Verfahren zur Herstellung koaxialer Kabel. Bei einer Art von zur Übertragung breiter Frequenzbänder geeigneter Kabel ist ein Mittelleiter mittelst eines Dielektrikums von einem zu diesem Mittelleiter (Innenleiter) konzentrisch liegenden Rohr getrennt.
Bei solchen Kabeln ist die Dämpfung in weit gehendem Masse von den Verlusten im Di- elektrikum abhängiü und es ist daher wesent- lieh, dass ein Dielektrikum mit möglichst geringen Verlusten verwendet wird.
Es sind daher bereits Kabel vorgeschlagen worden, bei -denen Luft der vorherrschende Isolator ist, wobei jedoch irgendein: Ab standhalter vorgesehen sein muss, um den Innenleiter konzentrisch mit dem Aussen leiter zu führen.
Kabel dieser Art ;sind besonders zur Übertragung breiter Frequenzbänder :ge eignet; ihr wichtigstes Merkmal besteht darin, @dass, der Luftraum zwischen den kon zentrischen Leitern möglichst ;gross. .gehalten und gleichzeitig der Mittelleiter in aus reichender Weise :gestützt und vom Aussen- leiter stetig im gleichen, Abstand, gehalten wird.
Das den Aussenleiter und den Innen- leiter @äästanzierende :dielektrische Material muss :
genügend biegsam sein, um das Auf rollen und Abrollen des, Kabels- wääxend der Fabrikation und Verlegung zu ermöglichen. Die Jielektrisehen Verluste des, Distanzie- rungsmittels müssen für die. Frequenzen, für welche das; Kabel bestimmt ist, möglichst gering sein.
Es. sind ;bereits eine Anzahl verschiedener Verfahren zur Herstellung solcher Kabel vorgeschlagen worden:. Beispielsweise ist worden, uni den Mittelleiter eine Schnur aus;
Textilfaserstoff, wie weiche Baumwolle, aoetylierte Baumwolle oder Zel- luläseazetatseide nach ,einer ,Schraubenlinie verlaufend aufzuwickeln oder auf denn, Mit- telleiter in regelmässigen Abständen Distanz- scheiben aus:
bekannten Isoliermaterialen, wie z. B.. Gummi, Hartgummi, Bakelit oder aus keramischen Stoffen, anzubringen. Unter- sucht man jedoch die Verluste einer Anzahl bekannter Dielektrika, dann sieht man,
dass eines der geeignetsten Materialen für diesen Zweck polymerisiertes Styren ist, das seit langem als zufriedenstellender elektrischer Isolator bekannt ist und bereits als abstand- haltendes Dielektrikum in koaxialen Kabeln vorgeschlagen worden ist. Dieses Material hat aber bisher
gewisse Schwierigkeiten ge boten, indem es sieh nicht ohne weiteres in zufriedenstellender Weise auf dem Leiter anbringen liess.
Die vorliegende Erfindung liefert nun .ein Verfahren, durch welches, wie Versuche ergeben haben, diese Schwierigkeiten be seitigt werden und das Aufbringen von pol y - merisiertem .Styren auf dem Mittelleiter in zufriedenstellender Weise gestattet, wobei die gewünschte Isolation zwischen den beiden Leitern erreicht wird und die Biegsamkeit ,des fertigen Kabels keine Einbusse erleidet.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung koaxialer Kabel, bei welchen im Raum zwischen dem Mittelleiter und dem Aussenleiter Luft und ein um den Mittel- leiter gewundener, nach einer Sohraubenlinie verlaufender Distanzierungskörper aus Poly- styren vorhanden ist, ist ,dadurch gekenn zeichnet,
dass der Mittelleiter mit einem biegsamen längsgestreckten Körper aus bei einer zwischen 100 und<B>150'</B> Celsius liegenr den Temperatur praktisch vollständig poly- meri6ierbarem Styren,
das ein auspressbares und wähend seiner bei einer zwischen 1'50 bis<B>250'</B> Celsius liegenden Temperatur er folgenden Auspressung in Form eines längs- gestreekten Körpers seine gummiähnlichen Eigenschaften bewahrendes Polymer ergibt, versehen wird,
, derart, dass dieser Körper nach einer Schraubenlinie auf dem Mittel leiter verläuft, und cf ss, über diesem Körper ein rohrförmiger Ausslenleiter angebracht wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind im folgenden anhand der Figuren der beilie genden Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt zum Teil einen Längsschnitt durch .ein koaxiales Kabel mit einem. stab- förmigen dielektrischen Abstandhalter, wäh rend F'ig. 2 den Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Kabels zeigt;
Fig. 3 zeigt zum Teil einen Längsschnitt durch ein koaxiales Kabel mit einem röhrenförmigen dielek- trischen Abstandhalter, wobei Fig. 4 den Querschnitt des in Fig. 3 dargestellten Ka bels zeigt;
Fig. 5 veranschaulicht zum Teil einen Längsschnitt durch ein Kabel mit bandförmigem dielektrisehen Abstandhalter und Fig. 6 zeigt dessen Querschnitt;
Fig. 7 ist die schematische Darstellung eines Appa rates zum Auispressen polymerisierten @Styrens auf einen sich drehenden Leiter; Fig. 8 ist die schematische Darstellung einer Vorrieh@ tung zum Auspressen des polymerisierten Styrens durch eine Drehdüse auf einen Leiter;
Fig. 9 ist die schematische Dar- stellung einer andern Form einer Drehdüsen- vorrichtung;
Fig. 1-0 zeigt zum Teil einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungs form eines koaxialen Kabels, bei welcher der dielektrische Abstandhalter die Farm eines aus Fäden bestehenden Bündels hat;
Fig. 1,1 zeigt ,den Querschnitt dieses Kabels; Fig. 12 ist zum Teil ein Längsschnitt durch eine weitere Form eines koaxialen Kabels, wobei der dielektrische Abstandhalter die Form einer Seh.raubenfeder hat;
Fig. 13 ist ein Querschnitt des in Fig. 12 gezeigten Kabels.
