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Die Erfindung betrifft eine Koaxialleiteranordnung mit einem ersten Koaxialleiter und einem zweiten Koaxialleiter, wobei der erste Koaxialleiter und der zweite Koaxialleiter jeweils einen Innenleiter und einen Außenleiter aufweisen.
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Solche Koaxialleiteranordnungen kommen zur Übertragung von hochfrequenten elektromagnetischen Wellen zum Einsatz, wobei einzelne Koaxialleiterabschnitte unter Anderem zur Montage, Wartung, Reinigung oder Anpassung an den Produktionsprozess trennbar miteinander verbunden werden können müssen. Im Folgenden werden Koaxialleiterabschnitte beliebiger Länge als Koaxialleiter bezeichnet. Insbesondere sind damit auch kurze Koaxialleiterabschnitte erfasst, wie sie unter anderem in Steckern oder anderen Verbindungseinrichtungen ausgebildet und vorgesehen sind.
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Der erste Koaxialleiter und der zweite Koaxialleiter beispielsweise über eine Steckverbindung miteinander elektrisch leitend verbunden werden. Bekannte koaxiale Steckverbinder sind zum Beispiel BNC-Steckverbinder, welche die Koaxialleiter mit Hilfe eines Bajonettverschlusses verbinden. Der Bajonettverschluss ist dabei üblicherweise elektrisch leitend und verbindet die Außenleiter der beiden Koaxialleiter. Zur Verbindung der Innenleiter besitzt eine Seite des Steckverbinders einen Kontaktstift und die andere Seite eine entsprechende Buchse.
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Neben den beschriebenen BNC-Steckverbindern existieren zahlreiche weitere koaxiale Steckverbinder, die für unterschiedliche Einsatzzwecke konzipiert sind. Dabei werden die Innenleiter meistens in gleicher Weise über einen Kontaktstift und eine daran angepasste Buchse miteinander verbunden, wobei der Kontaktstift entweder als vorspringendes Ende des Innenleiters ausgebildet oder aber fest mit dem Innenleiter eines Koaxialleiters verbunden ist.
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Lösbare Koaxialleiterverbindungen kommen unter anderem auch in Plasmaerzeugungsvorrichtungen zum Einsatz, die mit Mikrowellen betrieben werden. Bei derartigen Vorrichtungen kann die zur Erzeugung des Plasmas erforderliche Energie über einen oder über mehrere Koaxialleiter der Reaktionskammer zugeführt werden. Zur Plasmaerzeugung mit Hilfe von hochenergetischen elektromagnetischen Wellen kommen üblicherweise Mikrowellen mit Leistungen bis ca. 20 kW zum Einsatz. Die Frequenzen der Mikrowellen liegen dabei üblicherweise im Gigahertz-Bereich, zum Beispiel bei 2,45 GHz. Bei dieser Frequenz besitzt eine sich in Luft ausbreitende Mikrowelle eine Wellenlänge von ca. 12,2 cm.
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Bei solchen über Koaxialleiter übertragenen elektromagnetischen Wellen mit hohen Leistungen treten in den Koaxialleitern starke elektrische und magnetische Felder sowie in den elektrisch leitenden Leiterbegrenzungen Wandströme auf. Der dabei zu beobachtende Skineffekt führt insbesondere in dem Innenleiter auf Grund der vergleichsweise kleinen Mantelfläche dazu, dass nur verhältnismäßig kleine Volumina des Innenleiters für die Stromführung zur Verfügung stehen. Um den Stromfluss nicht durch Widerstandsverluste in dem Innenleiter weiter zu beschränken und die Leitfähigkeit in dem für die Stromführung nutzbaren Bereich zu erhöhen, werden die Kontaktstifte der Innenleiter an den Verbindungsstellen beispielsweise versilbert oder mit einer Beschichtung aus einem anderen Material mit hoher Leitfähigkeit überzogen.
