DE1047895B

DE1047895B - Aus ein- oder mehrschichtigem dielektrischem Stoff bestehende Wellenfuehrungsanordnung

Info

Publication number: DE1047895B
Application number: DES29879A
Authority: DE
Inventors: Ernst Fischer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1952-04-15
Filing date: 1952-08-21
Publication date: 1958-12-31

Description

Die Erfindung betrifft eine aus ein- oder mehrschichtigem dielektrischem Stoff bestehende Wellenführungsanordnung zur leitungsgebundenen Fortführung elektromagnetischer Wellen. Nach der Hauptpatentanmeldung ist der zur Fortleitung der Wellen benutzte dielektrische Stoff von rohrförmiger Gestalt, so daß ein großer Teil elektromagnetischer Energie außerhalb des dielektrischen Materials geführt wird. Bei dieser Anordnung sind keine leitenden Materialien an der Führung der elektromagnetischen Wellen beteiligt.

Bisher sind als Wellenleiter lediglich Drahtwellenleiter, metallische Hohlleiter und gegebenenfalls mit einer leitenden Schicht versehene dielektrische Vollleiter bekanntgeworden. Eine bekannte Versuchsausführung eines dielektrischen Volleiters sieht vor, ein dünnwandiges Bakeliitrdhr mit Wasser zu füllen. Wegen der dünnen Wandung des Bakelitrohres und der kleinen Dielektrizitätskonstante von Bakelit gegenüber der von Wasser tritt bei dieser bekannten Anordnung das Bakelitrohr bezüglich der Wellenführung fast nicht in Erscheinung. Bevorzugt kommt nach den bekannten Vorschlägen ein mit Gas oder Luft gefüllter metallischer Hohlleiter für die Übertragung elektromagnetischer Wellen in Betracht. Es ist aber nicht erkannt worden, daß man eine wesentliche Dämpfungsverminderung in einem erweiterten Frequenzbereich erhält, wenn man den Wellenleiter in Form eines Rohres aus dielektrischem Material ausbildet, derart, daß sowohl der innerhalb als auch außerhalb des dielektrischen Rohres fließende Energieanteil der elektromagnetischen Wellen sich in Luft und damit ungedämpft längs der Wellenführungsanordnung ausbreiten kann, während sich nur ein sehr kleiner Teil der Gesamtenergie innerhalb der Wandung des dielektrischen Rohres fortpflanzt.

Gemäß der Erfindung wird der dielektrische Rohrkörper nach der Hauptpatentanmeldung nach Art eines Hohlseiles ausgebildet, das aus mehreren, vorzugsweise miteinander verseilten Profilsträngen aus verlustarmen formfesten Isolierstoffen besteht. Hierdurch wird in erster Linie erreicht, daß die Querschnittsform bei mechanischen Beanspruchungen erhalten bleibt und damit unerwünschte Änderungen der Übertragungseigenschaften vermieden werden. Femer werden die Biegsamkeit und die Zugfestigkeit vergrößert, so daß die Wellenführungsanordnung in ähnlicher Weise wie elektrische Leitungen und Kabel in^ großen Längen hergestellt und auf Trommeln gewickelt werden können. Bei Verwendung von formfesten Isolierstoffen mit großer Zugfestigkeit kann unter Umständen auf die der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagene Anordnung von zusätzlichen zugfesten Drähten verzichtet werden. Besonders zweck-Aus ein- oder mehrschichtigem

dielektrischem Stoff bestehende

Wellenführungsanordnung

Zusatz zur Patentanmeldung S 28122 VIIId/21c
(Auslegesdirift 1 006 481)

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Ernst Fischer, Berlm-Lichterfelde,
ist als Erfinder genannt worden

mäßig ist es, solche Profilstränge zu verwenden, die ineinandergreifen, um den schon durch die Verseilung gegebenen Zusammenhalt der Profilstränge noch zu verbessern. Dabei ist darauf zu achten, daß die Profilstränge an den Verschlußkanten bzw. an den aneinanderstoßenden Flächen gegeneinander gleiten können, um ein Recken oder Stauchen und damit uruerwünschte Formveränderungen der Profilstränge zu vermeiden.

Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren

dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In den Fig. 1 bis 9 sind Ausführungsbeispiele von Wellenführungsanordnungen mit kreisförmigem Querschnitt gezeigt. Ein über dem dielektrischen Rohrkörper angeordneter, geschlossen ausgeführter wasserdichter Isolierstoffmantel ist mit 12 bezeichnet.

Nach der Fig. 1 besteht die Wellenführungsanordnung aus drei Profilsträngen 13 mit kreisringsektorförmigem Querschnitt. In der Fig. 2 haben die Profilsträngie 14 Z-förmigen Querschnitt.

Bei der Ausführung nach der Fig. 3 greifen die Profilstränge 15 wie Nut und Feder ineinander. An der Innenseite der Profilstränge sind elastische Streifen 16 eingelegt, um die Biegsamkeit zu vergrößern und ferner zu erreichen, daß bei Biegungen keine Lücken zwischen den Profilsträngen entstehen. Die Fig. 4 zeigt eine Ausführung, bei der die Profilstränge 17 an den aneinandergrenzenden Seitenflächen S-Form haben.

Um die Profilstränge bei Biegungen in ihrer Lage festzuhalten, kann es vorteilhaft sein, über den miteinander verseilten Profilsträngen eine Haltewicklung

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anzuordnen, beispielsweise aus einem Band 18 gemäß der Fig. 3 oder aus Fäden 19 gemäß der Fig. 4. Diese Haltewicklung kann die äußere Schutzhülle bilden, doch, ist es auch möglich, hierüber noch weitere. Schutzschichten anzuordnen, z. B. einen wasserdichten Isolierstoffmantel 12, wie bei den Ausführungen gemäß den Fig. 1 und 2. An Stelle einer Haltewicklung kann auch, ein Geflecht aus Isolierstoffäden bzw. -bändern treten.

In den Fig. 5 und 6 sind zwei Wellenführungsan-Ordnungen dargestellt, die aus zwei Lagen 20 und 21 vonn Profilsträngen bestellen. Die beiden Lagen haben nach der Fig. 5 entgegengesetzten und nach der Fig. 6 gleichgerichteten Drall.

Bei der Ausführung gemäß der Fig. 7 sind zwisehen den Profilsträngen 22 zur Erhöhung der Zugfestigkeit zusätzliche zugfeste Fäden bzw. Drähte 23 aus zugfesten Stoffen, z. B. aus Polyamid, eingelegt. Eine hodhbiegsame hohlzylindrische Wellenführungsanordnung kann gemäß der Fig. 8 aus einem Profilband 24 gewickelt werden. Hierüber ist noch eine hochbiegsame Schutzschicht 25 großer Zugfestigkeit angeordnet. Derartige zugfeste Schichten können auch zwischen der höhlzylindrischen Welleriführungsanordnung und einem äußeren Isolierstoffmantel eingefügt werden. Ferner ist es möglich, zwischen den Windungen der Wicklung 24 elastische Isolierstoffstreifen einzulegen, um die Entstehung von Lücken bei Biegebeansprudhungen zu vermeiden.

Die Fig. 9 zeigt eine entsprechende Ausführung aus zwei übereinander angeordneten Profilbandwicklungen 26 und 27, wobei beide Bänder so gewickelt sind, daß die Bandwicklung 26 die Fuge der Bandwicklung 27 abdeckt.

Die Fig. 10 und 11 zeigen Ausführungsbeispiele von Wellenführungsanordnungen mit rechteckigem Querschnitt. Nach der Fig. 10 besteht die Anordnung aus zwei breiten Profilbändern 28 und zwei schmalen Profilbändern 29, die an den Seitenrändern eine Verstärkungswulst haben und profilartig ineinandergreifen. Zum Zusammenhalten der Profilbänder ist der aus Isolierstoff bestehende Längsstreifen 30 vorgesehen. Zwischen den innen liegenden Berührungsflächen sind die elastischen Isolierstoffstreifen 31 eingelegt. Nach der Fig. 11 besteht die rechteckige Wellenführungsanordnung aus zwei Profilsträngen 32 und 33 mit U-Profil.

