WO2014019635A1 - Coaxial cable for high-power applications - Google Patents

Coaxial cable for high-power applications Download PDF

Info

Publication number
WO2014019635A1
WO2014019635A1 PCT/EP2013/001739 EP2013001739W WO2014019635A1 WO 2014019635 A1 WO2014019635 A1 WO 2014019635A1 EP 2013001739 W EP2013001739 W EP 2013001739W WO 2014019635 A1 WO2014019635 A1 WO 2014019635A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coaxial cable
filler
screen
designed
inner conductor
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/001739
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erwin Köppendörfer
Original Assignee
Leoni Kabel Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leoni Kabel Holding Gmbh filed Critical Leoni Kabel Holding Gmbh
Priority to EP13733949.5A priority Critical patent/EP2880664B1/en
Publication of WO2014019635A1 publication Critical patent/WO2014019635A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1804—Construction of the space inside the hollow inner conductor
    • 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
    • H01B11/1821—Co-axial cables with at least one wire-wound conductor
    • 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
    • H01B11/1882—Special measures in order to improve the refrigeration

Definitions

  • the invention relates to a coaxial cable for high performance applications with an inner conductor which is concentrically surrounded by a dielectric and by an outer conductor.
  • the so-called skin effect In the transmission of high power in the alternating current range, the so-called skin effect is known, which ensures a displacement of the current transported via the conductor to the edge of the conductor.
  • the skin effect is frequency-dependent and increases with higher frequencies. In particular, for lines that are designed for the transmission of very high frequencies of> 1 MHz, this means that only the outermost cross-section of the conductor contributes to power transmission. If at the same time high electrical powers are to be transmitted, then the conductor must be chosen to be large enough to provide a sufficient cross-section for the current transport available.
  • the object of the invention is to provide a coaxial cable for high-performance applications with improved mechanical properties with good electrical properties.
  • a coaxial cable for high-performance applications with an inner conductor, which is surrounded concentrically by a dielectric and by an outer conductor, wherein the inner conductor as a fleece xibler, tubular screen is formed of a plurality of shield wires.
  • the coaxial cable Due to the design of the inner conductor as a flexible, tubular screen, the coaxial cable has a high bending flexibility and is also suitable for the transmission of high power at high frequencies, for example, 1 MHz and larger.
  • the screen preferably displays a so-called optical coverage ⁇ 100%.
  • the optical coverage is in particular about 90%.
  • Optical coverage here means the covering of the inner cavity enclosed by the screen in a geometrical view. In a 100% coverage so the entire surface of the screen is formed by shield wires. At a lower optical coverage gaps are included in the lateral surface of the screen. With a 90% coverage, this means that about 10% of the area of the shell's shroud is not covered by shielding wires. A lower coverage leads to a higher bending flexibility.
  • the variation of the optical cover can be set comparatively easily in terms of production technology in the manufacture of braided shields but also of helical screens.
  • the screen itself is not intrinsically stable due to its design of comparatively loosely interconnected shield wires, ie it is not pressure-stable in the radial direction and is already compressed at low radial external pressures.
  • the screen In order to maintain the desired tubular configuration, the screen therefore has in its internal cavity one or more supporting elements which ensure the maintenance of an annular cross-section of the screen. Conveniently, therefore, a continuously extending filler is introduced as a support element over the entire length of the inner conductor.
  • the filler itself is again formed in several parts.
  • special properties for the filler and the entire coaxial cable such as mechanical properties, can be adjusted specifically.
  • the filler comprises a fiber bundle or is also formed by such a fiber bundle.
  • the fiber bundle is a fiber bundle
  • the fiber bundle can also be a textile structure such as a braid, etc.
  • the filler has an extruded plastic strand on which the screen rests. Since such an extruded plastic strand has a comparatively good dimensional stability, it is ensured that the inner conductor retains its desired annular configuration.
  • the plastic strand is designed as a hollow strand with internal cavity. This in turn is filled in an expedient manner with the already mentioned fiber bundle.
  • the filler forms a thermal energy storage preferably with a short-term heat output in the range of a few kW.
  • the filler is in particular a material, which is designed for the reversible absorption and release of heat.
  • Formed latent heat storage In such latent heat storage is generally at a defined temperature, a phase transformation in which at a constant temperature heat, for example, heat of fusion, recorded or later released again.
  • the filler is formed as a compound of several components with different melting temperature.
  • This is understood to mean a mixture of different plastic materials which are still separated at least at the microscopic level so that they melt in the compound composite at least locally at different temperatures.
  • This is in particular at least one reversible melting and re-solidifiable component.
  • the melting temperatures are therefore preferably significantly different, for example by more than 20 ° C to 50 ° C. The effect is based on the fact that the low-melting component melts on reaching its melting temperature and thereby absorbs heat. At the same time, the higher-melting component remains in its solid starting state, so that overall the filler retains its geometry and does not "melt".
  • a function line is guided in this in an expedient development.
  • a line for providing a technical functionality such as a supply line or a cooling line is integrated within the screen.
  • the free inner cavity is therefore used in a particularly efficient manner.
  • a signal or data line is guided in the screen.
  • This function line preferably forms the filler without further components.
  • several different functional lines can be guided within the inner cavity.
  • the signal lines themselves may be electrical signal lines or optical signal lines.
  • FIG. 1 shows in a simplified cross-sectional view of the structure of a coaxial cable according to the invention with a screen as an inner conductor.
  • the coaxial cable 2 has an inner conductor designed as a braided shield 4, which is surrounded concentrically by a dielectric 6 made of a suitable plastic and an outer conductor 8.
  • the outer conductor 8 is formed in two layers in the embodiment of an inner screen 8A and an outer screen 8B, both of which are arranged concentrically to the braid shield 4.
  • the inner screen 8A is also formed as a braid screen of a plurality of metallic individual wires.
  • the outer screen 8B is a metallic foil in the embodiment.
  • the outer conductor 8 is surrounded concentrically by an insulating jacket 10 made of a suitable electrically insulating plastic material.
  • the inner conductor is a screen 4, in particular braid screen of a plurality of individual metallic wires.
  • the screen 4 basically consists of a plurality of these more or less loosely connected and in particular intertwined individual wires.
  • the particular advantage is to be seen in the fact that in comparison to inner conductors, which are designed as rigid metal tubes, a significantly higher (bending) flexibility is achieved.
  • the flexibility is in this case preferably by the choice of braid parameters, such as the so-called coverage, mesh size, etc. depending on desired requirements set.
  • braid parameters such as the so-called coverage, mesh size, etc. depending on desired requirements set.
  • a coaxial cable 2 is thereby formed with a maximum of flexibility, which can also be laid in comparatively narrow bending radii. without affecting the electrical / mechanical properties.
  • the braid shield 4 generally has an annular cross section and thereby defines an internal cavity. This is filled with a filler 12, which has a sufficiently high rigidity, so that it defines a dimensionally stable circular cross-sectional area to set the desired ring shape of the braid shield 4.
  • the filler 12 is formed in two parts with a central strand 12A, in particular from a fiber bundle, for example made of cotton fibers, and a filling tube 12B surrounding the central strand 12A.
  • a central strand 12A in particular from a fiber bundle, for example made of cotton fibers
  • a filling tube 12B surrounding the central strand 12A.
  • This is in particular an extruded tube made of plastic with good dimensional stability and high bending elasticity.
  • the filling tube 12B is preferably made of a material which is suitable for storing thermal energy.
  • a certain overload safety is created at least short-term electrical overload, which leads to an increase in temperature.
  • the filler 12 is therefore designed to form such a thermal energy store as a whole as a solid strand of suitable material.
  • here offers a compound of the two plastics
  • Polypropylene and polyethylene Polypropylene melts at higher temperatures than polyethylene. When the temperature reaches the melting temperature of the polyethylene, polyethylene melts. However, the filler 12 itself is kept in shape because of the still solid polypropylene. There is only a softening of the filler 12. At the same time, the filler 12 can absorb a lot of heat energy by this measure. As a result, the coaxial cable 2 can be kept in its nominal temperature range even with an at least short-term high heat input due to high electrical power. This can Overall, the design of the coaxial cable are made for lower load peaks, so that overall the coaxial cable can be made low.
  • the coaxial cable 2 described here is suitable, in particular, for transmitting higher-frequency electrical currents having a frequency of at least> 50 Hz and preferably> several 100 kHz up to the MHz range.
  • this coaxial cable 2 serves to transmit high electrical (pulse) powers, for example in the range from 50 to 2500 watts.
  • the geometric dimensions of the coaxial cable and of the individual components (4, 6, 8, 10, 12) arranged concentrically to one another are suitably selected depending on the desired requirement.

