AT206008B

AT206008B - Verfahren zur Auskleidung von rohrförmigen Wellenleitern mit einer dünnen dielektrischen Schicht

Info

Publication number: AT206008B
Application number: AT82257A
Authority: AT
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1956-02-09
Filing date: 1957-02-08
Publication date: 1959-11-10

Description

Verfahren zur Auskleidung von rohrförmigen Wellenleitern mit einer dünnen dielektrischen Schicht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auskleidung von rohrförmigen Wellenleitern mit einer dünnen dielektrischen Schicht. Derartige Wellenleiter dienen zur Fortleitung von elektrischen Wechselströmen höchster Frequenzen über beträchtliche Entfernungen wie z. B. bei Hochfrequenzverbindungen innerhalb einer Stadt.

Es sind schon Verfahren zur Auskleidung derartiger Wellenleiter mit einer dielektrischen Schicht bekannt geworden, doch handelt es sich bei diesen um verhältnismässig biegsame Rohrleitungen, die man z. B. noch auf grössere Kabeltrommeln aufwickeln kann. Bei derartigen biegsamen Rohrleitern ist es bekannt, die Benetzung der Rohrinnenwand, also. die Auskleidung, dadurch zu erzielen, dass der Rohrleiter von einer Kabeltrommel unter Bildung eines Durchhanges auf eine zweite Kabeltrommel gewickelt wird und sich in dem Durchhang das flüssige Dielektrikum unter Ausfüllung des Rohrquerschnitts durch die Rohrleitung hindurchschiebt. Dieses bekannte Verfahren lässt sich bei nichtbiegsamen Rohren nicht durchführen.

Es besitzt ausserdem Mängel hinsichtlich der Verhinderung unerwünschter Oxydation der Benetzungsschicht als auch bezüglich des verhältnismässig grossen Zeitaufwandes für die Härtung der Benetzungsschicht.

Es ist weiters eine Vorrichtung zum'Aufbringen von Leuchtstoffüberzügen auf die Innenseite von elektrischen Leuchtröhren bekannt geworden, bei welcher ein Beschichtungsstoff in gelöster Form aus einem Behälter mittels Gasüberdruck in diesem Behälter in eine senkrecht stehende Röhre gedrückt wird und nach BenUtzung der Innenwandung durch Ausnützung der Schwerkraft und des Atmosphärendruckes in den Behälter zurückfliesst. Bei einer solchen Vorrichtung ist jedoch eine gleichmässige Beschickung in einem Arbeitsgang nicht möglich, da das Gewicht der überschüssigen Lösung sich beim Ausfliessen ändert. Aus diesem Grunde werden solche Röhren in zwei Arbeitsgängen beschichtet, wobei die Röhren zwischendurch umgedreht werden.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Auskleidung von rohrförmigen Wellenleitern mit einer dünnen dielektrischen Schicht durch Einfüllen einer Lösung des dielektrischen Stoffes in den im wesentlichen senkrecht stehenden Wellenleiter, Abführen der überschüssigen Lösung des dielektrischen Stoffes und Verdampfung des Lösungsmittels aus der Auskleidung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abführen der überschüssigen Lösung des dielektrischen Stoffes zur Erzielung einer Auskleidung gleicher Dicke in gleichbleibendem Masse erfolgt, derart, dass ein Gasdruck in einem Teil des rohrförmigen Wellenleiters in dem Masse vergrössert wird, wie der Spiegel der Lösung des dielektrischen Stoffes sinkt.

Bei einem solchen Verfahren ist nach einer Variante der Erfindung vorgesehen, dass die Entleerung des rohrförmigen W ellenleiters durch das nachströmende Gas mittels eines selbsttätigen Reduzierventiles erfolgt.

Die Dicke der dielektrischen Schicht wird durch die Auswahl der Viskosität der Lösung eingestellt.