Die Profilstränge können so geformt und so zum Hohlleiter vereinigt werden, daß zwischen diesen Schlitze entstehen, deren Tiefe mit der halben Wellenlänge der übertragenen Wellen übereinstimmt.

Die Verseilung der Profilstränge sowie die Aufbringung der Haltebandwicklungen und die Aufbringung des wasserdichten Isolierstoffmantels wird vorteilhaft im gleichen Arbeitsgang vorgenommen. Im selben Arbeitsgang werden auch die elastischen Isolierstreifen (z. B. 1& in der Fig. 3) sowie die zugfesten Einlagen (z. B. 23 in der Fig. 7) eingelegt. Ferner können im gleichen Arbeitsgang weitere äußere Schutzschichten aufgebracht werden.

Die Formstränge aus Isolierstoff werden vorteilhaft im Spritzverfahren hergestellt, wobei sie nach Verlassen der Spritzmaschine z. B. in Wasser gekühlt werden, um das Profil des gespritzten Profilstranges zu gewährleisten. Gegebenenfalls werden die Profilstränge noch einer Nachbehandlung, z. B. durch Fräsen, Schleifen und Polieren, unterworfen. Ferner ist es zweckmäßig, die Profilstränge nachträglich von oberflächlich vorhandenen Metall- und Staubteilchen zu reinigen, z. B. durch Abbeizen. Dieser letztere Vorgang kann auch im gleichen Arbeitsgang mit der Verseilung der Profilstränge vorgenommen werden.

Die Erfindung ist auch anwendbar für Wellenführungsanordnungen in Form von starren Rohren. In diesem Fall können die Profilstränge härter sein und mit größerer Zugfestigkeit ausgeführt werden.

Die Verbindung der Fabrikationslängen erfolgt zweckmäßig durch gegenseitiges Verschweißen oder Verkleben der Profilstränge und gegebenenfalls durch Umhüllung der Verbindungsstelle mit einer dünnen zugfesten Isolierschicht, z. B. aus Polyamid. Dabei ist darauf zu achten, daß keine störenden Wellenreflexionen an den Verbindungsstellen entstehen. Zu diesem Zweck können etwaige Unterbrechungsstellen so ausgebildet und bemessen werden, daß Schlitze entstehen, deren Tiefe mit der halben Wellenlänge der übertragenen Wellen übereinstimmt. Es ist auch möglich, die Profilstränge einzeln miteinander zu verbinden und die Verbindungsstelle so auszubilden, daß die Biegsamkeit nicht beeinträchtigt wird. Es können an den Verbindungsstellen auch besondere Kupplungsstücke vorgesehen werden, um die Längen leicht lösbar miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck können Kupplungsstücke mit Bajonettverschluß oder mit besonderen Einrasterungen verwendet werden. Die Anordnung zusätzlicher Kupplungsstücke kommt insbesondere bei Wellenführungsanordnungen in Form starrer Rohre in Frage, die verhältnismäßig große Abmessungen haben.

Wegen der Schwierigkeit, eine in Form eines Hohlseiles ausgebildete Wellenführungsanordnung auf die Dauer auch dann wasserdicht zu halten, wenn das Hohlseil mit einem wasserdichten Isolierstoffmantel umhüllt ist, wird der innere Hohlraum vorteilhaft mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt, vorteilhaft mit Stickstoff oder einem anderen Gas, wie es bei metallischen Hohlröhren an sich bekannt ist. Ferner werden an den Enden der Wellenführungsanordnung, gegebenenfalls auch an Zwischenstellen, Druckanzeiger, z. B. Kontaktmanometer, angeschlossen, die einen Druckabfall durch Alarmeinrichtungen od. dgl. anzeigen.