Bei einer Form der Ausübung des erfin- dung sgemässen Verfahrens wird polymeri- siertes Styren, das durch Polymerisation flüssigen Styrens bei einer Temperatur von <B>100'</B> C und 1150 C .erzeugt wurde,
direkt durch die Düse einer Presse auf den, Kupfer- mittelleiter, eines koaxialen Kabels aufge- presst und im allgemeinen in Form eines nach einer langgestreckten Schraubenlinie verlau fenden Körpers angebracht,
wobei diesem Körper irgendein gewünschter Querschnitt gegeben werden kann. Diese Ausführungs- arten sind in den Fig. h bis 6 dargestellt, in welchen A den als Mittelleiter bezeichneten mittleren Kupferleiter;
B den ausgepressten Körper aus Styren, C den als Aussenleiter bezeichneten äussern, aus Bändern zusammen gesetzten, ''Kupferleiter, der durch ein Metall- band zusammengehalten wird, und D und E einen Bleimantel darstellen.
Das Auspressiendieser Art von Poly- styren .geschieht bei den nachstehend be- sehriebenen Ausführungsformen des Ver fahrens bei einer Temperatur von 150 bis 250' C;
die höheren Auspresstemperaturen sind für Polystyren erforderlich, Idas bei.der untern Grenze der Polymeris.ationstempera- turen <B>(1,001'</B> C) polymerisiert wurde und die niedrigeren Auspresstemperaturen für Pbly- styren, das bei Temperaturen polymerisiert wurde;
die der obern Grenze (1i50 C) des Polymerisationstemperaturbereiches nahe kommen. Zufriedenstellende Ergebnisse wer den durch eine längliche Pressdüse der in Fig. 9 dargestellten Arterreicht oder mittelst einer Kolbenpresse, wie .durch Fig. 8 ver- anschaulicht,
wobei die erstgenannte Form sich für das. Aufbringen eines Polystyren- wendelkörpers auf einen fortlaufenden Leiter als praktischer erwiesen hat.
Im. folgenden werden Verfahren beschrie ben, nach welchen ein Mittelleiter mit einem Abstandhalter aus aus@gepresstem Polyslyren nach 6ner ,Schraubenlinie verlaufend ver sehen werden kann.
Der Kupferleiter kann, wie dies anhand der F'ig. 7 beschrieben wird, um seine Achse ;gedreht werden, indem .man die Zuführungs- trommel des Drahtes E in einem rotierenden Kasten 9, unterbringt, den Dmaht A ver- mittels geeigneter Führungsösen (I und I1) an der festen,
Auspressstelle J vorbeiführt und darauf den Kupferleiter mit der nach einer Schraubenlinie verlaufenden Umwick- lung B aus polymerisiertem 8tyren auf einer Trommel L aufwickelt,
die ebenfalls in. einem rotierenden Kasten M angeordnet ist, der mit gleicher Geschwindigkeit gedreht wird, wie der die Zuführungstrommel ent haltende Kasten.
Die Drallänge ides nacheiner @Schrauben- linie verlaufend aufgebrachten Styrenkör-, perl wird durch die Umdrehungsgeschwin- dvgkei:
t, mit welcher,der Draht an der Auf- brngstelle J ,des Styrens gedreht wird, so wie durch die Geschwindigkeit, mit der der Draht ,durchgezogen wird, bestimmt.
Die Ge- schwindigkeit des Drahtdurchzuges kann auf verschiedene, bei. der Kabelerzeugung be kannte Arten ;geregelt werden, z.
B. dadurch, dassf man ,den Draht über ein.Spill führt, der indem einen oder andern rotierenden Knasten angebracht ist und der durch irgendeine ge eignete Vorrichtung sieh mit einer vorher- bestimmten Geschwindigkeit dreht.
Die mögliche Arbeitsgeschwindigkeit ,einer derartigen Maschine richtet sich nach der Abkühlungsgeschwindigkeit des aus- @gepressten P'olystyrens. Die gute Wärmeleit- fähigkeit des Kupfers erleichtert auf natiir- liohe Weise @diese Abkühlung;
zur Besehleu- nigung kann jedoch ein Berieselungssystem oder in Kaltwasserbad vorgesehen sein, wo durch die Arbeitsgeschwindigkeit ider Ma schine bedeutend erhöht werden kann.
Die Ausmasse eines auf diese Arter zeugten koaxialen Kabels sind im Hinblick auf die ;gewünschte Biegsamkeit des lang gezogenen Polystyrenkörpers begrenzt.
Sie hängen ah von: a) Odem Durchmesser des mittleren Kup- ferleiters, b) Ader Art und Grösse ,das Querschnittes des ausgepressten Polystyrenkörpers, c) der Polymerisationstemperatur des flussägen,Styrensi, d) der Dralläage das nach einer,Sehrau- benlinve,
verlaufenden Polystyrenkörpersi, e) denn. Durlm-esser der bei der Erzeu gung und für den Transport des Kabels<B>be-</B> nützten<U>Trommeln.</U>
Eine typische Ausführungsform des er- findungsgemässien Verfahrens ist nachstehend beschrieben.