Als Gas wird vorzugsweise Stickstoff verwendet,
An Hand der Figur, die ein Ausführungsbeispiel der Anlage zeigt, mittels der das Verfahren durchgeführt werden kann, soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es ist bei einer solchen Anlage, die der Benetzung einer Metalloberfläche dient, bekannt, die Me-

alloberfläche zunächst chemisch zu reinigen, damit die aufzutragende dielektrische Schicht, die z. B. aus Polyäthvlen begehen kann, gut haftet. Eine solche chemische Reinigung kann z. B. durch die nacheinander erfolgende Anwendung von Wasserdampf hoher Temperatur, Säure und destilliertem Wasser zum Auswaschen erfolgen.

Die Figur zeigt bei 1 einen Behälter, der mit dem gelösten Dielektrikuni wie z. B. einer Lösung von Polyäthylen in Xylol unter Luftabschluss gefüllt ist und der bei 2 eine Heizung besitzt, die die Temperatur der Lösung auf etwa 90-1000 C hält. Die bereits chemisch gereinigte Rohrleitung 3, die zu dem eigentlichen mit einer dünnen dielektrischen Schicht ausgekleideten Wellenleiter ausgebildet werden soll, ist oberhalb des Behälters 1 etwa senkrecht angeordnet und mit ihm durch das Zuleitungsrohr 4 über das Ventil 5 verbunden. Vom oberen Ende des Rohrleiters 3 führt ein Rohr 6 fort, in das bei 7 ein Anzeiger für den Stand der Flüssigkeit eingebaut ist.

Während das Zuleitungsrohr 4 fast bis zum Boden des Behälters 1 reicht, stellt das Rohr 6 über das automatische Ventil 8 und das Ventil 9 eine Verbindung mit dem Raum des Behälters 1 her, der sich oberhalb der Oberfläche des Lösungsvorrates befindet.

Das für das Verfahren notwendige inerte Gas, wie z. B. Stickstoff, strömt in die Anlage über die Rohre 10 und 11 ein. Zwischen dem automatischen Ventil 8 und dem Anzeiger für den Stand der Flüssigkeit 7 ist ein Abzweigungsrohr 12 mit dem Entlüftungsventil 13 angeordnet. Bei 14 besitzt der Behälter 1 noch ein Hilfsrohr mit Ventil 15. Ein gleiches Rohr enthält das Zuleitungsrohr 4 bei 16 mit dem Ventil 17.

Das Rohr 3 wird durch bei 18 angeordnete Heizkörper auf seiner ganzen Länge geheizt,
Die Auskleidung des Rohres 3 erfolgt nun in der Weise, dass bei geschlossenen Ventilen 15 und 17 und geöffneten Ventilen 5 und 9 das inerte Gas, also vorzugsweise Stickstoff, durch die Rohrleitung 11 eingepresst wird und in dem Behälter 1 auf die Oberfläche der Lösung drückt, wodurch diese über das Rohr 4 in das Rohr 3 hochgedrückt wird, bis am Flüssigkeitsstandanzeiger 7 erkannt wird, dass das Rohr 3 mit Lösung gefüllt ist.

Die im Behälter 1 bereits auf 90-100 C erwärmte Lösung hat durch die Füllung des Rohres 3 dessen Innenwand vollständig benetzt und wird durch die auf einer Temperatur von 1 Oo C gehaltene Rohrwandung noch so lange erwärmt, bis die Temperaturen in der Rohrwandung und der Lösung sich einander angeglichen haben. Hiebei werden die Ventile 5 und 9 geschlossen gehalten. Wenn der Wärmeausgleich erfolgt ist, wird das Ventil 5 geöffnet, so dass die Lösung aus dem Rohr herauslaufen kann, wäh- rend bei geschlossenem Ventil 13 das automatisch arbeitende Ventil 8 dem Stickstoffgas zum oberen Teil des Rohres 3 den Zutritt freigibt, so dass das Gas der nach unten auslaufenden Lösung nachfolgt.

