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Verfahren zur Herstellung von koaxialen Hochfrequenzleitungen und
elektrischen Kabeln mit einem gerillten Außenleiter bzw. metallenen Kabelmantel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von koaxialen Hochfrequenzleitungen
und elektrischen Kabeln mit einem gerillten Außenleiter bzw. metallenen Kabelmantel
aus einem längsverlaufenden, rohrförmig gebogenen Band und bezweckt, die Rillen
verhältnismäßig tief auszuführen, um eine große Biegsamkeit und Druckfestigkeit
des Außenleiters bzw. Kabelmantels zu erreichen.
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Es sind Verfahren bekannt, durch welche sich schraubenförmig gerillte
Kabelmäntel in der Weise herstellen lassen, daß Bandmaterial von umlaufenden Vorratsspulen
mit Überlappung auf einen Dorn gewickelt und das so entstandene Rohr durch eine
die schraubenförmige Rillung bewirkende, aus Falzmutter und Falzschnecke bestehende
Gewindefassung vom Dorn abgezogen und zusammengestaucht wird. Nach diesem Verfahren
hergestellte Kabelmäntel sind jedoch ungeeignet, weil die Überlappungsnähte der
Bandwindungen nicht feuchtigkeitsdicht sind. Auch zur Herstellung von Außenleitern
von Koaxialkabeln läßt sich dieses Verfahren nicht gebrauchen, da infolge des relativ
hohen Übergangswiderstandes zwischen den sich überlappenden Windungen des Bandes
der Strom gezwungen ist, den langen Weg längs der schraubenförmig gewickelten dünnen
Bänder zu nehmen.
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Zur Herstellung tief gerillter Außenleiter bzw. Kabelmäntel ist es
im besonderen bekannt, ein längsverlaufendes Metallband über einer Kabelseele rohrförmig
zu biegen, die stumpf aneinanderstoßenden oder sich überlappenden Längskanten miteinander
zu verschweißen und schließlich das geschweißte Rohr in einer Rill- bzw. Wellvorrichtung
mit tiefen Rillen zu versehen, so daß ein sogenanntes Wellrohr entsteht. Der Nachteil
dieses Verfahrens ist der, daß die Wellung des Rohres hohe Materialbeanspruchungen
bedingt und daß dabei die Gefahr des Aufplatzens der Schweißnaht besteht. Zur Herstellung
von Hochfrequenzkabeln mit koaxialer Leiteranordnung und scheibenförmigen Abstandhaltern,
deren Außenleiter aus einem einzigen zu einem Rohr gebogenen Metallband bestehen,
welches zur Erhöhung der Biegsamkeit und zur Lagerung der scheibenförmigen Abstandhalter
mit Rillen bzw. Sicken versehen ist, ist es ferner bekannt, das Metallband zunächst
U-förmig vorzubiegen und in das U-förmige Metallband mittels eines geeigneten Werkzeuges
querverlaufende Rillen bzw. Sicken einzupressen, darauf den mit Isolierscheiben
versehenen Innenleiter in das U-förmige gesickte Band einzulegen und schließlich
den Außenleiter in einem Zieheisen oder in einer geeigneten Backenzange um den mit
den Isolierscheiben versehenen Innenleiter herum zum Rohr zu biegen. Auch bei diesem
Verfahren treten Schwierigkeiten beim Biegevorgang auf, insbesondere dadurch, daß
die durch die Sicken versteiften Schenkel des U-förmig vorgebogenen Bandes um den
Innenleiter herumgebogen und damit die Abstandsscheiben zu einem aktiven Teil des
Biegevorganges werden. Dies kann zur Beschädigung, eventuell zur Zerstörung der
Abstandsscheiben führen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von koaxialen Hochfrequenzleitungen
und elektrischen Kabeln mit einem tiefgerillten Außenleiter bzw. metallenen Kabelmantel
aus einem längsverlaufenden rohrförmig gebogenen Band besteht darin, daß das Metallband
so weit zu einem offenen Rohr mit teilkreisförmigem Querschnitt vorgeformt wird,
daß der durch den Spalt im Querschnitt gebildete Sektor einen Winkel von etwa 95°
aufweist, und daß darauf das offene Rohr durch eine an sich bekannte Rillvorrichtung
geführt wird, in der das offene Rohr zwischen einem inneren Gewindedorn und einer
äußeren, mit Innengewinde versehenen Mutter läuft und anschließend gestaucht wird,
worauf der isolierte Innenleiter bzw. die Kabelseele in das offene Rohr eingelegt
und das offene Rohr geschlossen wird.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die Nachteile der
bekannten Verfahren durch Reduzierung der im Außenleiter nach dem Einbringen des
Innenleiters zu leistenden Verformungsarbeit auf ein Minimum vermeiden lassen. Zu
diesem Zweck wird die Form des Außenleiters vor dem Einlegen des Innenleiters möglichst
ähnlich der Endform des Außenleiters im fertigen Kabel gemacht und der
Querschnitt
wird zur Vermeidung von Spannungsspitzen so gewählt, daß sich die Biegebeanspruchungen
möglichst gleichmäßig verteilen.