Abstract

The aim of the invention is to provide a flexible coaxial cable (2) for high-power applications. The coaxial cable has an inner conductor (4) which is made of a braided shield (4) and which is surrounded by a dielectricum (6) and an outer conductor (8) as usual. The braided shield (4) defines an inner cavity which is filled with a filler (12A, B). The filler (12A, B) is expediently a functional element and is designed as a thermal energy store for example or comprises a signal or data line.

Description

Beschreibung  description
Koaxialkabel für Hochleistungsanwendungen  Coaxial cable for high performance applications
Die Erfindung betrifft ein Koaxialkabel für Hochleistungsanwendungen mit einem Innenleiter, der konzentrisch von einem Dielektrikum sowie von einem Außenleiter umgeben ist. The invention relates to a coaxial cable for high performance applications with an inner conductor which is concentrically surrounded by a dielectric and by an outer conductor.
Bei der Übertragung von hohen Leistungen im Wechselstrombereich ist der sogenannte Skin-Effekt bekannt, welcher zu einer Verdrängung des über den Leiter transportierten Stroms an den Rand des Leiters sorgt. Der Skin-Effekt ist hierbei frequenzabhängig und nimmt mit höheren Frequenzen zu. Insbesondere bei Leitungen, die für die Übertragung von sehr hohen Frequenzen von > 1 MHz ausgelegt sind, führt dies dazu, dass nur noch der äußerste Querschnitt des Leiters zur Stromübertragung beiträgt. Sollen zugleich hohe elektrische Leistungen übertragen werden, so muss der Leiter entsprechend groß gewählt werden um einen ausreichenden Querschnitt für den Stromtransport zur Verfügung zu stellen. In the transmission of high power in the alternating current range, the so-called skin effect is known, which ensures a displacement of the current transported via the conductor to the edge of the conductor. The skin effect is frequency-dependent and increases with higher frequencies. In particular, for lines that are designed for the transmission of very high frequencies of> 1 MHz, this means that only the outermost cross-section of the conductor contributes to power transmission. If at the same time high electrical powers are to be transmitted, then the conductor must be chosen to be large enough to provide a sufficient cross-section for the current transport available.
Um hier keine massiven Innenleiter bei Koaxialkabeln zu verwenden sind bei Hochleistungs-Koaxialkabeln die Verwendung beispielsweise von Wellrohren oder auch Kupferrohren bekannt, die von einem Dielektrikum und anschließend von dem Außenleiter umgeben sind. Die Außenleiter sind hierbei üblicherweise ebenfalls aus einem (Well-) Rohr ausgebildet. Derartige Hochleistungs-Koaxial-Kabel weisen eine entsprechend hohe Steifigkeit auf. In order to use here no massive inner conductor in coaxial cables are the use of high-performance coaxial cables, for example, corrugated pipes or copper pipes known, which are surrounded by a dielectric and then by the outer conductor. The outer conductors are usually also formed from a (corrugated) tube. Such high-performance coaxial cables have a correspondingly high rigidity.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Koaxialkabel für Hochleistungsanwendungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften bei guten elektrischen Eigenschaften anzugeben. Proceeding from this, the object of the invention is to provide a coaxial cable for high-performance applications with improved mechanical properties with good electrical properties.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Koaxialkabel für Hochleistungsanwendungen mit einem Innenleiter, der konzentrisch von einem Dielektrikum sowie von einem Außenleiter umgeben ist, wobei der Innenleiter als ein fle- xibler, röhrenförmiger Schirm aus einer Vielzahl von Schirmdrähten ausgebildet ist. The object is achieved according to the invention by a coaxial cable for high-performance applications with an inner conductor, which is surrounded concentrically by a dielectric and by an outer conductor, wherein the inner conductor as a fleece xibler, tubular screen is formed of a plurality of shield wires.
Durch die Ausgestaltung des Innenleiters als ein flexibler, röhrenförmiger Schirm weist das Koaxialkabel eine hohe Biege-Flexibilität auf und ist zugleich für die Übertragung von hohen Leistungen bei hohen Frequenzen beispielsweise von 1 MHz und größer geeignet. Due to the design of the inner conductor as a flexible, tubular screen, the coaxial cable has a high bending flexibility and is also suitable for the transmission of high power at high frequencies, for example, 1 MHz and larger.
Gleichzeitig ist der notwendige Materialeinsatz für den Innenleiter minimiert. Darüber hinaus kann auf etablierte, herkömmliche Technologien zurückgegriffen werden, da derartige Schirme vielfältig zu Abschirmungszwecken von elektrischen Leitern, insbesondere auch als Außenleiter bei Koaxialkabeln eingesetzt werden. At the same time, the necessary material usage for the inner conductor is minimized. In addition, it is possible to fall back on established, conventional technologies, since such screens are used in a variety of ways for shielding electrical conductors, in particular also as outer conductors in coaxial cables.
Als Schirm wird in zweckdienlichen Ausgestaltungen wahlweise ein As a screen is optionally in useful embodiments
Geflechtschirm mit miteinander verflochtenen Schirmdrähten oder auch ein sogenannter Wendelschirm eingesetzt, bei dem die einzelnen Drähte wendeiförmig parallel nebeneinander verlaufen. Braided screen with interwoven screen wires or a so-called spiral shield used in which the individual wires run helically parallel side by side.
Um eine hohe Flexibilität zu erreichen zeigt der Schirm vorzugsweise eine sogenannte optische Abdeckung < 100%. Die optische Abdeckung liegt dabei insbesondere etwa bei 90%. Unter optischer Abdeckung wird hierbei die Überdeckung des vom Schirm umgegebenen Innenhohlraums in geometrischer Sicht verstanden. Bei einer 100%-Abdeckung ist also die gesamte Mantelfläche des Schirms durch Schirmdrähte gebildet. Bei einer geringeren optischen Abdeckung sind in der Mantelfläche des Schirms Lücken enthalten. Bei einer 90%igen Abdeckung bedeutet dies, dass etwa 10% der Fläche des Mantels des Schirms nicht von Schirmdrähten überdeckt ist. Eine geringere Abdeckung führt zu einer höheren Biegeflexibilität. In order to achieve high flexibility, the screen preferably displays a so-called optical coverage <100%. The optical coverage is in particular about 90%. Optical coverage here means the covering of the inner cavity enclosed by the screen in a geometrical view. In a 100% coverage so the entire surface of the screen is formed by shield wires. At a lower optical coverage gaps are included in the lateral surface of the screen. With a 90% coverage, this means that about 10% of the area of the shell's shroud is not covered by shielding wires. A lower coverage leads to a higher bending flexibility.
Die Variation der optischen Abdeckung lässt sich herstellungstechnisch bei der Herstellung von Geflechtschirmen aber auch von Wendelschirmen vergleichsweise einfach einstellen. Der Schirm selbst ist aufgrund seiner Ausgestaltung aus vergleichsweise nur lose miteinander verbundenen Schirmdrähten nicht eigenstabil, d.h. er ist in radialer Richtung nicht druckstabil und wird bereits bei geringen radialen äußeren Drücken zusammengedrückt. Um die gewünschte röhrenförmige Ausgestaltung beizubehalten weist der Schirm daher in seinem Innenhohlraum ein oder mehrere Stützelemente auf, die für die Aufrechterhaltung eines ringförmigen Querschnitts des Schirmes sorgen. Zweckdienlicherweise ist daher über die gesamte Länge des Innenleiters ein sich kontinuierlich erstreckender Füller als Stützelement eingebracht. The variation of the optical cover can be set comparatively easily in terms of production technology in the manufacture of braided shields but also of helical screens. The screen itself is not intrinsically stable due to its design of comparatively loosely interconnected shield wires, ie it is not pressure-stable in the radial direction and is already compressed at low radial external pressures. In order to maintain the desired tubular configuration, the screen therefore has in its internal cavity one or more supporting elements which ensure the maintenance of an annular cross-section of the screen. Conveniently, therefore, a continuously extending filler is introduced as a support element over the entire length of the inner conductor.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Füller selbst wiederum mehrteilig ausgebildet. Hierdurch können spezielle Eigenschaften für den Füller und das gesamte Koaxialkabel, wie beispielsweise mechanischer Eigenschaften, gezielt eingestellt werden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit in den Innenhohlraum des Schirms ein zugfestes Element, umgeben von einem leichten Füllmaterial einzubinden. In zweckdienlicher Ausgestaltung ist entsprechend auch vorgesehen, dass der Füller ein Faserbündel umfasst oder auch durch ein solches Faserbündel gebildet ist. Bei dem Faserbündel handelt es sich um ein Faserbündel aus In a preferred embodiment, the filler itself is again formed in several parts. As a result, special properties for the filler and the entire coaxial cable, such as mechanical properties, can be adjusted specifically. For example, there is the possibility in the inner cavity of the screen, a tensile element, surrounded by a light filler to integrate. In an expedient embodiment, it is accordingly also provided that the filler comprises a fiber bundle or is also formed by such a fiber bundle. The fiber bundle is a fiber bundle
(Baum-) Wollfasern oder auch Kunststofffasern. Bei dem Faserbündel kann es sich auch um ein textiles Gebilde wie beispielsweise einen Zopf etc. handeln. (Cotton) wool fibers or plastic fibers. The fiber bundle can also be a textile structure such as a braid, etc.
Alternativ oder ergänzend weist der Füller einen extrudierten Kunststoffstrang auf, an dem der Schirm anliegt. Da ein derartiger extrudierter Kunststoffstrang eine vergleichsweise gute Formbeständigkeit aufweist ist sichergestellt, dass der Innenleiter seine gewünschte ringförmige Ausgestaltung beibehält. Alternatively or additionally, the filler has an extruded plastic strand on which the screen rests. Since such an extruded plastic strand has a comparatively good dimensional stability, it is ensured that the inner conductor retains its desired annular configuration.
Zweckdienlicherweise ist der Kunststoffstrang dabei als ein Hohlstrang mit Innenhohlraum ausgebildet. Dieser ist wiederum in zweckdienlicher Weise mit dem bereits erwähnten Faserbündel ausgefüllt. Conveniently, the plastic strand is designed as a hollow strand with internal cavity. This in turn is filled in an expedient manner with the already mentioned fiber bundle.
Durch die Bereitstellung eines Innenhohlraums durch den Schirm besteht die Möglichkeit, diesen zur Aufnahme von Funktionselementen zu verwenden. In bevorzugter Ausgestaltung bildet der Füller einen thermischen Energiespeicher vor- zugsweise mit einer kurzfristigen Wärmeleistung im Bereich von einigen kW. By providing an internal cavity through the screen, it is possible to use this for receiving functional elements. In a preferred embodiment, the filler forms a thermal energy storage preferably with a short-term heat output in the range of a few kW.
Durch diese Ausgestaltung können thermische Belastungsspitzen aufgrund hoher elektrischer Leistungsspitzen abgefangen werden, ohne dass es zu einer Schädigung oder Beeinträchtigung des Koaxialkabels kommt. Bei dem Füller handelt es sich dabei insbesondere um ein Material, was zur reversiblen Aufnahme und Abgabe von Wärme ausgebildet ist. Due to this configuration, thermal load peaks due to high electrical power peaks can be intercepted without damaging or impairing the coaxial cable. The filler is in particular a material, which is designed for the reversible absorption and release of heat.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist der Füller dabei als According to a first embodiment of the filler is as
Latentwärmespeicher ausgebildet. Bei derartigen Latentwärmespeichern erfolgt allgemein bei einer definierten Temperatur eine Phasenumwandlung, bei der bei konstanter Temperatur Wärme, zum Beispiel Schmelzwärme, aufgenommen bzw. später wieder abgegeben wird. Formed latent heat storage. In such latent heat storage is generally at a defined temperature, a phase transformation in which at a constant temperature heat, for example, heat of fusion, recorded or later released again.
In einer bevorzugten Ausbildung ist der Füller als ein Compound aus mehreren Komponenten mit unterschiedlicher Schmelztemperatur ausgebildet. Hierunter wird eine Mischung aus verschiedenen Kunststoff-Materialien verstanden, die zumindest auf mikroskopischer Ebene weiterhin getrennt sind, so dass sie in dem Compound-Verbund zumindest lokal bei unterschiedlichen Temperaturen aufschmelzen. Hierbei handelt es sich insbesondere um zumindest eine reversibel aufschmelz- und wieder erstarrungsfähige Komponente. Die Schmelztemperaturen sind daher vorzugsweise deutlich beispielsweise um mehr als 20°C bis 50°C verschieden. Der Effekt beruht darauf, dass die niedrig schmelzende Komponente bei Erreichen ihrer Schmelztemperatur aufschmilzt und hierbei Wärme aufnimmt. Gleichzeitig bleibt die höher schmelzende Komponente in ihrem festen Ausgangszustand, so dass insgesamt der Füller seine Geometrie beibehält und nicht„zerfließt". In a preferred embodiment, the filler is formed as a compound of several components with different melting temperature. This is understood to mean a mixture of different plastic materials which are still separated at least at the microscopic level so that they melt in the compound composite at least locally at different temperatures. This is in particular at least one reversible melting and re-solidifiable component. The melting temperatures are therefore preferably significantly different, for example by more than 20 ° C to 50 ° C. The effect is based on the fact that the low-melting component melts on reaching its melting temperature and thereby absorbs heat. At the same time, the higher-melting component remains in its solid starting state, so that overall the filler retains its geometry and does not "melt".
Alternativ oder auch ergänzend zu der Integration eines Füllers im Innenhohlraum des Schirms ist in diesem in zweckdienlicher Weiterbildung eine Funktionsleitung geführt. Hierunter wird verstanden, dass innerhalb des Schirms eine Leitung zur Bereitstellung einer technischen Funktionalität, wie beispielsweise eine Versorgungsleitung oder auch eine Kühlleitung integriert ist. Der freie Innenhohlraum wird daher in besonders effizienter Weise genutzt. Zweckdienlicherweise wird im Schirm dabei eine Signal- oder Datenleitung geführt. Diese Funktionsleitung bildet dabei vorzugsweise ohne weitere Komponenten den Füller. Grundsätzlich können auch mehrere unterschiedliche Funktionsleitungen innerhalb des Innenhohlraums geführt werden. Die Signalleitungen selbst wiederum können elektrische Signalleitungen oder auch optische Signalleitungen sein. Alternatively or in addition to the integration of a filler in the inner cavity of the screen, a function line is guided in this in an expedient development. This is understood to mean that a line for providing a technical functionality, such as a supply line or a cooling line is integrated within the screen. The free inner cavity is therefore used in a particularly efficient manner. Conveniently, a signal or data line is guided in the screen. This function line preferably forms the filler without further components. In principle, several different functional lines can be guided within the inner cavity. The signal lines themselves may be electrical signal lines or optical signal lines.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Figur näher erläutert. Diese zeigt in einer vereinfachten Querschnittsdarstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Koaxialkabels mit einem Schirm als Innenleiter. An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the single FIGURE. This shows in a simplified cross-sectional view of the structure of a coaxial cable according to the invention with a screen as an inner conductor.
Das Koaxialkabel 2 weist wie allgemein üblich einen als Geflechtschirm 4 ausgebildeten Innenleiter auf, welcher konzentrisch von einem Dielektrikum 6 aus einem geeigneten Kunststoff sowie einem Außenleiter 8 umgeben ist. Der Außenleiter 8 ist im Ausführungsbeispiel zweilagig ausgebildet aus einem inneren Schirm 8A und einem äußeren Schirm 8B, die beide konzentrisch zum Geflechtschirm 4 angeordnet sind. Der innere Schirm 8A ist dabei ebenfalls als ein Geflechtschirm aus einer Vielzahl von metallischen Einzeldrähten ausgebildet. Der äußere Schirm 8B ist im Ausführungsbeispiel eine metallische Folie. Der Außenleiter 8 wird insgesamt konzentrisch von einem Isolationsmantel 10 aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial umgeben. As is generally customary, the coaxial cable 2 has an inner conductor designed as a braided shield 4, which is surrounded concentrically by a dielectric 6 made of a suitable plastic and an outer conductor 8. The outer conductor 8 is formed in two layers in the embodiment of an inner screen 8A and an outer screen 8B, both of which are arranged concentrically to the braid shield 4. The inner screen 8A is also formed as a braid screen of a plurality of metallic individual wires. The outer screen 8B is a metallic foil in the embodiment. The outer conductor 8 is surrounded concentrically by an insulating jacket 10 made of a suitable electrically insulating plastic material.
Von besonderer Bedeutung bei dem hier beschriebenen Koaxialkabel 2 ist die Ausbildung des Innenleiters als Schirm 4, insbesondere Geflechtschirm aus einer Vielzahl von einzelnen metallischen Drähten. Der Schirm 4 besteht grundsätzlich aus einer Vielzahl dieser mehr oder weniger lose miteinander verbundenen und insbesondere miteinander verflochtenen Einzeldrähten. Der besondere Vorteil ist darin zu sehen, dass hierdurch im Vergleich zu Innenleiter, die als steife Metallrohre ausgebildet sind, eine deutlich höhere (Biege-) Flexibilität erreicht ist. Die Flexibilität wird hierbei vorzugsweise durch die Wahl von Flechtparametern, wie beispielsweise die sogenannte Abdeckung, Maschenweite etc. in Abhängigkeit der gewünschten Anforderungen eingestellt. Insgesamt ist dadurch ein Koaxialkabel 2 mit einem Höchstmaß an Flexibilität ausgebildet, das sich auch in vergleichsweise engen Biegeradien verlegen lässt. ohne dass die elektrischen / mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden. Of particular importance in the coaxial cable 2 described here is the formation of the inner conductor as a screen 4, in particular braid screen of a plurality of individual metallic wires. The screen 4 basically consists of a plurality of these more or less loosely connected and in particular intertwined individual wires. The particular advantage is to be seen in the fact that in comparison to inner conductors, which are designed as rigid metal tubes, a significantly higher (bending) flexibility is achieved. The flexibility is in this case preferably by the choice of braid parameters, such as the so-called coverage, mesh size, etc. depending on desired requirements set. Overall, a coaxial cable 2 is thereby formed with a maximum of flexibility, which can also be laid in comparatively narrow bending radii. without affecting the electrical / mechanical properties.