Reines, flüssiges iStyren wird. in. .einem geeigneten verschlossenen Gefäss 4,8 Stunden lang bei 115 C polymerisiert.
Das harte, ,glasartige Erzeugnis wird dann heraus genommen und .auf einen sich, drehenden Kupf exleiter von<B>3,75</B> mm Durchmesser bei einer Temperatur von 200 C mit Hilfe einer fortlaufend arbeitenden. Auspressvorrieh- tung aufgepresst. Die Goss,chwindigkeit,
mit der der Leiter vorwärtsbewegt wird, ist ä m in der Minute und :der Leiter macht 120 0 Um drehungen, in :der Minute, was eine Dral- länge der Polystyrenspirale von 25 mm er gibt.
Die Austrittsöffnung der Auspressdüse hat die Form einer Kreisfläche und einen Durchmesser von 2,25 mm und erzeugt einen langgestreckten Polystyrenkörper mit einem kreisflächenförmigen Querschnitt und einem Durchmesser von 2,5 mm. Der Polystyren- körper wird sofort nach ,dem Aufbringen auf den Leiter mittelst eines Kaltwasserstrahles abgekühlt und das Ganze wird hierauf auf eine Trommel gewickelt, die einen Durch messer von 1 m hat.
Nach :einer andern Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann der Kupferleiter mit bestimmter Geschwindig keit auf irgendeine .bekannte Art durch eine erwärmte Auspressvorrichtung geführt wer den, wobei :
die Austrittsstelle jedoch um die Achse des Kupferleiters gedreht wird. Bei ,der einfachsten Form dieses Erzeugungs vorganges wird die Auspressvorrichtung an einer Führung befestigt, die sich um den hindurchgeführten Draht .dreht;
ein :derar tiger Vorgang ist jedoch zur, wirtschaftlichen Erzeugung von koaxialen Kabeln ungeeignet. Die ohne weiteres ersichtlichen Schwierig keiten können durch Anwendung der in Fig. 8 gezeigten Au.sp.ressvorrichtung ve:rmie- ,den werden. Der durchgezogene Draht A wird durch die Metallröhre. N geführt, die eine kombinierte Drahtführung und Düse ,darstellt.
Diese führt :durch den Innenraum der Auspressvorrichtung 0 und der konische Düsenkanal Q führt von letzterem schräg durch .die Metallröhre N zu ihrer äussern Öffnung Qa, die neben der Mittelöffnung<I>F</I> liegt, aus der der Kupferdraht A heraus kommt.
Die Metallröhre N wird gleichzeitig mit dem Durchpressen des polymerisierten Styrens aus dem Innenraum der Presse durch den Düsenkanal Q auf dem sich fort- bewegenden Draht P gedreht,
wobei auf dem. Kupferdraht ein nach einer Schraubenlinie verlaufender Körper B aus polymerisiertem Styren entsteht. Die Auspressvorrichtung kann auch die in Fig. 9 gezeigte Form haben. Bei diesem Erzeugungsverfaären wird der Kupferdraht A durch eine Bohrung <B>S</B> in der Mitte einer
mit einer Förderschraube versehenen Press- vorriehtung geführt. Das Ende der r'örder- sehraube T ist mit einer kleinen Düsenöff nung U versehen, :
deren Durchmesser un gefähr ebenso grosse ist wieder zu erzeugende Strang aus polymerisiertem @Styren. Durch die Drehung der Presssehraube T wird das erwärmte plastische Styren durch die Off nuug ausgepresst und entsprechend der Drehung der Schraube T einen nach einer Schraubenlinie verlaufenden Körper B aus Polystyren
um den sich fortbewegenden Kupferdraht bilden.
Bezüglich der Durchgangsgeschwindig- keit des Drahtes, der Drehgeschwindigkeit der Düse und somit auch der Drallänge des Polystyrenkörpers, :der Ausmasse des Drahtes und der Düse und der Kühlung gilt das Gleiche wie :
bei einer Anlage mit feststehen- der Düse und sieh um die eigene Achse drehendem Draht.
Es ist gefunden worden, dass flüssiges, bei<B>1510'</B> C polymerisiertes Styren die besten Resultate ergibt. Es, kann jedoch auch bei andern Temperaturen zwischen 100 und <B>15,0'</B> C gebildetes Polystyren verwendet werden;
aber bei Temperaturen, die höher sind als<B>IM'</B> C wird der Polystyrenkörper spröder, da die durch die Polymerisation ent standenen colloiden Anhäufungen kleiner sind, und es entstehen daher weniger bieg same Kabel.
Bei Temperaturen unter <B>100'</B> C polyme risiertes Polystyren lässt sich in reinem Zu- stand nichtgut auspressen und seine Eigen schaften gleichen denen von unmastiziertem Naturgummi, wenn er erhitzt wird.
Bei einer andern Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das reine polymerisierte Styren, -das bei einer zwischen 100 und<B>150'</B> C gewählten Tempe ratur polymerisiert wird, in :dem oben be schriebenen Erzeugungsverfahren :durch eine Mischung aus:
bei niedrigerer Temperatur polymerisiertem Styren und bei höherer Temperatur polymerisiertem Styren ersetzt, wodurch geeignete mechanische und Aus- presseigenschaften erreicht werden. können. Einer derartigen Mischung liegt die Er- kenntniszugrunde,
,dass die kleineren kolloiden nhäufungen des Polymerisationsproduktes höherer Temperatur die grösseren kolloiden Anhäufungen des Polymerisationsproduktes niedrigerer Temperatur leicht formbar ma chen, ,so @dass ein besser auspressbares Er- zeugnis entsteht.
Gemischte Polymerisationsproduktedie- ser Art werden durch Zusammenwalken der zwei oder mehr die Bestandteile bildenden Polymenisationsprodukte in Walkmaasohinen, wie sie zur Gummimischung oder andere ähnliche bekannte Mischverfahren verwendet werden,
erzeugt. Ein: anderes einfaches Ver fahren mit gleich ,guten. Ergebnissen besteht darin,,dass, man,das flüssige Styren zunächst bei einer Temperatur, bei welcher die Polyme- risatio#as#geschwindigkeit klein und @da;
her besser zu überwachen ist, teilweise polyme risiert und dann die Polymerisation bei einer höheren Temperatur zu Ende führt. Man kann aber auch umgekehrt verfahren, indem man die teilweise Polymerisation bei einer Temperatur, bei welcher der Polymerisations- vorgang rasch vor sieh geht, durchführt und den Polymerisationsvorgang dann bei einer niedrigeren Temperatur zu Ende führt.
In allen Fällen wird die Polymerisation in einem verschlossenen Gefäss durchgeführt, das aus Stahl oder einem andern geeigneten Material besteht.
Im folgenden sind einige Beispiele er wähnt, nach denen das Material zur Her stellung der Distanzierungskörper hergestellt werden kann.
<I>Beispiel 1:</I> 60 Gewichtsteile reines, bei 75 C sieben Tage lang polymerisiertes Styren werden auf geheizten glatten Walkrollen mit 40 Ge- wichtsteilen reinem, bei 150 C 24 Stunden lang polymerisiertem Polystyren gemischt. Die Temperatur der Rollen wird auf 120 bis <B>150'</B> C gehalten. Die Mischung ist beendet, sobald ein gleichförmiges Produkt entsteht; das Erzeugnis ist dann zum Auspressen fertig.
<I>Beispiel 2</I> Reines flüssiges Styren wird 30 Stunden lang bei-90 C polymerisiert, dann wird die Temperatur während weiteren 20 Stunden auf 140' C gebracht. Das polymerisierte Styren wird abgekühlt und aus dem Poly- merisationsgefäss geleert und ist nun zum Auspressen fertig..
Wie bereits erwähnt, sind die Ausmasse eines koaxialen Kabels mit einem aus reinem Styren bestehenden direkt auf den Innen leiter aufgetragenen und nach einer Schrau benlinie verlaufenden Distanzierungskörper begrenzt.
Bei Verwendung gewöhnlicher .Ka beltrommeln sollte die Querschnittfläche des Körpers nicht oder nicht viel grösser sein als diejenige des mittleren Kupferleiters, wenn die Drallänge des aufgewundenen Körpers fünf- bis zehnmal so gross ist wie der Durch messer des Mittelleiters.
Für gewisse Fälle sind koaxiale Kabel mit einem Polystyren- distanzierungskörper herzustellen, welcher den obigen Beschränkungen nicht entspricht; es sind von der Erfinderin Wege gefunden worden,. mittelst welcher Polystyren in Formen hergestellt werden kann, die geeignet sind;
den oberwähnten Grössenbeschränkun gen und sogar noch strengeren Einschrän- kungen zu entsprechen, . beispielsweise in Fällen, in denen der .Querschnitt des Poly- styrenkörpers bedeutend (das heisst zwei- oder dreimal) grösser ist als der Querschnitt des mittleren Kupferleiters, wenn die Drallänge der Spirale fünf- oder zehnmal so gross ist wie der Durchmesser des mittleren Kupfer leiters.
Bei einer andern Ausführungsform des Verfahrens werden Polystyrenschnüre be stehend aus verdrillten Fäden oder seiden artigen Fasern mit rundem oder einem an dern geeigneten Querschnitt nach einer Schraubenlinie, und zwar gewöhnlich nach einer ausgezogenen Schraubenlinie mit Hilfe einer Umwickluugsvorrichtung, in welcher eine die Schnur enthaltende Spule oder Trommel gedreht wird,
um den sieh fort bewegenden mittleren Kupferleiter gewunden.
Die Polystyrenfäden werden durch Poly- merisation von reinem, flüssigem Styren bei einer Temperatur zwischen 100 C und 150 C und Auspressen dieses Styrens durch eine Düse, entweder mittelst einer Vorrichtung, ähnlich der in Fig. 9 gezeigten, jedoch mit fester Düse, oder mittelst einer Auspress- vorrichtung nach Art einer Kolbenpresse hergestellt. Die Temperatur an der Düse sollte zwischen 150 und 250' C liegen.
Zweckmässigerweise wird eine Düse mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durch messer von 0,12 mm bis 0,75 mm verwen det. Es können aber auch Düsen mit grösseren oder auch mit kleineren Durchmessern ver wendet werden. Unmittelbar nach dem Aus tritt des heissen Polystyrens aus der Düse wird auf den Polystyrenfaden ein Zug aus geübt, um auf diese Weise den gewünschten Fadendurchmesser zu erhalten. Der Zug wird am besten durch eine gewöhnliche Wickel maschine bewirkt, wobei der Faden direkt auf eine Spule aufgewickelt wird.
Auf diese Weise lassen sich Fäden von 0,02 mm Durch messer bis zum Durchmesser der Düsen öffnung herstellen, und zwar je nach der Grösse der Auspressgesehwindigkeit und der Aufwiekelgeschwindigkeit des Fadens.
Die Fäden einer Anzahl von mit solchen Fäden bewickelten Spulen werden auf einer Verseilmaschine miteinander verseilt. Dabei richtet sich die Zahl der Spulen sowohl nach dem Durchmesser der einzelnen Fäden wie nach dem Durchmesser des gewünschten Stranges. Der so gebildete Strang wird dann mittelst einer Umspinnung oder Umklöpp- lung aus Textilmaterial, wie z. B.