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Zur Kontaktierung der Koaxialleiter müssen die beiden Koaxialleiter in einer axialen Richtung aufeinander zubewegt werden, so dass der Kontaktstift mit der Buchse in Eingriff gebracht werden kann. Zur Demontage müssen dementsprechend die beiden Koaxialleiter in der axialen Richtung auseinandergezogen werden, um den Kontaktstift aus der Buchse zu entfernen. Für die Kontaktierung und die Trennung der Koaxialleiterverbindung muss also in axialer Richtung ein entsprechender Freiraum vorgesehen sein, um die Koaxialleiter in axialer Richtung bewegen zu können. Dies erfordert insbesondere bei starren Koaxialleitern einen erheblichen konstruktiven Mehraufwand und häufig die Demontage weiterer Anbauteile oder Komponenten, die den Koaxialleiter beinhalten oder mit diesem starr verbunden sind. Zudem können die Kontaktstifte bei der Montage bzw. Demontage der Koaxialleiter leicht beschädigt werden, wenn die Koaxialleiter nicht genau in axialer Richtung zusammengesteckt bzw. getrennt werden.
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Es wird daher als eine Aufgabe der Erfindung angesehen, eine Koaxialleiteranordnung bereitzustellen, die eine eine elektro-magnetische Welle übertragende (wellenleitende) lösbare Kontaktierung des ersten Koaxialleiters mit dem zweiten Koaxialleiter aufweist, wobei die Kontaktierung und das Lösen der Kontaktierung einfach und möglichst ohne Beschädigung des Verbindungsstifts durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Innenleiter an ihren einander zugewandten Enden jeweils eine Ausnehmung aufweisen, die sich in dem Innenleiter in axialer. Richtung erstreckt, wobei in einem Verbindungsbereich der beiden Ausnehmungen ein in den Ausnehmungen verlagerbarer Verbindungsstift aus einem elektrisch leitfähigen Material anordnenbar ist und wobei die Ausnehmung mindestens eines Innenleiters in axialer Richtung mindestens der Länge des Verbindungsstifts entspricht.
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Zur Herstellung der Kontaktierung werden der erste Koaxialleiter und der zweite Koaxialleiter beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Schraubverbindung miteinander verbunden. Dabei wird der Verbindungsstift so in den jeweiligen Ausnehmungen des ersten Koaxialleiters und des zweiten Koaxialleiters angeordnet, dass eine hochfrequente elektromagnetische Welle, deren Frequenz üblicherweise in einem Bereich von wenigen Kilohertz bis einigen Gigahertz liegt, von dem ersten Koaxialleiter zu dem zweiten Koaxialleiter übertragen werden kann. Bei dem Verbinden der Koaxialleiter kann der Verbindungsstift vollständig in einer entsprechenden Ausnehmung eines Innenleiters angeordnet sein. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Verbindungsstifts bei der Kontaktierung bzw. beim Lösen der Kontaktierung vermieden.
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Zudem müssen die beiden Koaxialleiter bei der Kontaktierung bzw. beim Lösen der Kontaktierung nicht notwendigerweise in axialer Richtung aufeinander zubewegt bzw. voneinander getrennt werden. Daher ist beispielsweise die Montage bzw. Demontage der Koaxialleiter in einer zu der axialen Richtung orthogonalen Richtung beziehungsweise in radialer Richtung möglich. Auf diese Weise ist weder ein zusätzlicher Bauraum noch die Demontage weiterer Anbauteile notwendig. Zudem können die Koaxialleiter dadurch auch einfach maschinell montiert und demontiert werden.
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Zur Herstellung der eine elektromagnetische Welle leitenden Verbindung ist weiter vorgesehen, dass der Verbindungsstift aus einer Entnahmeposition in eine Betriebsposition verlagerbar ist. Befindet sich der Verbindungsstift in der Entnahmeposition, so befindet er sich vollständig in einer der Ausnehmungen und wird so bei der Montage und Demontage geschützt. Sobald die beiden Koaxialleiter in einer Position angeordnet sind, in der eine wellenleitende Verbindung hergestellt werden soll, wird der Verbindungsstift von der Entnahmeposition in die Betriebsposition verlagert.