Der Geflechtschirm 4 weist allgemein einen ringförmigen Querschnitt auf und definiert dadurch einen Innenhohlraum. Dieser ist mit einem Füller 12 angefüllt, der eine ausreichend hohe Eigensteifigkeit hat, so dass er eine formstabile kreisrunde Querschnittfläche definiert, um die gewünschte Ringform des Geflechtschirms 4 festzulegen. The braid shield 4 generally has an annular cross section and thereby defines an internal cavity. This is filled with a filler 12, which has a sufficiently high rigidity, so that it defines a dimensionally stable circular cross-sectional area to set the desired ring shape of the braid shield 4.
Im Ausführungsbeispiel ist der Füller 12 zweiteilig ausgebildet mit einem Zentralstrang 12A insbesondere aus einem Faserbündel beispielsweise aus Baumwollfasern und einem den Zentralstrang 12A umgebenden Füllrohr 12B. Dieses ist insbesondere ein extrudiertes Rohr aus Kunststoff mit guter Formbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Biegeelastizität. In the exemplary embodiment, the filler 12 is formed in two parts with a central strand 12A, in particular from a fiber bundle, for example made of cotton fibers, and a filling tube 12B surrounding the central strand 12A. This is in particular an extruded tube made of plastic with good dimensional stability and high bending elasticity.
Weiterhin besteht das Füllrohr 12B vorzugsweise aus einem Material, welches zur Speicherung von thermischer Energie geeignet ist. Durch diese Maßnahme wird eine gewisse Überlastsicherheit geschaffen bei zumindest kurzfristiger elektrischer Überlast, die zu einem Temperaturanstieg führt. Alternativ zu der dargestellten Ausgestaltung ist der Füller 12 daher zur Ausbildung eines derartigen thermischen Energiespeichers insgesamt als Vollstrang aus geeignetem Material ausgebildet. Beispielsweise bietet sich hier ein Compound aus den beiden Kunststoffen Furthermore, the filling tube 12B is preferably made of a material which is suitable for storing thermal energy. By this measure, a certain overload safety is created at least short-term electrical overload, which leads to an increase in temperature. As an alternative to the illustrated embodiment, the filler 12 is therefore designed to form such a thermal energy store as a whole as a solid strand of suitable material. For example, here offers a compound of the two plastics
Polypropylen und Polyethylen an. Polypropylen schmilzt bei höheren Temperaturen als Polyethylen. Erreicht die Temperatur die Schmelztemperatur des Polyethylen, so schmilzt Polyethylen auf. Der Füller 12 selbst wird jedoch aufgrund des weiterhin festen Polypropylen in seiner Form gehalten. Es erfolgt lediglich eine Erweichung des Füllers 12. Gleichzeitig kann der Füller 12 durch diese Maßnahme viel Wärmeenergie aufnehmen. Dadurch kann das Koaxialkabel 2 auch bei einem zumindest kurzfristig hohen Wärmeeintrag aufgrund hoher elektrischer Leistung in seinem Nenntemperaturbereich gehalten werden. Dadurch kann ins- gesamt die Auslegung des Koaxialkabels für geringere Lastspitzen vorgenommen werden, so dass insgesamt das Koaxialkabel günstig gestaltet werden kann. Polypropylene and polyethylene. Polypropylene melts at higher temperatures than polyethylene. When the temperature reaches the melting temperature of the polyethylene, polyethylene melts. However, the filler 12 itself is kept in shape because of the still solid polypropylene. There is only a softening of the filler 12. At the same time, the filler 12 can absorb a lot of heat energy by this measure. As a result, the coaxial cable 2 can be kept in its nominal temperature range even with an at least short-term high heat input due to high electrical power. This can Overall, the design of the coaxial cable are made for lower load peaks, so that overall the coaxial cable can be made low.
Das hier beschriebene Koaxialkabel 2 ist insbesondere zur Übertragung von höherfreqenten elektrischen Strömen mit einer Frequenz zumindest > 50 Hz und vorzugsweise > einige 100 KHz bis in den MHz-Bereich geeignet. Gleichzeitig dient dieses Koaxialkabel 2 zur Übertragung von hohen elektrischen (Puls-) Leistungen, beispielsweise im Bereich von 50 bis 2500 Watt. The coaxial cable 2 described here is suitable, in particular, for transmitting higher-frequency electrical currents having a frequency of at least> 50 Hz and preferably> several 100 kHz up to the MHz range. At the same time, this coaxial cable 2 serves to transmit high electrical (pulse) powers, for example in the range from 50 to 2500 watts.
Die geometrischen Abmessungen des Koaxialkabels sowie der einzelnen jeweils konzentrisch zueinander angeordneten Komponenten (4, 6, 8, 10, 12) werden je nach gewünschter Anforderung geeignet gewählt. The geometric dimensions of the coaxial cable and of the individual components (4, 6, 8, 10, 12) arranged concentrically to one another are suitably selected depending on the desired requirement.
Bezugszeichenliste Koaxialkabel Coaxial cable
Schirm  umbrella
Dielektrikum  dielectric
Außenleiter outer conductor
A innerer SchirmA inner screen
B äußerer Schirm B outer screen
0 Mantel0 coat
2 Füller2 fillers
2A Zentralstrang2A central strand
2B Füllrohr 2B filling tube

Claims

Ansprüche claims
Koaxialkabel (2) für Hochleistungsanwendungen mit einem Innenleiter, der konzentrisch von einem Dielektrikum (6) sowie von einem Außenleiter (8) umgeben ist, Coaxial cable (2) for high power applications with an inner conductor concentrically surrounded by a dielectric (6) and an outer conductor (8),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Innenleiter als ein flexibler röhrenförmiger Schirm (4) aus einer Vielzahl von Schirmdrähten ausgebildet ist. that the inner conductor is formed as a flexible tubular screen (4) made of a plurality of shield wires.
Koaxialkabel (2) nach Anspruch 1 , Coaxial cable (2) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Schirm (4) als Geflechtschirm oder als Wendelschirm ausgebildet ist. the screen (4) is designed as a braided shield or as a helical shield.
Koaxialkabel (2) nach Anspruch 1 oder 2, Coaxial cable (2) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Schirm (4) eine Abdeckung kleiner 100% und insbesondere etwa von 90% aufweist. the screen (4) has a coverage of less than 100% and in particular about 90%.
Koaxialkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Coaxial cable (2) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass in einem durch den Schirm (4) gebildeten Innenhohlraum ein Stützelement (12) angeordnet ist. in that a support element (12) is arranged in an inner cavity formed by the screen (4).
Koaxialkabel (2) nach Anspruch 4, Coaxial cable (2) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Stützelement als sich über die gesamte Länge des Innenleiters (4) kontinuierlich erstreckender Füller (12) ausgebildet ist. in that the support element is in the form of a filler (12) which extends continuously over the entire length of the inner conductor (4).
6. Koaxialkabel (2) nach Anspruch 5, 6. coaxial cable (2) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Füller (12) mehrteilig ausgebildet ist.  that the filler (12) is designed in several parts.
7. Koaxialkabel (2) nach Anspruch 5 oder 6, 7. coaxial cable (2) according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Füller (12) ein Faserbündel aufweist  the filler (12) has a fiber bundle
8. Koaxialkabel (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 8. coaxial cable (2) according to one of claims 5 to 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Füller (12) einen extrudierten Kunststoffstrang (12B) aufweist.  the filler (12) comprises an extruded plastic strand (12B).
9. Koaxialkabel (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, 9. coaxial cable (2) according to one of claims 5 to 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Füller (12) eine thermischen Energiespeicher bildet.  that the filler (12) forms a thermal energy storage.
10. Koaxialkabel (2) nach Anspruch 9, 10. coaxial cable (2) according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zur Ausbildung des thermischen Energiespeichers der Füller (12) ein Compound aus mehreren Komponenten mit unterschiedlicher Schmelztemperatur ist.  in that, to form the thermal energy store, the filler (12) is a compound of a plurality of components with a different melting temperature.
11. Koaxialkabel (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, 11. Coaxial cable (2) according to one of claims 5 to 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Füller (12) als Latentwärmespeicher ausgebildet ist.  the filler (12) is designed as a latent heat store.
12. Koaxialkabel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Coaxial cable (2) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass im Schirm (4) eine Funktionsleitung geführt ist.  that in the screen (4) a function line is guided.
13. Koaxialkabel (2) nach Anspruch 12, 13. coaxial cable (2) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass im Schirm (4) eine Signalleitung geführt ist.  that in the screen (4) a signal line is guided.
PCT/EP2013/001739 2012-07-30 2013-06-12 Coaxial cable for high-power applications WO2014019635A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13733949.5A EP2880664B1 (en) 2012-07-30 2013-06-12 Coaxial cable for high-power applications

