EP0385549B1 - Elektrisches Kabel mit einem die Kabelseele umgebenden Flechtstrang - Google Patents

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EP0385549B1
EP0385549B1 EP90200449A EP90200449A EP0385549B1 EP 0385549 B1 EP0385549 B1 EP 0385549B1 EP 90200449 A EP90200449 A EP 90200449A EP 90200449 A EP90200449 A EP 90200449A EP 0385549 B1 EP0385549 B1 EP 0385549B1
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braiding
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Ekkehard Kwast
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
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Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1808—Construction of the conductors
    • H01B11/1813—Co-axial cables with at least one braided conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • H01B7/182—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments
    • H01B7/183—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring comprising synthetic filaments forming part of an outer sheath

Definitions

  • the invention relates to an electrical cable with a braided strand consisting of crossed metallic braiding elements and surrounding the cable core, in which non-metallic elements of high tensile strength are braided.
  • non-metallic threads of high tensile strength are combined with metallic wires of high electrical conductivity to form a mixed braid.
  • the electrically conductive wires made of soft copper or aluminum cannot absorb high tensile forces.
  • the non-metallic threads, which are made of Kevlar, for example, serve this purpose.
  • metal-free open areas to the interior of the cable are created. With a high-frequency cable, this results in higher attenuation. The immunity to interference decreases.
  • the invention has for its object to improve the immunity to interference of a cable of the type mentioned and to avoid increases in attenuation.
  • the solution is achieved in that the metallic braiding elements and the non-metallic elements are arranged radially one above the other in parallel.
  • the mixed braid strand remains electrically as dense as in a purely metallic braid strand.
  • non-metallic element At the points where a non-metallic element is clamped between the compartments, it causes the braiding elements that cross over to hold together. This increases the tensile strength of the cable.
  • the cross-section required for the non-metallic strain relief elements is so small that the diameter of the cable is not appreciably increased as a result, but the tensile strength can be multiplied.
  • the mechanical properties of the cable such as flexibility and temperature resistance are not affected.
  • the electrical properties, in particular of a high-frequency cable, remain unaffected by the non-metallic elements if these are arranged radially above the metallic braiding elements. Then there are only metallic braiding elements on the dielectric layer.
  • the metallic braiding elements preferably consist of individual wires running in parallel. Then the non-metallic elements advantageously extend in a band-shaped flat manner over at least part of the individual wires. Because of the particularly small radial dimensions of the non-metallic elements, there is practically no increase in the diameter of the cable.
  • the non-metallic elements can be coated with a hot-melt adhesive which, when heat is applied, causes them to be glued to adjacent cable assembly elements.
  • a particularly high tensile strength is achieved in that the braided strand is applied tightly to an inner pressure-stable cable construction element.
  • a suitable pressure-stable cable construction element is in particular the dielectric insulating layer of a coaxial cable.
  • the figure shows a cross section through a high-frequency coaxial cable constructed according to the invention.
  • a preferred field of application for such cables according to the invention are self-supporting coils for electrical connection with moving steering bodies.
  • Such cables are stable in sea water down to water depths of 200 m.
  • a braided strand is braided tightly around a central stranded conductor 1 and an insulating dielectric 2. It consists of oppositely helical braiding elements 3 and 4, which run alternately inside and outside due to the fold. They each consist of five soft Cu wires 5, for example.
  • Every second braiding element 3 or 4 is assigned a non-metallic element 6, which in each case consists of numerous Kevlar threads and lies in the form of a flat band on the braiding elements 3 and 4 on the outside.
  • the non-metallic elements are preferably applied to the metallic braiding elements when they run into a braiding device. Then the outer conductor and strain relief are manufactured in a single joint operation.
  • the tensile strength of the cable described is three times higher than that of a cable with a non-reinforced copper braid. A sixfold tensile strength could be achieved by introducing a further eight non-metallic elements 6.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel mit einem aus gekreuzten metallischen Flechtelementen bestehenden, die Kabelseele umgebenden Flechstrang, in welchen nichtmetallische Elemente hoher Zugfestigkeit eingeflochten sind.
  • Beim durch die DE-A-35 40 684 bekannten Kabel dieser Art sind nichtmetallische Fäden hoher Zugfestigkeit mit metallischen Drähten hoher elektrischer Leitfähigkeit zu einem Mischgeflecht vereinigt. Die elektrisch leitfähigen, aus weichem Kupfer oder Aluminium bestehenden Drähte können keine hohen Zugkräfte aufnehmen. Dazu dienen die nichtmetallischen Fäden, die beispielsweise aus Kevlar bestehen. Infolge der nichtmetallischen Fäden, welche im Geflecht gleichsam einen Metallfaden ersetzen, entstehen metallfreie offene Bereiche zum Kabelinneren. Bei einem Hochfrequenzkabel entstehen dadurch höhere Dämpfungen. Die Störstrahlfestigkeit nimmt ab.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Störstrahlfestigkeit eines Kabels der eingangs genannten Art zu verbessern und Dämpfungserhöhungen zu vermeiden.
  • Die Lösung gelingt dadurch, daß die metallischen Flechtelemente und die nichtmetallischen Elemente parallellaufend radial übereinander angeordnet sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der nichtmetallischen Elemente bleibt der gemischte Flechtstrang elektrisch genau so dicht, wie bei einem rein metallischen Flechtstrang.
  • An den Stellen, wo ein nichtmetallisches Element zwischen den Fachungen geklemmt liegt, bewirkt es einen reibschlüssigen Zusammenhalt der sich kreuzenden Flechtelemente. Dadurch wird die Zugbelastbarkeit des Kabels zusätzlich erhöht. Der für die nichtmetallischen Zugentlastungselemente benötigte Querschnitt ist so gering, daß der Durchmesser des Kabels dadurch nicht merkbar vergrößert wird, während sich aber die Zugfestigkeit vervielfachen läßt. Die mechanischen Eigenschaften des Kabels wie Flexibilität und Temperaturfestigkeit werden nicht beeinträchtigt.
  • Die elektrischen Eigenschaften insbesondere eines Hochfrequenzkabels bleiben dann unbeeinflußt von den nichtmetallischen Elementen, wenn diese radial über den metallischen Flechtelementen angeordnet sind. Dann liegen an der Dielektrikumschicht nur metallische Flechtelemente an.
  • Die metallischen Flechtelemente bestehen vorzugsweise aus parallellaufenden Einzeldrähten. Dann erstrecken sich vorteilhaft die nichtmetallischen Elemente bandförmig flach über mindestens einen Teil der Einzeldrähte. Wegen der dann besonders geringen radialen Abmessungen der nichtmetallischen Elemente ergeben sich praktisch keine Durchmesservergrößerungen des Kabels.
  • Einen verbesserten Kraftschluß zwischen den Kreuzungspunkten der Flechtelemente und auch zu einer gegebenenfalls aufextrudierten Kuststoffhülle erreicht man durch Verklebung. Insbesondere können die nichtmetallischen Elemente mit einem Schmelzkleber beschichtet werden, welcher bei Wärmezufuhr eine Verklebung mit benachbarten Kabelaufbauelementen bewirkt.
  • Eine besonders hohe Zugfestigkeit erreicht man dadurch, daß der Flechtstrang enganliegend auf ein inneres druckstabiles Kabelaufbauelement aufgebracht ist. Ein geeignet druckstabiles Kabelaufbauelement ist insbesondere die dielektrische Isolierschicht eines Koaxialkabels.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figur zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes Hochfrequenz-Koaxialkabel. Eine bevorzugtes Anwendungsgebiet für solche erfindungsgemäßen Kabel sind selbsttragende Wickel zur elektrischen Verbindung mit sich bewegenden Lenkkörpern. Solche Kabel sind seewasserstabil bis in Wassertiefen von 200 m einsetzbar.
  • Um einen zentralen Litzenleiter 1 und ein isolierendes Dielektrikum 2 ist ein Flechtstrang stramm aufgeflochten. Er besteht aus gegensinnig wendelförmig verlaufenden Flechtelementen 3 bzw. 4, die durch Fachung abwechselnd innen und außen verlaufen. Sie bestehen jeweils beispielsweise aus fünf Weich-Cu-Drähten 5.
  • Jedem zweiten Flechtelement 3 bzw. 4 ist ein nichtmetallisches Element 6 zugeordnet, welches jeweils aus zahlreichen Kevlarfäden besteht und in Form eines flachen Bandes an den Flechtelementen 3 bzw. 4 außen anliegt.
  • Durch Schmelzkleberbeschichtung der nichtmetallischen Elemente 6 läßt sich nach Erwärmung an den Überlappungsstellen ein Kraftschluß zwischen den Flechtelementen und auch eine Haftung zum Kabelmantel 7 erreichen.
  • Die nichtmetallischen Elemente werden vorzugsweise beim Einlaufen in eine Flechteinrichtung an die metallischen Flechtelemente angelegt. Dann werden Außenleiter und Zugentlastung in einem einzigen gemeinsamen Arbeitsgang gefertigt.
  • Die Zugfestigkeit des beschriebenen Kabel ist dreifach höher als bei einem Kabel mit nicht verstärktem Kupfergeflecht. Durch Einbringung weiterer acht nichtmetallischer Elemente 6 konnte eine 6- fache Zugfestigkeit erreicht werden.
  • Bis zur Zerreißgranze ergaben sich Dehnungen von nur etwa 2,5 %, so daß das Kabel bis zur Zerstörung funktionsfähig bleibt.

Claims (7)

  1. Elektrisches Kabel mit einem aus gekreuzten metallischen Flechtelementen (3,4) bestehenden, die Kabelseele (1,2) umgebenden Flechtstrang, in welchen nichtmetallische Elemente (6) hoher Zugfestigkeit eingeflochten sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Flechtelemente (3,4) und die nichtmetallischen Elemente (6) hoher Zugfestigkeit parallellaufend radial übereinander angeordnet sind.
  2. Kabel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmetallischen Elemente (6) radial über den metallischen Flechtelementen (3,4) angeordnet sind.
  3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein metallisches Flechtelement (3,4) aus parallellaufenden Einzeldrähten (5) besteht, und daß sich ein nichtmetallisches Element (6) bandförmig flach über mindestens einen Teil der Einzeldrähte (5) erstreckt.
  4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmetallischen Elemente (6) mit benachbarten Aufbauelementen des Kabels (3,4;7) insbesondere durch Schmelzkleber, verklebt sind.
  5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmetallischen Elemente (6) aus Kevlar bestehen.
  6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Flechtstrang enganliegend auf ein inneres druckstabiles Kabelaufbauelement (2) aufgebracht ist.
  7. Kabel nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß das druckstabile Kabelelement die dielektrische Isolierschicht (2) eines Koaxialkabels ist.
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