Die Geschwindigkeit, mit der das Abfliessen der Lösung erfolgt, ist abhängig von der Viskosität der Lösung und dem Öffnungsgrad des Ventils 5, aber auch von dem Druck des Stickstoffgases, der durch das automatische Ventii 8 auf einer bestimmten Höhe gehalten werden kann.

Da die Dicke der Auskleidung des Rohres 3, oder mit andern Worten, die Dicke dei dielektrischen Schicht auf der Innenwand des rohrförmigen Wellenleiters von wesentlichem Einfluss auf die Fortleitung der Hochfrequenzwellen ist, so muss dafür gesorgt werden, dass die Geschwindigkeit, mit der die Lösung aus dem Rohr 3 absinkt, nicht nur immer gleich ist, sondern auch während des Absinkens der Lösung im Rohr 3 geregelt werden kann. Dieser besonderen Aufgabe dient das automatische Ventil 8. Wenn die Lösung aus dem Rohr 3 ausgelaufen ist, wird das Ventil 5 geschlossen und das Ventil 17 geöffnet. Das dann von oben durch das Rohr 3 strömende Stickstoffgas treibt die verdampften Reste des Lösungsmittels, also bei Polyäthylen z. B. Xylol, über das Rohr 16 aus.

Das Stickstoffgas dient in diesem Zeitpunkt innerhalb des Rohres 3 auch dazu, das Rohr, dessen Heizung 18 bereits vorher abgestellt worden ist, zu kühlen und schützt darüber hinaus die jetzt an der Innenwand des Rohres haftende dünne dielektrische Schicht vor Oxydation. Soweit die vom Einlaufen der Lösung in das Rohr 3 her noch in diesem Rohr vorhandene Temperatur ausreicht, kann die Polymerisation der dünnen dielektrischen Schicht dadurch beschleunigt werden. Wenn erforderlich, ! ann durch die Heizung 18 aber auch eine für die Beschleunigung de ; Polymeri- sation zweckmässige Temperatur in dem Rohr 3 aufrecht erhalten werden, bis die dielektrische Schicht gehärtet ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich ebenso durchführen, wenn die Innenwandung mit einem Metall wie z. B. Kadmium durch Plattierung, Aufdampfung od. dgl, z. B. mit einer Dicke von 0, 1 J. l belegt ist, oder wenn auf der metallischen Innenwandung ein Oxydfilm gebildet wurde.

Die für das Verfahren mit Vorteil anzuwendende Lösung enthält 15 Gew.-Teile Polyäthylen mit einem Molekulargewicht etwa 20000. Auch Polysterol kann in Lösung von Toluol verwendet werden, wobei jedoch andere Lösungs- und Verarbeitungstemperaturen erforderlich sind.,
Das Verfahren gestattet die Herstellung solcher dielektrischer Auskleidungen auch grösserer Dicke, wie z. B. von 12 oder 25 li, wenn die Viskosität der Lösung entsprechend eingestellt wird, oder man das Verfahren bei verhältnismässig geringer Viskosität öfter wiederholt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Auskleidung von rohrförmigen Wellenleitern mit einer dünnen dielektrischen Schicht durch Einfüllen einer Lösung des dielektrischen Stoffes in den im wesentlichen senkrecht stehenden Wellenleiter, Abführen der überschüssigen Lösung des dielektrischen Stoffes und Verdampfung des Lö- sungsmittels aus der Auskleidung, dadurch gekennzeichnet, dass das Abführen der überschüssigen Lösung des dielektrischen Stoffes zur Erzielung einer Auskleidung gleicher Dicke in gleichbleibendem Masse erfolgt, derart, dass ein Gasdruck in einem Teil des rohrförmigen Wellenleiters in dem Masse vergrössert wird, wie der Spiegel der Lösung des dielektrischen Stoffes sinkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung des rohrförmigen Wellenleiters durch das nachströmende Gas mittels eines selbsttätigen Reduzierventiles erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der dielektrischen Schicht durch die Auswahl der Viskosität der Lösung eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas Stickstoff verwendet wird.