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Keines der bekannten Verfahren weist diesen Gedanken der, geringsten
Beanspruchung des Materials auf. Auch bei dem bekannten, aus einem U-förmig vorgebogenen
Metallband hergestellten Außenleiter für ein Koaxialkabel treten beim Biegen der
geraden Schenkel des U-Zörmigen Querschnittes örtlich hohe Beanspruchungen auf,
die zur Verformung der Sicken führen können. Demgegenüber besitzt ein nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren vorgebogener Außenleiter bereits einen teilkreisförmigen Querschnitt,
so daß beim anschließenden Biegen zum fertigen, geschlossenen Außenleiter keine
hohen örtlichen Beanspruchungen mehr auftreten, vielmehr wird der Querschnitt an
allen Stellen des Querschnitts gleich stark beansprucht, da lediglich eine Verringerung
des Durchmessers des kreisförmigen Rohres, jedoch keine Änderung seiner Form vorgenommen
wird.
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Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt das den Außenleiter bzw. den Kabelmantel
bildende Metallband 10 als vorgeformtes offenes Rohr. Um in das so vorgeformte Rohr
den isolierten Innenleiter bzw. die Kabelseele mit dem Außendurchmesser d (s. das
geschlossene Rohr in Fig. 2) einführen zu können, muß das vorgeformte Rohr einen
Innendurchmesser D entsprechend dem 1,355fachen des Durchmessers im geschlossenen
Zustand erhalten. Dies bedeutet, daß der durch den Spalt im Querschnitt gebildete
Sektor einen Winkel von etwa 95° aufweist und somit das Band .etwa zu einem Dreiviertelrohr
vorzuformen ist.
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Aus der Fig. 3 ist in perspektivischer Darstellung das Prinzip des
Herstellungsverfahrens ersichtlich. Das von einer nicht dargestellten Vorratstrommel
ablaufende glatte Metallband 10 wird mittels eines ebenfalls nicht dargestellten,
an sich bekannten Rollensystems od. dgl. und mittels des Formnippels 11 zu einem
offenen Rohr so weit gebogen, daß der durch den Spalt im Querschnitt gebildete Sektor
einen Winkel von etwa 95° aufweist. Das offene Rohr läuft in die Rillvorrichtung
12 ein, die in der Fig. 4 im Längsschnitt gezeigt ist und deren Prinzip dem einer
an sich bekannten Vorrichtung entspricht. Die Rillzorrichtung enthält den auf der
Spindel 13 befestigten inneren Gewindedorn 14 und die äußere mit Innengewinde versehene
Mutter 15. Durch das Hindurchführen des vorgeformten, über die Führungshülse 16
geleiteten offenen Rohres zwischen dem inneren Gewindedorn 14 und der äußeren Gewindemutter
15 wird in das offene Rohr eine schraubenlinienförmige Rille eingedrückt. Das vorgerillte
offene Rohr läuft zwischen der inneren Hülse 17 und den außen liegenden, durch die
Hülse 18 gehaltenen federnden Ringen 19 in der Herstellungsrichtung weiter, wobei
,der Vorschub des offenen Rohres durch Reibung gehemmt und das Rohr gestaucht wird,
so daß sich tiefere und engere Rillen ergeben. In der Fig.4 ist das offene Rohr
im Längsschnitt dargestellt, so daß man von diesem im oberen Teil die hintere Bandkante
in Ansicht sieht. In das offene tief gerillte Rohr wird der in bekannter Weise mit
Distanzscheiben 20 versehene Innenleiter 21 eingeführt, worauf das Rohr mittels
mehrerer Formwalzen 22 geschlossen wird. Durch eine ein- oder mehrfache Haltebandwicklung
23 kann das Rohr geschlossen werden. Bei einem Außenleiter dient die Haltebandwicklung
gleichzeitig für Abschirmungszwecke. Läuft das offene, etwa Dreiviertelrohr achsparallel
durch die Rillvorrichtung, so sind die Rillen an den Längskanten um etwa ein Viertel
der Rillenperiode gegeneinander versetzt. Die Bandkanten können also stumpf aneinanderstoßen,
ohne daß die Gefahr eines gegenseitigen Übereinanderschiebens der Bandkanten besteht.
Man hat es aber in der Hand, die gegenseitige Versetzung der Rillen bzw. eine Verschiebung
der Längskanten, d. h. die gegenseitige Phase der Rillung der beiden Bandkanten,
beliebig einzustellen, indem man das Band leicht schräg bzw. mit schwachem Drall
und entsprechender Drallrichtung durch die Rillvorrichtung laufen läßt und das gerillte
offene Rohr nach Verlassen der Rillvorrichtung in die achsparallele Lage zurückdreht.
Die erforderlichen Verdrallungen sind sehr gering und entsprechen etwa Drall- bzw.
Schlaglängen von einigen Metern. Auf diese Weise kann man sowohl eine wendelförmige
als auch eine ringförmige Rillung im fertigen Rohr erzielen. Dies ist wichtig für
den Fall, daß man die Bandkanten nicht stumpf gegeneinanderstoßen, sondern überlappen
lassen will, um sie anschließend beispielsweise verlöten zu können.
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Für den Fall, daß die gerillten Längskanten des Bandes nach dem Rillverfahren
in Überlappung gebracht und miteinander verlötet oder verschweißt werden, ist es
zweckmäßig, die Rillen mit geraden Flanken 24 auszuführen, wie dies aus der Fig.
5 hervorgeht. Zweckmäßig beträgt die Flankenneigung der Rillen etwa 45 bis 65° gegenüber
der Rohrachse.
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Werden die Rillen mit steileren Flanken ausgeführt, um eine noch größere
Quersteifigkeit und Biegefähigkeit zu erhalten, muß im Überlappungsbereich der Bandkanten
noch eine nachträgliche Verformung vorgenommen werden. Wie in der Fig.6 durch einen
Schnitt durch die im Überlappungsbereich in Abstand gehaltenen Bandkanten in vergrößertem
Maßstab angedeutet, werden - nachdem das offene Rohr die Rillvorrichtung verlassen
hat -in bekannter Weise bei der oberen Bandkante die nach außen gerichteten Rillen
25 verbreitert und die nach innen gerichteten Rillen 25' schmaler gemacht, während
bei der unteren Bandkante umgekehrt die nach außen gerichteten Rillen 26 schmaler
und die nach innen gerichteten Rillen 26' breiter gemacht werden. Dies kann beispielsweise
mittels Zahnräder, Walzen od. dgl. geschehen. Auf diese Weise überlappen sich die
gewellten Bandkanten ineinanderpassend, so daß gegebenenfalls eine Verlötung der
Bandkanten im Überlappungsbereich vorgenommen werden kann.
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Es kann zweckmäßig sein, das Band aus mehreren dünnen Bändern zu schichten.
Dadurch wird bei gleicher Gesamtdicke die Biegefähigkeit des Rohres erhöht, ohne
seine Druckfestigkeit zu vermindern, und ferner der Vorgang des Rillens erleichtert.
Die Schichtung kommt in erster Linie für Rohre mit stumpf gegeneinander stoßenden
Bandkanten in Frage. Bei der Schichtung durch Falten eines Bandes oder mehrerer
Bänder doppelter Breite2nd an Stelle nd bei nicht gefaltetem Band oder auch in anderer
Faltungsart kann diese jedoch auch bei dicht zu verlötenden Mänteln angewendet werden,
wobei an der Überlappungsstelle die gefaltete Kante außen liegt. Dies deutet die
Fig.7 an, wonach das Rohr aus einem dünnen längsverlaufenden Band 27 besteht, das
in der Mitte gefaltet ist, so daß ein zweischichtiges Band entsteht. Wie ersichtlich,
liegt die in der Mitte des Bandes verlaufende Faltkante 27' außen, um die Abdichtung
durch Lötung zu erleichtern und auch eine Abdichtung der beiden Bandschichten gegeneinander
zu
gewährleisten. Die Schichtung kann aus Bändern verschiedenen Materials vorgenommen
werden, z. B. bei Außenleitern innen aus Kupfer und außen aus Eisen. Durch abwechselnde
Schichtung aus Kupfer- und Eisenbändern -lassen sich ferner elektromagnetische Schirme
extrem hoher Schirmdämpfung herstellen. Gefaltete Bänder können innen eine Aluminiumeinlage
erhalten, wobei jedoch die Verlötung von Kupfer mit Kupfer oder Eisen mit Eisen
erhalten bleibt.