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Zur einfachen und zuverlässigen Festlegung der Betriebsposition kann eine der Ausnehmungen beispielsweise einen Anschlag oder eine radial nach innen vorspringende Nut aufweisen. Durch diesen Anschlag wird die Betriebsposition definiert. Sind die beiden Koaxialleiter miteinander verbunden und befindet sich eine Seite des Verbindungsstifts an dem Anschlag, so kann eine elektromagnetische Welle von dem ersten Koaxialleiter zu dem zweiten Koaxialleiter übertragen werden.
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Um den Verbindungsstift in den Ausnehmungen verlagern zu können ist weiter vorgesehen, dass eine Betätigungsvorrichtung mit dem Verbindungsstift in Wirkverbindung gebracht werden kann. Mit Hilfe dieser Betätigungsvorrichtung ist der Verbindungsstift ohne direkten Kontakt verlagerbar.
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Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, dass die Wirkverbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Verbindungsstift berührungslos ausgestaltet ist. Beispielsweise kann ein magnetischer Verbindungsstift mit Hilfe eines Permanentmagneten in den Ausnehmungen verlagert werden, der an einer Außenseite der Koaxialleiter verschiebbar gelagert ist.
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Zur Vereinfachung der Herstellung der Ausnehmungen und der Reduzierung des Herstellungsaufwands kann weiter vorgesehen sein, dass die Ausnehmung mindestens eines Innenleiters als ein in axialer Richtung durch die gesamte Innenleiterlänge führender Hohlraum ausgestaltet ist. Zur Herstellung solcher Leiter sind zahlreiche kostengünstige Verfahren bekannt.
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Zudem kann der Hohlraum auch dazu benutzt werden, die Wirkverbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung und des Verbindungsstifts herzustellen. Beispielsweise kann an einem Ende des Hohlraums eine Vakuumpumpe angeschlossen sein, mit deren Hilfe in dem Hohlraum ein Unterdruck erzeugt werden kann. Dazu müssen ein eventueller Freiraum zwischen dem Verbindungsstift und dem Innenleiter und die Leistung der Vakuumpumpe so aufeinander abgestimmt sein, dass ein entsprechender Unterdruck zuverlässig erzeugt werden kann. Der Verbindungsstift wird durch den Unterdruck in Richtung der Vakuumpumpe bewegt. Die Koaxialleiter können dann voneinander getrennt werden. Zur Verbindung der beiden Koaxialleiter kann mit Hilfe der Vakuumpumpe ein Überdruck in dem Hohlraum erzeugt werden, wodurch der Verbindungsstift wieder in die Betriebsposition verlagert werden kann.
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Bei der Verlagerung des Verbindungsstifts durch Über- und Unterdruck werden die Entnahmeposition und die Betriebsposition vorzugsweise durch Anschläge vorgegeben, um den Verbindungsstift einfach positionieren zu können.
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Um unter anderem auch eine Positionierung des Verbindungsstifts ohne Verwendung von entsprechenden Anschlägen zu ermöglichen ist weiter vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung eine mit dem Verbindungsstift in Wirkverbindung stehende Schubstange aufweist und die Schubstange innerhalb des Hohlraums verlagerbar angeordnet ist. Sind die Länge des Koaxialleiters, die Länge des Verbindungsstifts und die Länge der Schubstange bekannt, so kann der Verbindungsstift ausreichend genau innerhalb des Hohlraums positioniert werden und in die Betriebsposition bzw. die Entnahmeposition verlagert werden. Die Betätigung der Schubstange kann über einen elektromotorischen Antrieb erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Schubstange manuell bedienen zu lassen. Zur einfacheren Positionierung kann dann beispielsweise eine farbliche Markierung an der Schubstange angebracht sein, mit deren Hilfe die Betriebsposition beziehungsweise die Entnahmeposition bestimmt werden kann. Es ist auch möglich, die Schubstange lösbar mit dem Verbindungsstift in Wirkverbindung zu bringen, um die Schubstange entnehmen zu können. Auf diese Weise kann zum Beispiel zusätzlich Bauraum für weitere Komponenten gewonnen werden.
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Häufig treten bei der Übertragung der elektromagnetischen Wellen in Koaxialleiteranordnungen hohe elektrische Felder und Wandströme auf, so dass die Verbindungsstifte beispielsweise versilbert werden müssen, um eine hohe Leitfähigkeit der Verbindungsstifte zu gewährleisten und so den Stromfluss durch Ohm'sche Verluste nicht einzuschränken. Durch die Verlagerung des Verbindungsstifts innerhalb der Ausnehmungen kann diese Beschichtung durch Abrasion beschädigt werden. Durch die Kontaktierung mit Hilfe eines innerhalb der Ausnehmungen verlagerbaren Verbindungsstifts ist der einfache Austausch eines beschädigten Verbindungsstifts allerdings kostengünstig möglich.
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Eine Beschädigung der Beschichtung kann aber auch vorteilhafterweise dadurch vermieden werden, dass der Verbindungsstift in einem an die Ausnehmung in dem Verbindungsbereich des Innenleiters des ersten Koaxialleiters und/oder an die Ausnehmung in dem Verbindungsbereich des Innenleiters des zweiten Koaxialleiters angepassten Bereichs eine elektrisch nicht leitende Außenschicht aufweist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem jeweiligen Innenleiter und dem Verbindungsstift in dem Verbindungsbereich zu verhindern. Die elektromagnetische Welle wird dann von dem ersten Koaxialleiter auf den Verbindungsstift nicht konduktiv, sondern kapazitiv und/oder induktiv übertragen und von dem Verbindungsstift auf den zweiten Koaxialleiter ebenfalls kapazitiv und/oder induktiv übertragen. Da nun kein elektrisch leitender Kontakt für die Verbindung der beiden Koaxialleiter notwendig ist, kann der Durchmesser der Ausnehmungen gegenüber dem Durchmesser des Verbindungsstifts geringfügig größer ausgestaltet sein. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Dielektrikums durch Abrasion vermieden, wie sie insbesondere bei einer Bewegung eines galvanisch verbundenen Verbindungstifts innerhalb des Innenleiters durch Reibung hervorgerufen werden kann.
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Bei einer kapazitiven und/oder induktiven wellenleitenden Verbindung wird die Länge des Verbindungsstifts zweckmäßigerweise an die Wellenlänge der zu übertragenden elektro-magnetischen Welle angepasst. Beispielsweise könnte die Länge des Verbindungsstifts ein Viertel dieser Wellenlänge betragen. Bei einer Frequenz von 2,45 GHz beziehungsweise einer Wellenlänge im Bereich von 10,5 cm bis 12 cm entspricht dies einer Länge des Verbindungsstifts im Bereich von 5,25 cm bis 6 cm. Durch die Verwendung von dielektrischen Materialien innerhalb der Koaxialleiter können die Wellenlängen und damit auch die Mindestlängen der Ausnehmungen und des Verbindungsstifts beeinflusst werden.
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Da bei einer kapazitiven und/oder induktiven Verbindung in dem Verbindungsstift hohe Verschiebeströme auftreten können ist vorteilhafterweise weiter vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung und der Verbindungsstift durch ein Dielektrikum voneinander getrennt angeordnet sind, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Verbindungsstift zu vermeiden. Auf diese Weise werden eine Beschädigung der Betätigungsvorrichtung und eine Gefährdung von Personen durch Verschiebeströme vermieden, die beispielsweise auf eine elektrisch leitende Schubstange übertragen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, den Verbindungsstift elektrisch leitend mit der Schubstange zu verbinden und sowohl den Verbindungsstift als auch die Schubstange mit einer elektrisch nicht leitenden Außenschicht zu versehen. Eine besonders einfache Herstellung wird dadurch erreicht, dass der Verbindungsstift und die Schubstange einstückig ausgebildet sind. Zweckmäßigerweise weist die Schubstange einen geringeren Durchmesser auf als der Verbindungsstift und besitzt einen an die entsprechenden Anforderungen der wellenleitenden Verbindung angepassten Schubstangenabschluss, wobei ein Durchmesser des Schubstangenabschlusses im Wesentlichen dem Durchmesser des Verbindungsstifts entspricht. Auf diese Weise muss beispielsweise eine zur Betätigung der Schubstange eingesetzte Pumpe keinen Unter- bzw. Überdruck in dem gesamten Hohlraum bis zu dem Verbindungsstift erzeugen, sondern lediglich in dem Bereich des Hohlleiters von der Pumpe bis zu dem Schubstangenabschluss. Dadurch kann sowohl eine kleinere Pumpe eingesetzt werden als auch die Zeitdauer bis zu einer Reaktion des Verbindungsstifts auf eine Druckänderung verringert werden.
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Vorteilhafterweise ist weiter vorgesehen, dass die Ausnehmung in dem Verbindungsbereich des Innenleiters des ersten Koaxialleiters und/oder die Ausnehmung in dem Verbindungsbereich des Innenleiters des zweiten Koaxialleiters eine elektrisch nicht leitende Außenschicht aufweist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem jeweiligen. Innenleiter und dem Verbindungsstift in dem Verbindungsbereich zu verhindern. Bei der elektrisch nicht leitenden Außenschicht kann es sich zum Beispiel um eine keramische Beschichtung handeln. Durch die Beschichtung des Innenleiters kann der Verbindungsstift besonders kostengünstig hergestellt werden.
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Eine Modifikation des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Ausnehmung des Innenleiters des ersten Koaxialleiters und/oder die Ausnehmung des Innenleiters des zweiten Koaxialleiters eine elektrisch nicht leitende Außenschicht aufweist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem jeweiligen Innenleiter und dem Verbindungsstift in allen Bereichen der Ausnehmungen zu verhindern. Auf diese Weise kann ein erhöhter Herstellungsaufwand durch ein partielle Beschichtung vermieden werden.
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Es ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass der Verbindungsstift eine elektrisch nicht leitende Außenschicht aufweist. Dadurch ist es bei einer Beschädigung der Beschichtung einfach und kostengünstig möglich, eine elektrisch nicht leitende Verbindung durch Austausch des beschädigten Verbindungsstifts zu gewährleisten.
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Um den Verbindungsstift möglichst einfach und ohne Beschädigung in den Ausnehmungen verlagern zu können ist weiter vorgesehen, dass der Verbindungsstift und mindestens ein Hohlraum oder mindestens eine Ausnehmung jeweils eine elektrisch nicht leitende Außenschicht aufweisen, wobei die Außenschichten aus dem gleichen Material hergestellt sind. Durch die elektrische Isolierung sowohl des Hohlraums bzw. der Ausnehmungen als auch des Verbindungsstifts durch Dielektrika gleicher Härte kann durch Reibung entstehende Abrasion des Verbindungsstifts beziehungsweise der Innenleiter verringert werden.
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Vorteilhafterweise werden die elektrisch nicht leitenden Außenschichten aus einem keramischen Material hergestellt.
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Um die elektrische Isolation der Außenschichten kostengünstig herstellen zu können ist weiter vorgesehen, dass die elektrisch nicht leitenden Außenschichten durch Beschichten oder durch Eloxieren herstellbar sind.
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Zur Übertragung elektromagnetischer Wellen über eine kapazitive und/oder induktive Verbindung ist eine Anpassung der Länge des Überdeckungsbereichs zwischen dem Innenleiter und dem Verbindungsstift bezüglich der Wellenlänge der zu übertragenden elektromagnetischen Welle zweckmäßig. Daher ist vorteilhafterweise weiter vorgesehen, dass die Länge des Verbindungsstifts mindestens einem Viertel der Wellenlänge der zu übertragenden hochfrequenten elektromagnetischen Welle und vorzugsweise der halben Wellenlänge der zu übertragenden hochfrequenten elektromagnetischen Welle entspricht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Außenleiter an den einander zugewandten Enden der Koaxialleiter elektrisch galvanisch verbindbar sind. Die Außenleiter weisen eine vergleichsweise große Oberfläche auf, wodurch die störenden Skineffekte den zur Stromleitung effektiv zur Verfügung stehenden Leitungsquerschnitt nicht soweit einschränken, dass eine besonders leitfähige Beschichtung der Kontaktflächen notwendig ist. Daher kann eine einfache und kostengünstige elektrisch leitende Verbindung der Außenleiter eingesetzt werden.