Zellulose acetatseide oder insbesondere acetylierter Baumwolle oder vorzugsweise aus Poly- styrenfäden von geeignetem Durchmesser, die in der oben- oder nachstehend beschriebe nen Arterzeugt wurden, zusammengehalten. Der so angefertigte Polystyrenstrang wird direkt auf den Mittelleiter eines koaxialen Kabels nach einer ausgezogenen Schrauben linie verlaufend aufgewickelt und ergibt eine Konstruktion nach Art der in den Fig. 10 und 11 gezeigten.
Wegen der Biegsamkeit ist es erwünscht, dass die Temperatur bei der Polymerisation, bei welcher das Polystyren, das zur Erzeu gung der Fäden verwendet wird, entsteht, so niedrig als möglich gehalten wird und es ist daher ratsam, bei Temperaturen nahe der untern Grenze des zulässigen Temperatur bereiches zu arbeiten, sonst wird eine grössere Anzahl dünnerer Fäden für die Erzeugung eines Stranges von gegebener Biegsamkeit notwendig sein.
Ferner ist es, um ein Höchst mass an Biegsamkeit zu erreichen, erwünscht, den Durchmesser des ausgepressten Styrens durch Ziehvorgänge bedeutend zu verringern, ,denn hierdurch wird auf die kolloiden An häufungen, die im Polystyren vorhanden sind, eine Richtwirkung ausgeübt, so dass sie sich ihrer Länge nach parallel mit der Längs richtung des Fadens stellen und diesem da durch ein Höchstmass an Festigkeit und Biegsamkeit erteilen.
Das folgende typische Beispiel zeigt, in welcher Weise Styrenschnüre hergestellt wer den können.
Ein sehr guter Distanzierungskörper von 2,5 mm Durchmesser lässt sich durch Aus pressen reinen polymerisierten Styrens er halten, das aus flüssigem Styren, welches in einem geeigneten Gefäss bei einer Temperatur von 115 C 48 Stunden lang polymerisiert wurde, besteht. Dieses Styren wird durch eine Düse mit einem runden Querschnitt vom Durchmesser 2,5 mm gepresst und der aus gepresste Strang unter Anwendung eines direkt von einer Wickelmaschine ausge übten Zuges gezogen.
Die Temperatur der Düse wird dabei auf 200' C gehalten. Die Wickelmaschine ist in einer Entfernung von zirka 3 m von der Augangsöff- nung der Düse aufgestellt und ihre Ar beitsgeschwindigkeit wird zusammen mit der der Presse derart geregelt, dass das aus gepresste Styren gezogen werden kann, so lange es noch warm ist, und einen endgülti gen Durchmesser von 0,5 mm erhält.
Das Ziehen und die Luftkühlung des Polystyren- Fadens wird auf dem 3 m langen Weg zwi schen der Ausgangsöffnung und der Wickel maschine vorgenommen. Dann werden 19 Spulen mit 0,5 mm dicken Faden auf einer Verseilmaschine angebracht und gebündelt, durch eine zylindrische Düse von 2,25 mm Durchmesser geführt und der so gebildete Strang wird dann mit Polystyrenfäden um sponnen, die aus drei 0,125 mm dicken Fasern bestehen.
Die so erzeugte umsponnene Schnur wird dann bei Zimmertemperatur um einen Kupferleiter mit 2,5 mm Durchmesser nach Einer ausgezogenen Schraubenlinie mit der Drällänge 25 mm verlaufend gewunden. Dies ergibt einen sehr biegsamen Abstand halter für koaxiale Kabel.
Auf diese Art erzeugte Polystyrenschnüre können in jeder erforderlichen Grösse für ko- axiale Kabel hergestellt werden; man braucht nur den Durchmesser der Polystyrenfäden und die Zahl der Fäden im Bündel ent sprechend zu wählen.
Damit sich eine Viel fach-Polystyrenschnur zur Verwendung in koaxialen Kabeln eignet, muss sie genügend biegsam sein, um ohne zu brechen auf den Mittelleiter gewickelt werden zu können. Vor ausgesetzt, dass das Polystyren bei der gün stigsten Temperatur polymerisiert und wie oben beschrieben durch Ziehen 'auf den ge wünschten Durchmesser gebracht worden ist, kann eine Erhöhung der Biegsamkeit der fer tigen Schnur nur dadurch erreicht werden,
dass man Stränge mit kleineren Durchmesser verwendet.
In gewissen Fällen erweist es sich als zweckmässig, den Polystyrenstrang noch in warmem Zustand um den Leiter zu wickeln. Auf diese Weise kann ein Strang, der zur Umwicklung eines dünnen Mittelleiters nicht biegsam genug ist, so angebracht werden, dass das fertige Kabel bei Zimmertemperatur eine genügend grosse Biegsamkeit erhält.
Es hat sich gezeigt, dass Styrenschnüre auf diese Art bei Temperaturen bis zu<B>100'</B> C auf- gewunden werden können, obwohl der für das Aufbringen beste Wert etwa bei. <B>80'</B> C liegt.
In der Praxis wird dies dadurch er reicht, dass die Polystyrenschnur auf ihrem Wege von der Trommel des Umwicklungs- kopfes zum Leiter, auf den sie aufgewunden werden soll, durch einen kleinen Ofen ge führt wird.
Die bei oben beschriebenem Erzeugungs verfahren für koaxiale Kabel verwendete Po- lystyrenscbnur kann aus polymerisiertem Styren erzeugt werden, das ein Gemisch von Polymerisationsprodukten, im wesentlichen wie die bei der Erzeugung von Polystyren zum direkten Auspressen auf den Mittelleiter beschriebenen, ist.
Die Polystyrenschnur kann aus seiden artigen Fäden aus Polystyren hergestellt werden, die durch Auflösen von Polystyren in einem Lösungsmittel mit niedrigem Siede punkt entstehen. Die so erhaltene Lösung wird durch sieh schnell drehende Spinndüsen ausgepresst und gelangt in einen Trocken ofen, der am besten die Form einer vertikalen Kammer mit allmählich von oben nach unten ansteigender Temperatur hat.
Die auf diese Art erzeugten trockenen Fäden werden auf die unten in der warmen Kammer befind lichen Spulen aufgespult und zwecks ein facher oder mehrfacher Bündelung auf Ver- seilmaschinen gebracht. Ist der gewünschte Durchmesser der fertigen Schnur erreicht, dann wird sie mit entsprechendem Material, das vorzugsweise Polystyrenseidenfäden ent hält, umklöppelt oder umsponnen, bevor sie auf den Mittelleiter des koaxialen Kabels aufgewickelt wird.
Bei 100 bis<B>150'</B> C polymerisiertes Poly- styren ist für diesen Zweck vorzüglich ge eignet, um eine hochkonzentrierte Lösung mit nicht zu hoher Viskosität zu erhalten; es ist aber auch möglich, durch entsprechende Technik auch zufriedenstellende .Ergebnisse mit Polystyren zu erreichen, das unter an dern Bedingungen erzeugt worden ist.
Bei dem im folgenden beschriebenen Beispiel ist eine besondere Folge von Arbeitsbedingungen erwähnt, die erfahrungsgemäss zufrieden stellende Ergebnisse gezeitigt haben; es kön nen jedoch durch Änderung der einen oder andern dieser Bedingungen innerhalb der bei der Kunstseidenerzeugung bekannten Gren zen gleich gute Ergebnisse erhalten werden.
Bei 120' C polymerisiertes Styren wird in Benzol bis zu einer Konzentration von <B>30%</B> des Gewichtes gelöst. Diese Lösung wird durch sich schnell drehende Tüllen in eine vertikale, zirka 9 m lange, elektrisch geheizte Heizkammer ausgepresst, in welcher am obern Ende eine Temperatur von<B>80'</B> C, am untern Ende eine Temperatur von<B>250'</B> C aufrechterhalten wird und die Temperatur von oben nach unten allmählich ansteigt. Die Benzoldämpfe werden herausgepumpt und die trockenen polymerisierten Styrenfäden werden, wenn sie den Ofen verlassen, auf irgendeine geeignete Art aufgewickelt.
Bei einer andern Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein auf eine der oben beschriebenen Arten erzeugter polymerisierter Styrenfaden nach einer Schraubenlinie verlaufend gewickelt und der so erhaltene Wendelkörper wird nach einer Schraubenlinie verlaufend um den Mittel leiter gewickelt, um so als dielektrischer Ab standhalter zu dienen. Diese Form ist in Fig. 12 und 13 gezeigt und eine derartige Bauart ist ausserordentlich geschmeidig, wenn auch weniger fest als die andern hierin be schriebenen Arten.
Es wird jedoch hierbei in dem koaxialen Kabel ein grösserer Luftraum erzielt, was für bestimmte Kabelarten vor teilhaft ist.
Die besten Ergebnisse für alle koaxialen Kabel in den gebräuchlichen Ausmassen er hält man, wenn man den Wendelkörper aus Polystyrenfäden von 0,5 bis 0,75 mm Durch messer herstellt und eine sehr kurze Dral- länge wählt, bei welcher die einzelnen Win dungen ganz oder sehr nahe nebeneinander liegen, wie sich dies aus der natürlichen Fe derwirkung der gewickelten Styrenfäden er gibt. Es hat sich als notwendig erwiesen, den Polystyrenwendelkörper bei erhöhter Tempe ratur herzustellen, falls. der Faden einen grösseren Durchmesser als 0,25 mm hat.
Der Wendelkörper wird auf einem Dorn mit einem Durchmesser, der kleiner als 2,5 mm ist, hergestellt. In dem folgenden Beispiel sind Fabrika tionsbedingungen beschrieben, die besonders zufriedenstellende Ergebnisse zeitigen, doch ist die Erfindung nicht auf diese besonderen Bedingungen beschränkt.
Ein fortlaufender Strang aus polymeri siertem Styren, der durch Auspressen von bei<B>115'</B> C polymerisiertem Styren durch eine Düse mit 2,5 mm Durchmesser und Ziehen in heissem Zustand bis zu einem Durchmesser von 0,5 m.m auf die bereits be schriebene Art hergestellt wurde, wird auf den Dorn einer geeigneten bekannten Ma schine aufgewickelt. Der Durchmesser des Dornes beträgt an der Aufwickelstelle 1,25 mm.
Der Polystyrenstrang wird auf seinem Wege von der Zuführungstrommel zu dem Dorn auf<B>80'</B> C erhitzt, so dass er an der Aufwickelstelle diese Temperatur er reicht hat; der Dorn wird auf einer Tempera tur von<B>50'</B> C gehalten. Die Erwärmung des Polystyrenstranges ist leicht zu erreichen, und zwar indem man ihn zwei- oder dreimal um einen auf einer Temperatur von<B>80'</B> C gehaltenen Stift führt oder indem man ihn durch eine Heizkammer führt.
Der Polystyrenwendelkörper wird so ge formt, dass sich die Windungen berühren und wenn man sie von dem Dorn abnimmt, sieht man, dass ihr Gesamtdurchmesser 2,5 mm be trägt. Die Vergrösserung um 0,25 mm ist eine Folge der den Windungen innewohnenden Federkraft, die sich auswirkt, sobald der Zug aufgehört hat.
Der auf diese Art erzeugte Polystyren- wendelkörper oder -feder ist fest genug, um bei koaxialen Kabeln auftretendem normalem Druck standzuhalten. Sie wird auf eine Trommel aufgewunden, wobei Zwischen räume zwischen den Windungen gelassen werden und Papier oder eine ähnliche Zwi schenlage zwischen den einzelnen Lagen vor gesehen wird, um ein Verhängen der Win dungen untereinander zu verhindern;
die Trommel wird dann an einer Umwicklungs- maschine angebracht und der Polystyren- wendelkörper direkt um den 3,75 mm dicken Mittelleiter eines koaxialen Kabels mit einer Drallänge von 25 mm aufgewickelt.
Auf den Mittelleiter wird vor Umwick lung mit dem Polystyrenwendelkörper eine dünne Schicht eines Klebmittels aufgetragen, das aus in Benzol gelöstem Polystyren oder einem -andern geeigneten Material besteht, und hierauf wird die Umwicklung mit dem Polystyrenwendelkörper mit möglichst gerin ger Spannung vorgenommen, so dass der Wendelkörper die richtige Lage einnimmt, in welcher er durch die Klebschicht fest gehalten wird.
Bei einer andern Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere der nach dem einen oder andern bereits beschriebenen Ver fahren erzeugten Styrenfäden auf einer Flechtmaschine zu einem hohlen Körper ge flochten, der nach einer Schraubenlinie ver laufend um den Mittelleiter des koaxialen Kabels aufgewickelt wird und als dielek- trischer Distanzierungskörper dient.
Die Polystyrenfäden müssen dabei einen genü gend grossen Durchmesser haben, um eine feste Umspinnung zu bilden.
Falls unter gewissen Umständen bei einem hohlen, aus Polystyrenfäden bestehen den Geflecht oder bei einem aus Polystyren- fäden bestehenden Wendelkörper die Festig keit auf Kosten der Biegsamkeit erhöht wer den soll, so kann dies dadurch erreicht wer den, dass man den Wendelkörper oder das Hohlgeflecht mit einem isolierenden Lack imprägniert.
Man kann dazu beispielsweise Zelluloseacetat, das in Aceton gelöst ist, oder in manchen Fällen auch Polystyren, das in Benzol gelöst ist, verwenden, wobei das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt wird.
Es bleibt dann eine Haut aus Zellulose acetat oder Polystyren oder ein anderer Über zug zurück, durch den das Gebilde versteift wird.
Die Biegsamkeit des Polystyrens kann durch Mischen des Polystyrens mit einem or ganischen Mittel zum Plastischmachen oder einer Mischung aus solchen Mitteln erhöht werden. Für diesen Zweck geeignete Mittel sind in den Hydraten oder Chlorhydraten der cyclischen Kohlenstoffverbindungen, insbe sondere denen der aromatischen Reihe ent halten.
Ihre Verwendbarkeit liegt in der Eigenschaft, dass diese Verbindungen bei Zimmertemperatur einen geringen Dampf druck haben und von dem- Polystyren auf genommen werden, wodurch dieses an schwillt.
Der Ableitungswiderstand des pla- stischgemachten Polystyrens soll für. das ver wendete Frequenzband nicht grösser sein als das Doppelte-des, reinen Polystyrens. In be stimmten Fällen kann der Ableitungswider- stand des Polystyrens zugunsten einer grösseren Biegsamkeit erhöht werden.
Diphenyl hat sich als besonders gut den Anforderungen eines zufriedenstellenden Mittels zum Plastischmachen entsprechend er wiesen, falls es in einer Gewichtsmenge von nicht mehr als 25 % verwendet wird.
Diese plastisch machenden Mittel können dadurch hinzugefügt werden, dass das Poly- styren in das flüssige oder geschmolzene plastisch machende Mittel eingebracht wird und dieses aufnimmt und dann mit Hilfe von Gummiwalzen so lange gemischt wird, bis es ein einheitliches Gemenge ergibt. Es kann aber auch das plastisch machende Mittel mit dem flüssigen Styren vor der Polymerisation entweder gemischt oder aufgelöst werden.
Das Polystyren ist nach der Polymerisation gleichförmig und -kann direkt in der früher beschriebenen =Weise ohne weitere Mischung verwendet werden. Unter gewissen Umstän den kann das plastisch gemachte Polystyren in der gewünschten Form auf eine Trommel ausgepresst und erst nachher auf den Mittel leiter eines koaxialen Kabels gewickelt werden.
Im folgenden Beispiel wird die Erzeu gung eines plastisch gemachten Styrens be schrieben, das insbesondere zur Verwendung als dielektrischer Abstandhalter in einem ko axialen Kabel geeignet ist.
10 Gewichtsteile Diphenyl werden in- 90 Gewichtsteilen flüssisigem ;Styren aufgelöst. Nach vollkommener Lösung wird die ent standene Flüssigkeit in ein Polymerisations- gefäss gegeben und fünf Tage lang bei einer Temperatur von 115 C polymerisiert. Die so entstandene Masse ist zum Auspressen auf die beschriebene Art geeignet.
Das für die Herstellung des Kabels ver wendete Polystyren kann aber auch mit Na turgummi oder einem andern natürlich vor kommenden Polymerisationsprodukt aus Iso- pren mit oder ohne Zusatz eines Mittels zum Plastischmachen oder einer Mischung aus solchen Mitteln vermengt werden, wobei die Biegsamkeit des Polystyrens verbessert wird, ohne dass seine dielektrischen Eigenschaften merklich verschlechtert werden.
Ob sich das plastisch machende Mittel eignet, hängt da von ab, ob ein Dampfdruck bei Zimmer temperatur klein ist und ob es durch den Gummi oder das Polystyren aufgenommen wird und diese Stoffe zum Aufquellen bringt.
Besondere geeignete Mittel zum Plastisch machen sind die mineralischen und Pflanzen wachse, z. B. Paraffin, Ceresin und Petro leumwachse oder die Hydrate und die Chlor hydrate der aromatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere solche mit niedrigem Dampf druck bei Zimmertemperatur, z. B. Diphenyl, Chlordiphenyl und Chlornaphtalin.
Es hat sich gezeigt, dass sich für das er findungsgemässe Verfahren nur solche Zu sammensetzungen eignen, die mehr als 40 Gewichtsprozente Polystyren enthalten.
Die oben beschriebenen dielektrischen Produkte können auch dadurch erzeugt wer den, dass man die Bestandteile mittelst heisser Gummiwalzen oder mit andern geeigneten Gummi-Mischapparaten mischt, bis ein gleichförmiges Erzeugnis entsteht.
Dies kann so gemacht werden, dass man zuerst das Mittel zum Plastischmachen dem Gummi oder Polystyren bei erhöhter Temperatur (über dem Schmelzpunkt bei festen Mitteln) bei mengt, indem man das kolloidale Material in dem Mittel zum Plastischmachen aufquellen lässt, wodurch es das Mittel aufsaugt, dann wird das zweite, unaufgequollene kolloidale Material bei einer Temperatur von 100 bis 120' C hinzugefügt.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung dielektrischen Materials besteht darin, dass man zuerst den Gummi in einem geeigneten Gefäss aufquellen und die erforderliche Menge von flüssigem Styren ansaugen lässt. Das Gefäss wird dann fest verschlossen und auf die gewählte Polymerisationstemperatur erwärmt, so dass das flüssige Styren in der Gummigallerte polymerisiert wird.
Nach dem Auskühlen wird das Produkt herausgenommen und auf heissen Gummi mischwalzen oder einem ähnlichen Apparat zusammen mit der erforderlichen Menge des plastisch machenden Mittels bei 100 bis 1210' C geknetet, bis ein homogenes Produkt entsteht. Dieser Vorgang kann dadurch ab geändert worden, dass man zuerst das pla stisch machende Mittel in dem flüssigen Styren auflöst und dann den Gummi in der entstehenden Lösung aufquellen lässt, bis die Flüssigkeit vollständig aufgesaugt ist.
Das Aufquellen ist gewöhnlich, innerhalb einer oder zwei Stunden beendet, wonach die Tem- peratur für die Polymerisati,on erhöht wird. Zum Schluss kann die Masse durch kurz zeitiges Kneten homogen gemacht werden. Die Höohsttemperatur der Polymerisation des flüssigen Styrene ist, falls die Polymeri- sation in Gegenwart von Gummi erfolgt, jene Temperatur, welcher Gummi ohne Schaden zu nehmen unterwarfen werden kann.
Im folgenden Beispiel wird die Erzeu gung einer plasti & chen Gummi-Polystyren- mischung beschrieben, die besonders zur Ver wendung als dielektrischer Abstandhalter in einem koaxialen Kabel geeignet .ist; die Er findung ist jedoch nicht auf die besonderen beschriebenen Bedingungen beschränkt.
5 Gewichtsteile weisses Ceresinwaehs wer den in 70 Teilen flüssigem Styren und 25 Teilen Gummi gelöst und darin zwölf Stun den zum Aufquellen gelassen, hernach in einem verschlossenen Gefäss sieben. Tage lang bei<B>115'</B> C erhitzt.
Das entstehende harte Dielektrikum wind auf Gummiwalzen bei ungefähr 12:0' C einige Minuten lang geknetet, wonach es zum Auspressen als di- elektrischer Abstandhalter in einem ko- axialen Kabel in aderbeschriebenen Art fertig ist.
Die oben beschriebenen Polystyren- und Gummimassen mit oder ohne plastisch machende Mittel können auf den Mittel leiter eines koaxialen Kabels durch ,direktes Auspressen in der bereits beschriebenen Art aufgebracht werden, so dass1 das Dielektri- kum, einen nach einer langgestreckten Schraubenlinie verlaufenden Distanzierungs- körper bildet.
Ist die Biegsamkeit des Di- elektrikums genügend gross, dann kann die Masse auch in. Formeines Stranges, Rohres, Bandes oder in einer andern- geeigneten Form unmittelbar auf eine Trommel aufgepress@t werden,
von wo aus es nach einer Schrau- benEnie verlaufend um den Mittelleiter eines koaxialen Kabels gewickelt werden kann.
Ein anderes bequemes Verfahren, die Lufträume zwischen,den Leitern- des. Kabels durch den dielektrischen Abstandhalter zu vergrössern, wenn. letzterer nach einer Schraubenlinie verlaufend um den Mittel leiter eines konzentrischen Kabels gewickelt wird,
besteht in der Umspnunung oder Um- klöpplung cles ausgepressten Stranges mit Fäden aus polymerisiertem Styren in der bereits beschriebenen Art, worauf diese Dstanzierungskörper um den Mittelleiter ge wickelt werden.