Claims

Patentansprüche:

1. Aus ein-oder mehrschichtigem dielektrischem Stoff bestehende Wellenführungsanordnung zur leitungsgebundenen Fortführung elektromagnetischer Wellen, bei der der zur Fortführung der Wellen benutzte dielektrische Stoff von rohrförmiger Gestalt ist, so daß ein großer Teil elektromagnetischer Energie außerhalb des dielektrischen Materials geführt wird, nach Patentanmeldung S 28122 VIIId/21c, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Rohrkörper nach Art eines Hohlseiles ausgebildet ist, das aus mehreren, vorzugsweise miteinander verseilten Profilsträngen aus verlustarmen formfesten Isolierstoffen besteht.

2. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstränge Z-förmigen Querschnitt haben (Fig. 2).

3. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstränge ineinandergreifen, z. B. wie Nut und Feder (Fig. 3 und 4).

4. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lagen von Profilsträngen übereinander angeordnet sind (Fig. 5 und 6).

5. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Profil-

strängen zusätzliche zugfeste Fäden bzw. Drähte (23) aus zugfestem Stoff, z. B. aus Polyamid, eingelegt sind.

6. Wellenfülirungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Profilstränge elastische Streifen (16, 31) eingelegt sind.

7. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer ein- oder mehrfachen geschlossenen Bandwicklung ausgeführt ist.

8. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß entweder im Innern oder über der äußeren Profilbandwicklung zusätzliche zugfeste Organe angeordnet sind.

9. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen rechteckigen ■Querschnitt hat.

10. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei breiten Profilbändern (28) und zwei schmalen Profilbändern (29) besteht, die an den Seitenrändern eine Verstärkungswulst haben und profilartig ineinandergreifen.

11. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei Profilsträngen (31 und 32) mit U-Profil besteht.

12. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstränge durch eine Haltebandwicklung zusammengehalten sind.

13. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem wasserdichten Isolierstoffmantel umhüllt ist.

14. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstränge so geformt und so miteinander vereinigt sind, daß zwischen diesen Schlitze entstehen, deren Tiefe mit der halben Wellenlänge der übertragenen Wellen übereinstimmt.

15. Verfahren zur Herstellung einer Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verseilung der Profilstränge sowie die Aufbringung der Haltebandwicklung und die Aufbringung des wasserdichten Isolierstoffmantels und gegebenenfalls auch das Einlegen elastischer Isolierstreifen und zugfester Einlagen im gleichen Arbeitsgang vorgenommen wird.

16. Verfahren zur Herstellung einer Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise im Spritzverfahren hergestellten Profilstränge einer Nachbehandlung, z. B. durch Fräsen, Schleifen und Polieren, und ferner einer Reinigung von Metall- und Staubteilchen, z. B. durch Abbeizen, unterworfen werden.

17. Verbindungsstelle für eine Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilstränge durch gegenseitiges Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sind.

18. Verbindungsstelle für eine Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer dünnen zugfesten Isolierschicht, z. B. aus Polyamid, umhüllt ist.

19. Verbindungsstelle für eine Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Unterbrechungsstellen so ausgebildet und bemessen sind, daß Schlitze entstehen, deren Tiefe mit der halben Wellenlänge der übertragenen Wellen übereinstimmt.

20. Verbindungsstelle für eine Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie leicht lösbar ausgebildet ist, z. B. durch Verwendung von Kupplungsstücken mit Bajonettverschluß oder mit besonderen Einrasterungen.

21. Wellenführungsanordnung nach Anspruch 1 in Form eines Hohlseiles mit einem wasserdichten Isolierstoffmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum mit einem unter Druck stehenden Medium, vorteilhaft mit Stickstoff oder einem Gas, gefüllt und an den Enden der Wellenführungsanordnung; gegebenenfalls auch an Zwischenstellen, Druckanzeiger, z. B. Kontaktmanometer, angeschlossen sind, die einen Druckabfall durch Alarmeinrichtungen od. dgl. anzeigen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriftem Nr. 2 106 771, 2 129 711,
717;

österreichische Patentschrift Nr. 153 122.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen