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Rundhohlleiter-Flanschverbindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flanschverbindung für den gegenseitigen Anschluss zweier in Anlagen der Höchstfrequenztechnik verwendeter Rundhohlleiterabschnitte.
Rundhohlleiter werden in Richtfunkanlagen zur Übertragung sehr kurzer elektromagnetischer Wellen in vorzugsweise senkrecht aufeinanderstehenden Polarisationsebenen verwendet. Da sich kleine Querschnittsverformungen bei solchen Rundhohlleitern nicht vermeiden lassen, diese Querschnittsverformungen aber unerwünschte Drehungen der Polarisationsebenen der zu übertragenden Wellen zur Folge haben, so teilt man den gesamten Hohlleiterzug in eine Vielzahl gleicher Abschnitte auf, die dann in bestimmter Weise zur Kompensation der Drehung der Polarisationsebenen folgerichtig hintereinander angeordnet werden. Bei diesem Verfahren erweisen sich die an den Enden der einzelnen Hohlleiterabschnitte im allgemeinen fest angebrachten Flansche als wenig geeignet.
Mit Rücksicht auf die richtige Zuordnung der einzelnen Hohlleiterabschnitte zueinander muss nämlich bei der Herstellung zwischen die mechanischen Arbeitsgänge eine elektrische Prüfung eingeschoben werden, bei der die Hauptachsen der schwach elliptischen Querschnitte ermittelt werden. Nach diesen Achsen sind dann die Passbohrungen der Flansche für die Passschrauben genau orientiert zu bohren. Dieser von der vorausgegangenen elektrischen Messung abhängige mechanische Arbeitsgang schliesst jedoch die Gefahr einer nachträglichen Verlagerung der elliptischen Hauptachsen in sich, was sehr nachteilig ist, da der einmal zusammengebaute Hohlleiterzug keine Korrektur mehr zulässt. Einen weiteren Mangel dieser mit den einzelnen Hohlleiterabschnitten fest verbundenen Flansche bildet die übliche Zentrierung durch Passschrauben.
Wie die Toleranzrechnung zeigt, ist der zu erwartende Mindestversatz um so grösser, je mehr Passschrauben eine solche Flanschverbindung aufweist. Da für einen ausreichenden Kontaktdruck wenigstens sechs, im allgemeinen sogar acht Passschrauben für eine Flanschverbindung benötigt werden, ist der kleinste erreichbare Mittenversatz immer noch so gross, dass sich bei einem längeren, sich aus mehreren Abschnitten zusammensetzenden Leitungszug die geforderten elektrischen Eigenschaften nur schwer erzielen lassen.
Es sind an sich auch Flanschverbindungen bekannt, bei denen die Enden der Rundhohlleiterabschnitte ringflanschartige Ansätze tragen, über die Überwurfmuttern zur gegenseitigen Verbindung der Hohlleiterabschnitte übergreifen.
Derartige Flanschverbindungen haben jedoch den Nachteil, dass die an sie zu stellenden Anforderungen hinsichtlich Zentrierung nicht allzu gross sein dürfen, weil ihre Herstellung wegen ihres teils recht komplizierten Aufbaues ansonsten einen nicht mehr vertretbaren Aufwand bedingt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flanschverbindung für Rundhohlleiter zu schaffen, die geeignet ist, einerseits den für die Fertigung aufwendigen und umständlichen Arbeitsablauf eines Hohlleiterzuges der einleitend beschriebenen Art wesentlich zu vereinfachen und anderseits eine bessere Zentrierung der miteinander zu verbindenden Hohlleiterabschnitte zu ermöglichen.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe für eine Rundhohlleiter-Flanschverbindung, bei der die miteinander zu verbindenden Enden zweier Hohlleiterabschnitte jeweils mit einem ringflanschartigen Ansatz versehen sind, über die je ein gegen Abziehen gesicherter Überwurfring gestülpt ist, dadurch gelöst, dass die Überwurfringe an ihren einander benachbarten Stirnseiten jeweils einen Zahnkranz tragen, dessen Zähne ineinandergreifen und dabei wechselseitig über den äusseren Rand des jeweils benachbarten ringflanschartigen Ansatzes so überstehen, dass eine gegenseitige Zentrierung der beiden Hohlleiterenden über die Innenflächen der Überwurfringe eintritt.
Durch die konstruktive Ausbildung der Hohlleiterflansche gemäss der Erfindung ist eine ausserordentlich genaue Zentrierung der Hohlleiterabschnitte gewährleistet. Ausserdem können sie gegenüber ihren Flanschen gedreht werden. Damit wird es möglich, die elektrische Prüfung am fertigmontierten Hohlleiterzug durchzuführen, weil man nun durch gegenseitiges Verdrehen der einzelnen Hohlleiterabschnitte den gesamten Leitungszug so abgleichen kann, dass er die
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geforderten elektrischen Eigenschaften für die Übertragung polarisierter Wellen aufweist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, jeden Hohlleiterabschnitt auf seine Verformung hin zu untersuchen und mit den Hauptachsen seines schwach elliptischen Querschnitts zu markieren, so dass die Montage des gesamten Hohlleiterzuges ohne weitere elektrische Hilfseinrichtungen erfolgen kann.
Dabei muss fortlaufend die kleine elliptische Hauptachse des einen Hohlleiterabschnitts mit der grossen Hauptachse des folgenden Hohlleiterabschnitts zur Deckung gebracht werden.
Die gegenseitige ausserordentlich gute Zentrierung der Hohlleiterabschnitte erfolgt mittels der Überwurfringe in Verbindung mit ihrer
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mit einer Passung versehen. Da die ineinandergreifenden Zähne der Verzahnung der Überwurfringe bei Herstellung der Flanschverbindung wechselseitig den äusseren Rand des ringflanschartigen Ansatzes des jeweils andern Hohlleiterendes überragen, wird eine DoppelzenLrierung bewirkt, bei der stets der Überwurfring mit der kleineren Nennmassabweichung die Zentrierung bestimmt. Diese Art der Zentrierung gestattet es, mittels des durch die konstruktive Ausbildung der Überwurf ringe ermöglichten Fertigungsverfahrens den Mittenversatz der einzelnen miteinander verbundenen Hohlleiterabschnitte sehr klein zu halten.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Kraftübertragung des Überwurfringes auf den ringfianschartigen Ansatz des Hohlleiterendes durch einen Druckring, der einerseits in einer Ringnut der Innenwandung des Ringflansches gehalten ist und anderseits in eine ringförmige Aussparung eingreift, die am ringflanschartigen Ansatz auf seiner dem Hohlleiterende abgewandten Seite vorgesehen ist.
Der Druckring bewirkt einerseits einen Druckausgleich der einzelnen auf dem Umfang des Überwurfringes verteilten Flanschschrauben und gestattet es anderseits, jede beliebige Flanschschraube sofort fest anzuziehen, bevor noch die übrigen Flanschschrauben eingeführt sind, da bei dem Anziehen der übrigen Flanschschrauben, in beliebiger Reihenfolge, der elektrische Ringkontakt trotzdem einwandfrei hergestellt wird. Diese für die Montage sehr vorteilhafte Tatsache hat ihren Grund darin, dass der umlaufende Druckring für zwei sich gegen- überliegende Schrauben einen Drehpunkt bildet, derart, dass immer die noch anzuziehende Schraube am längeren Hebelarm angreift.
An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.
Die Fig. 1 zeigt eine Flanschverbindung zweier Rundhohlleiter in Ansicht und im Schnitt.
Die Enden der Hohlleiterabschnitte 1 und 2 sind mit je einem ringflanschartigen Ansatz 3 bzw. 4 ausgerüstet, deren einander zugewandte Stirnseiten jeweils eine Ringnut 5 bzw. 6 besitzen. In die Ringnuten 5 und 6 ist jeweils ein Gummiring 7 eingelegt, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere des Hohlleiterzuges verhindert ist. Über die ringflanschartigen Ansätze 3 und 4 ist jeweils ein Überwurf ring 9 gestülpt.
Zur Kraftübertragung des Überwurfringes 9 auf den ringflanschartigen Ansatz 3 bzw. 4 ist ein Druckring 11 vorgesehen, der einmal in einer Ringnut 10 der Innenwandung des Überwurfringes 9 gehalten und anderseits in eine ringförmige Aussparung 12, 13 eingreift, die am ringflanschartigen Ansatz 3 bzw. 4 auf seiner dem Hohlleiterende J ? bzw. 2 abgewandten Seite vorgesehen ist. Der Druckring 11 ist offen und aus federndem Material, so dass er nach Zurückschieben des Überwurfringes 9 über den ringflanschartigen Ansatz 3 bzw. 4 leicht aus der Ringnut 10 herausgenommen werden kann.
Ist der Druckring 11 aus der Ringnut 10 herausgenommen, so kann der Über- wur & ing zu Austauschzwecken nunmehr leicht über den ringflanschartigen Ansatz 3 bzw. 4 abgezogen werden.