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Um die beiden Koaxialleiter verschiebungsfest miteinander verbinden zu können, ist weiter vorgesehen, dass die Koaxialleiter kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbindbar sind. Die Koaxialleiter können beispielsweise mit Hilfe einer Klemmvorrichtung, einer Schraubverbindung oder eines Bajonettverschlusses kraft- bzw. formschlüssig miteinander verbunden werden.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
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1 eine exemplarische Darstellung zweier beabstandet zueinander dargestellter Koaxialleiter,
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2 eine schematisch dargestellte Schnittansicht zweier miteinander verbundener Koaxialleiter mit einem durch eine Schubstange verlagerbaren Verbindungsstift,
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3 eine schematisch dargestellte Schnittansicht zweier miteinander verbundener Koaxialleiter, wobei ein Verbindungsstift mit Hilfe eines an der Außenseite eines der Koaxialleiter angeordneten Permanentmagneten in den Ausnehmungen verlagerbar ist,
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4a eine schematisch dargestellte Schnittansicht zweier durch einen Verbindungsstift elektrisch galvanisch miteinander verbundener Innenleiter,
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4b eine schematische Schnittansicht zweier kapazitiv und/oder induktiv verbundener Innenleiter,
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4c eine schematisch dargestellte Schnittansicht zweier Innenleiter, wobei sowohl der Hohlraum des ersten Innenleiters als auch die Ausnehmung des zweiten Innenleiters mit einer elektrisch nicht leitenden Außenschicht versehen sind,
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4d eine schematisch dargestellte Schnittansicht zweier Innenleiter, wobei die Hohlräume der beiden Innenleiter und der Verbindungsstift mit einer elektrisch nicht leitenden Außenschicht versehen sind,
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5 eine schematisch dargestellte Schnittansicht zweier miteinander verbundener Koaxialleiter, wobei ein Schubstangenabschluss, die Schubstange und der Verbindungsstift elektrisch leitend verbunden sind und eine elektrisch nicht leitende Außenschicht aufweisen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Koaxialleiteranordnung 1 mit einem ersten Koaxialleiter 2 und einem zweiten Koaxialleiter 3. Die Koaxialleiter weisen jeweils einen Außenleiter 4 und einen Innenleiter 5 auf, die um eine in der Figur strichpunktiert dargestellte Mittenlinie koaxial angeordnet sind. Die Außenleiter und die Innenleiter sind durch ein Dielektrikum wie Luft oder Keramik voneinander elektrisch isoliert.
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In 2 ist schematisch eine Schnittansicht einer Koaxialleiteranordnung 1 mit einer durch die nicht dargestellte Mittenlinie der Koaxialleiteranordnung 1 führenden Schnittebene dargestellt. Die Koaxialleiteranordnung 1 weist den ersten Koaxialleiter 2 und den zweiten Koaxialleiter 3 auf. Die beiden Außenleiter 4 des ersten Koaxialleiters 2 und des zweiten Koaxialleiters 3 sind elektrisch galvanisch miteinander verbunden. Die Innenleiter 5 können mit Hilfe des Verbindungsstifts 6 induktiv und/oder kapazitiv miteinander verbunden werden. Der Verbindungsstift 6 weist eine elektrisch nicht leitende Außenschicht 7 auf. Die Außenschicht 7 besteht aus einer keramischen Beschichtung.
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Der Verbindungsstift 6 ist über eine Schubstange 8 innerhalb des Hohlraums 9 des ersten Koaxialleiters und des Hohlraums 10 des zweiten Koaxialleiters verlagerbar. Die Schubstange 8 und der Verbindungsstift 6 sind durch die nicht leitende Außenschicht 7 elektrisch voneinander isoliert. Zur Demontage der Koaxialleiteranordnung 1 muss der Verbindungsstift 6 mit Hilfe der Schubstange 8 vollständig in den Hohlraum 9 des ersten Koaxialleiters 2 verlagert werden. Anschließend kann der zweite Koaxialleiter 3 in einer zu der axialen Richtung orthogonalen Richtung entfernt werden.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Koaxialleiteranordnung 1 mit einem ersten Koaxialleiter 2 und einem zweiten Koaxialleiter 3 bezüglich einer durch eine nicht dargestellte Mittenlinie verlaufende Schnittebene. Die Außenleiter 4 des ersten Koaxialleiters 2 und des zweiten Koaxialleiters 3 sind elektrisch galvanisch miteinander verbunden. Der Innenleiter 11 des ersten Koaxialleiters 2 weist eine Ausnehmung 12 auf, deren Länge der Länge des Verbindungsstifts 6 entspricht. Befindet sich der Verbindungsstift 6 in der Entnahmeposition, so ist er vollständig in der Ausnehmung 12 positioniert. Die Entnahmeposition ist durch die Stirnfläche der Ausnehmung 12 bestimmt, die einen Anschlag 13 bildet. Die Betriebsposition ist durch den Anschlag 14 der Ausnehmung 15 des Innenleiters 16 des zweiten Koaxialleiters 3 bestimmt.
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Die Oberfläche des Verbindungsstifts 6 weist die elektrisch nicht leitenden Außenschicht 7 auf. Die elektromagnetische Welle wird von dem ersten Koaxialleiter auf den zweiten Koaxialleiter mit Hilfe einer kapazitiven und/oder induktiven Verbindung zwischen den Koaxialleitern und dem Verbindungsstift übertragen. Der Verbindungsstift 6 kann mit Hilfe des an einer Außenseite 17 des ersten Koaxialleiters 2 angeordneten Permanentmagneten 18 innerhalb der Ausnehmungen 12 und 15 zwischen der Betriebsposition und der Entnahmeposition verlagert werden. Zu diesem Zweck ist der Verbindungsstift 6 zumindest teilweise magnetisch. Der Permanentmagnet 18 bildet die Betätigungsvorrichtung.
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In 4a ist schematisch eine Schnittansicht eines ersten Innenleiters 11 und eines zweiten Innenleiters 16 dargestellt, die durch einen Verbindungsstift 6 elektrisch galvanisch miteinander verbunden werden können. Der Verbindungsstift 6 steht mit einer Schubstange 8 in Wirkverbindung. Zwischen der Schubstange 8 und dem Verbindungsstift 6 ist ein Dielektrikum 18 angeordnet, wodurch eine ungewünschte elektrische Kopplung vermieden wird. Der Innenleiter 11 und der Innenleiter 16 sind beabstandet zueinander angeordnet, so dass sich die Stirnflächen der Innenleiter nicht berühren. Durch die elektrisch leitende Verbindung des ersten Innenleiters 11 über den Verbindungsstift 6 und dem Innenleiter 16 ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Stirnseiten der Innenleiter nicht notwendig. Dadurch können geringere Anforderungen an die Herstellung der Stirnseiten der Innenleiter gestellt werden, was die Herstellungskosten weiter senkt.
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Allerdings wird eine kapazitive und/oder induktive wellenleitende Verbindung gegenüber der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten konduktiven Verbindung bevorzugt. Daher werden in den folgenden Ausführungsbeispielen unterschiedliche Ausgestaltungen der Innenleiter und des Verbindungsstifts dargestellt, die eine kapazitive und/oder induktive Kopplung ermöglichen.
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4b zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Innenleiters 11 und eines zweiten Innenleiters 16, die mit Hilfe eines elektrisch isolierten Verbindungsstifts 6 kapazitiv und/oder induktiv miteinander verbunden werden können. Der Verbindungsstift 6 steht mit einer Schubstange 8 in Wirkverbindung, wobei die Schubstange 8 und der Verbindungsstift 6 durch die elektrisch nicht leitende Außenschicht 7 des Verbindungsstifts 6 elektrisch voneinander isoliert sind. Der Innenleiter 11 und der Innenleiter 16 sind beabstandet zueinander angeordnet, so dass sich die Stirnflächen der Innenleiter nicht berühren.
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Auf diese wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Innenleitern vermieden.
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In 4c ist schematisch eine Schnittansicht eines ersten Innenleiters 11 und eines zweiten Innenleiters 16 dargestellt, wobei der erste Innenleiter 11 einen Hohlraum 9 und der zweite Innenleiter 16 eine Ausnehmung 15 aufweist. Der Hohlraum 9 und die Ausnehmung 15 sind mit einer elektrisch nicht leitenden Außenschicht 19 versehen. Der erste Innenleiter 11 und der zweite Innenleiter 16 können mit Hilfe des Verbindungsstifts 6 kapazitiv und/oder induktiv miteinander verbunden werden. Der Verbindungsstift 6 steht mit einer Schubstange 8 in Wirkverbindung. Die Schubstange 8 und der Verbindungsstift 6 sind durch ein Dielektrikum 18 elektrisch galvanisch voneinander isoliert. Die Betriebsposition des Verbindungsstifts wird durch den Anschlag 14 der Ausnehmung 15 bestimmt.
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In 4d ist schematisch eine Schnittansicht eines ersten Innenleiters 11 und eines zweiten Innenleiters 16 dargestellt, die mit Hilfe des Verbindungsstifts 6 kapazitiv und/oder induktiv miteinander verbunden werden können. Der erste Innenleiter 11 und der zweite Innenleiter 16 weisen jeweils einen Hohlraum 9 auf. Der Hohlraum 9 des ersten Innenleiters 11 und der Hohlraum 10 des zweiten Innenleiters 16 sind mit einer elektrisch nicht leitenden Außenschicht 19 versehen. Der Verbindungsstift 6 ist ebenfalls mit einer elektrisch nicht leitenden Außenschicht 7 versehen. Der Verbindungsstift 6 steht mit der Schubstange 8 in Wirkverbindung. Der Innenleiter 11 und der Innenleiter 16 sind beabstandet zueinander angeordnet, so dass sich die Stirnflächen der Innenleiter nicht berühren.
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Auf diese wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Innenleitern vermieden.
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In 5 ist schematisch eine Schnittansicht einer Koaxialleiteranordnung 1 mit einer durch die nicht dargestellte Mittenlinie der Koaxialleiteranordnung 1 führenden Schnittebene dargestellt. Die Koaxialleiteranordnung 1 weist den ersten Koaxialleiter 2 und den zweiten Koaxialleiter 3 auf. Die beiden Außenleiter 4 des ersten Koaxialleiters 2 und des zweiten Koaxialleiters 3 sind elektrisch galvanisch miteinander verbunden. Die Innenleiter 5 können mit Hilfe des Verbindungsstifts 6 induktiv und/oder kapazitiv miteinander verbunden werden.
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Der Verbindungsstift 6 ist elektrisch-galvanisch mit einer Schubstange 8 verbunden. Die Schubstange 8 weist einen Schubstangenabschluss 20 auf, der ebenfalls mit der Schubstange 8 und dem Verbindungsstift 6 elektrisch leitend verbunden sind. Der Verbindungsstift 6, die Schubstange 8 und der Schubstangenabschluss 20 sind durch die nicht leitende Außenschicht 7 elektrisch isoliert.
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Die Länge des Schubstangenabschlusses 20 ist an die jeweiligen Anforderungen der wellenleitenden Verbindung angepasst. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Länge des Verbindungsstifts 6 der halben Wellenlänge der zu übertragenden elektro-magnetischen Welle entspricht und die Länge des Schubstangenabschlusses 20 ein Viertel der Wellenlänge der zu übertragenden elektro-magnetischen Welle entspricht.
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In dem Hohlraum 21 des ersten Koaxialleiters 2 kann mit Hilfe der schematisch strichpunktiert dargestellten Pumpe 22 ein Unter- und Überdruck erzeugt werden. Auf diese Weise können der Verbindungsstift 6, die Schubstange 8 und der Schubstangenabschluss 20 innerhalb des Hohlraums 9 des ersten Koaxialleiters und des Hohlraums 10 des zweiten Koaxialleiters verlagert werden. Da die Pumpe 22 den Unter- bzw. den Überdruck im Wesentlichen in dem durch den Schubstangenabschluss 20 abgeschlossenen Hohlraum 21 erzeugen muss, reagiert der mit der Schubstange 8 und dem Schubstangenabschluss 20 verbundene Verbindungsstift 6 schneller auf Druckveränderungen in dem Hohlraum 21 als wenn auch in dem gesamten Hohlraum 9 ein Unter- bzw. Überdruck erzeugt werden müsste.
