten. Die magnetische Adsorptionswirkung ist dabei geringer, kommt jedoch durchaus in Betracht, besonders wenn, wie oben beschrieben, ein magnetischer Leiter verwendet wird.
Als drittes Beispiel wird ein Kabel gemäß Abbildung 1c oder Abbildung 2a herangezogen, bei dem die Leiter widerstandsbehaftet sind. Derartige Kabel sind zweckmäßig bei Meß- und Regelanlagen, wie z.B. Nanoschalloszilbskope und bei Sonden für die Erfassung hochfrequenter elektrischer und magnetischer Felder, bei denen es darauf ankommt, daß die Kabel die genannten Felder nicht stören.
Als viertes Beispiel wird eine konventionelle koaxiale Ausführung wie sie beispielsweise in Abbildung 2b dargestellt ist, herangezogen, wobei das Geflecht 6 durch einen guten Leiter dargestellt und die absorbierende
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Schicht teilweise oder ganz durch den widerstandsbehafteten Leiter 61 (geflochten oder einfach gewickelt) ersetzt wird. Bei einer derartigen Ausführung bewirkt dieser widerstandsbehaftete Leiter sowohl eine Gleichtaktunterdrückung (übersprechsperre) und Abschirmwirkung bei hohen Frequenzen (z.B. über mehreren MHZ), und zwar infolge der beschriebenen Verbreiterung.
Derartige Kabel sind zweckmäßig in der Fernmeldetechnik, Computertechnik, militärischen Anwendungen und überall dort in der Technik, wo die Gefahr besteht, daß starke Fremdstörungen (Störinduktionen infolge normaler oder außergewöhnlicher Beeinflussungsquellen) in das Kabel eingeführt und dem zweckdienlichen Signal überlagert werden. Insbesondere können auf diese Weise mehrfach abgeschirmte Kabel, die einen starken Schutz gegen diese Störungen bieten unter überlagerung mehrerer leitender und magnetischer Schirme unter Benutzung der erfindungsgemäßen Möglichkeiten der Herstellung von Leitern (insbesonders von Schirmen) bestimmten spezifischen Widerstandsund Permeabilität und einer Abschirmung mit einer wirksamen Überlappung von 100 % Deckung (infolge des beschriebenen Verbreiterungseffektes), d.h. ohne Ableitung bei sehr hohen Frequenzen, geschaffen werden.
Als fünftes Beispiel dient eine typische Ausführung mit einer sehr niedrigen "Transfer impedance" bei hohen Frequenzen, die erfindungsgemäß die Struktur gemäß Abbildung 2b mit einer zusätzlichen Schicht (die zwischen der absorbierenden magnetischen Schicht 2 und der äußeren Isolierung 3 liegt) von widerstandsbehafteten Leitern in Form eines festgezogenen Geflechts oder Umwicklung umfasst. Eine darüberliegende zusätzliche arbsorbierende magnetische Schicht ergibt eine weitere Verbesserung der Gleichtaktstörunterdrückung.
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Schließlich fallen alle konventionellen Verfahren zur Erreichung eines maximalen Shunteffektes (Kapazität zwischen Leitern oder zwischen Leiter und Erde) in den Rahmen der Erfindung; insbesondere bei der Verwirklichung von Tiefpaßstrukturen, wie sie in den genannten Patenten und in den FP 75 15745 - 75 30476 - 1.479.228 - 1.490.488 2.098.975 und 2.249.489 beschrieben sind.
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Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrisches verlustbehaftetes Element in der Art
einer elektrischen Leitung, Kabels oder Abschirmung
mit mindestens einem leitenden Element, kombiniert
mit einer dieses mindestens teilweise umgebenden
magnetischen absorbierenden Mischung, gekennzeichnet
dadurch, daß das leitende Element eine zusammengesetzte Struktur darstellt, die eine mit einer als
dünne leitende Schicht ausgebildeten leitenden Schicht überzogene Textil-, Kunststoff- oder Glasseele (-kern) umfasst.
2. Elektrisches Element gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (Kern) des leitenden Elements
von einem Faden oder einer Faser gebildet wird, dessen Durchmesser zwischen etwa 1 und 100 μ liegt, wobei der leitende überzug eine in Bezug auf den Durchmesser reduzierte Dicke aufweist und die Dicke des leitenden
Überzugs zwischen etwa 0,02 und 20 μ liegt.
3. Elektrisches Element gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende überzug von einem nicht
magnetischen Metall oder einer nicht magnetischen Legierung gebildet wird, die einen Widerstand praktisch
gleich dem Widerstand für einen Gleichstrom ergibt.
4. Elektrisches Element gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Überzug von einem magnetischen Metall, einer Legierung oder Glas mit einer
im Vergleich zu der der leitenden Schicht geringeren
Skindicke gebildet wird, wodurch sich im Bereich der
Frequenzen ein selektiver Widerstand ergibt.
5. Elektrisches Element gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Überzug einen temperaturabhängigen Widerstand aufweist.
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ORiGlNAL /NSPECTED
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6. Elektrisches Element gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Überzug durch chemischen Niederschlag durch Verfahren in gasförmiger oder flüssiger Phase gebildet wird.
7. Elektrisches Element, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Verbund von Fäden gemäß einem der vorstehenden Ansprüche umfasst, dereine Litze, Kabel, Geflecht oder Band bildet.
8. Elektrisches Element gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund solcher Leiter einen runden oder abgeflachten Querschnitt,beispielsweise einen ovalen Querschnitt(aufweist, wodurch eine klar getrennte oder nahezu durchgehende Abdeckung des Substrates durch entsprechende Wahl der Struktur (texture) des zusanunengesetzten Leiters ermöglicht wird.
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