Die einander zugeordneten Stirnseiten der Überwurfringe 9 besitzen eine Verzahnung in Form eingefräste nutenartiger Aussparungen 14, die jeweils gleichmässig über den Umfang eines Überwurfringes 9 verteilt sind. Dabei sind die Bogenlängen der Aussparungen 14, bezogen auf den Aussendurchmesser des Überwurfringes 9, so gewählt, dass die zwischen diesen Aussparungen stehengebliebenen Zähne 15 etwa gleich grosse Bogenlängen aufweisen. Die ineinandergreifenden Zähne 15 der Überwurfringe 9 ermöglichen eine Doppelzentrierung der beiden Hohlleiterenden 1 und 2 über die Innenflächen der Überwurfringe 9, da sie wechselseitig den ringflanschartigen Ansatz 3 und 4 des jeweils gegenüberstehenden Hohlleiterendes 1 und 2 überragen.
Sowohl der Innendurchmesser der Überwurfringe 9 als auch der Aussendurchmesser der ringflanschartigen Ansätze 3 und 4 sind mit einer Passung versehen. Die Verschraubung der Überwurfringe 9 erfolgt durch Flanschschrauben 16, die ebenfalls in gleichen Abständen auf dem Umfang derselben angeordnet sind.
Zur besseren Veranschaulichung der Verzahnung ist ein Überwurfring 9 in Fig. 2 noch einmal perspektivisch dargestellt. Entsprechend den acht auf seinem Umfang gleichmässig verteilten Durchgangslöchern 17 für die Flanschschrauben 16 sind ebenfalls vier Aussparungen 14 und vier Zähne 15 vorgesehen. Die Durchgangslöcher 17 sind jeweils in der Mitte der Aussparungen 14 und der Zähne 15 angeordnet. Wie die Fig. 2 ausserdem zeigt, ist die Fräsung der Aussparungen 14 parallel zum Durchmesser des Überwurfringes 9 ausgeführt, wodurch man in einem Arbeitsgang zwei sich gegenüberliegende Aussparungen 14 gewinnt.
Die Doppelzentrierung der Hohlleiterabschnitte 1 und 2 über die Innenflächen der Überwurf-
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ringe 9 bringt gegenüber einer Zentrierung mit Passschrauben wesentlich bessere Ergebnisse, da das durch die konstruktive Ausbildung ermöglichte Fertigungsverfahren die Bearbeitung der lichten Weite des Hohlleiters und der Oberfläche des ringflanschartigen Ansatzes 3 bzw. 4 in der gleichen Einspannung gestattet, so dass deren konzentrische Anordnung zueinander nur noch von der Genauigkeit der Bearbeitungsmaschine abhängt. Zur Vermeidung eines Klemmens odes Verkantens bei Herstellung der Flanschverbindung sind die Innenkanten der Zähne 15 mit einer 450 Fase 18 versehen.
Die Zentrierung der Hohlleiterabschnitte j ! und 2 über die Innenflächen der Überwurfringe 9 ermöglicht es, die Durchgangslöcher 17 für die Flanschschrauben 16 so gross zu wählen, dass selbst bei Berücksichtigung des Drehspiels der Verzahnung jede Flanschschraube 16 sich mühelos durch die einander zugeordneten Durchgangslöcher der Überwurf ringe 9 hindurchstecken lässt. Die Flanschverbindung lässt sich somit leicht und durch die einleitend erwähnten hervorragenden Eigenschaften der Druckringe 11 auch sicher herstellen, da es für einen einwandfreien elektrischen Ringkontakt an der Verbindungsstelle der beiden Hohlleiterabschnitte 1 und 2 gleichgültig ist, in welcher Reihenfolge die einzelnen Flanschschrauben 16 angezogen werden.
In Höhe der Ringnut 10 der Innenwandung des Überwurfringes 9 ist noch eine radial angeordnete Klemmschraube 19 vorgesehen, mit deren Hilfe der Überwurfring 9 auf dem ringflanschartigen Ansatz 3 bzw. 4 arretiert werden kann. Diese Massnahme bietet einen ausreichenden Schutz der empfindlichen Passungen gegen Beschädigung beim Transport.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rundhohlleiter-Flanschverbindung für Nachrichtenübertragungsanlagen der Höchstfrequenztechnik, bei der die miteinander zu verbindenden Enden zweier Hohlleiterabschnitte jeweils mit einem ringflanschartigen Ansatz versehen sind, über die je ein gegen Abziehen gesicherter Überwurfring gestülpt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwurfringe (9) an ihren einander benachbarten Stirnseiten jeweils einen Zahnkranz tragen, dessen Zähne (15) ineinandergreifen und dabei wechselseitig über den äusseren Rand des jeweils benachbarten ringflanschartigen Ansatzes (3, 4) so überstehen, dass eine gegenseitige Zentrierung der beiden Hohlleiterenden über die Innenflächen der Überwurfringe (9) eintritt.