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012014944.1 2012-07-30
DE201210014944 DE102012014944A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Coaxial cable for high performance applications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014019635A1 true WO2014019635A1 (en) 2014-02-06

Family

ID=48746416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/001739 WO2014019635A1 (en) 2012-07-30 2013-06-12 Coaxial cable for high-power applications

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2880664B1 (en)
DE (1) DE102012014944A1 (en)
WO (1) WO2014019635A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3211642A1 (en) 2016-02-23 2017-08-30 LEONI Kabel Holding GmbH Data cable and stranded conductor
DE102019112742A1 (en) * 2019-05-15 2020-11-19 Leoni Kabel Gmbh Coaxial line

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298682A (en) * 1992-08-20 1994-03-29 Wireworld By David Salz, Inc. Optimized symmetrical coaxial cable
US6583360B1 (en) * 2002-02-08 2003-06-24 Igor Yudashkin Coaxial audio cable assembly

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE913431C (en) * 1941-04-04 1954-06-14 Ialovakabelia Lorenz Vacha Hoc High frequency cable with constant attenuation
CA1195744A (en) * 1983-04-15 1985-10-22 Hugh A. Edwards Method of producing leaky coaxial cable
JPH10154421A (en) * 1996-11-21 1998-06-09 Chubu Electric Power Co Inc Triplex-type cv cable
US6509521B1 (en) * 2000-11-10 2003-01-21 Scimed Life Systems, Inc. X-ray catheter with coaxial conductor
CH701871A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Brugg Ag Kabelwerke Electro-optical cable.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298682A (en) * 1992-08-20 1994-03-29 Wireworld By David Salz, Inc. Optimized symmetrical coaxial cable
US6583360B1 (en) * 2002-02-08 2003-06-24 Igor Yudashkin Coaxial audio cable assembly

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012014944A1 (en) 2014-01-30
EP2880664B1 (en) 2016-10-12
EP2880664A1 (en) 2015-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004006505T2 (en) ELECTROMAGNETIC SHIELD, FOR EXAMPLE, TO PROTECT CABLE BUNDLES FOR AVIATION
EP3624141B1 (en) Coolable individual line and charging cable
DE102008055891A1 (en) Flexible, electrically heated hose
EP1484945B1 (en) Electrical heating cable or heating band
DE102007041981A1 (en) Highly flexible shielded electrical data cable
EP2880664B1 (en) Coaxial cable for high-power applications
DE102006025269A1 (en) Flexible electrical cable
EP3306740A1 (en) Dielectric waveguide cable
EP1490881B1 (en) Three-conductor cable
WO2020229196A1 (en) Coax cable for inductive charging
EP2495733B1 (en) Flexible electric cable
EP3111040B1 (en) Cable core for a cable, in particular an induction cable, cable, and method for producing a cable core
DE3243061A1 (en) Flexible, electrical extendable heating element
DE1790235B2 (en) Shielding material for electrical conductors made from: 1465441
EP1736999A1 (en) Flexible electrical line
EP2931004B1 (en) Heating element
CH698074B1 (en) Multi-conductor cable for transmitting rectangular extending alternating currents.
DE102005010728A1 (en) Low capacity multi core flexible electrical cable for use in chain loop has outer sheath of good dielectric material
WO2014140223A1 (en) Electric cable and method for producing an electric cable
WO2011035450A2 (en) Electro-optical cable
EP1297722B1 (en) Heating cable of multi-layer construction
DE202013101027U1 (en) Pliable warming device
DE2317013B2 (en) Water-cooled high voltage power cable
EP3721455B1 (en) Cable with a fireproof layer
WO2018166924A1 (en) Cable

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13733949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013733949

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013733949

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE