DE1297722B

DE1297722B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines gewellten Hohlleiters elliptischen Querschnitts

Info

Publication number: DE1297722B
Application number: DE1962H0044763
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst; Dipl-Ing Guenter; Dr-Ing Guenther; Lehnert; Moehring; Scheffler
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1962-02-01
Filing date: 1962-02-01
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1033302A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmig gewellten Hohlleiters elliptischen Querschnitts und beliebiger Länge in einem kontinuierlichen Ablauf.
Zur Übertragung polarisierter elektromagnetischer Wellen sehr hoher Frequenz werden meist Hohlleiter kreisförmigen, ovalen oder rechteckförmigen Querschnitts verwendet, die zwecks besserer Verlegung und Transportierbarkeit durch Wellung der Hohlleiterwandung flexibel gemacht sind. Von den verschiedenen Querschnittsausführungen haben sich dabei hauptsächlich die Hohlleiter ovalen oder elliptischen Querschnitts durchgesetzt, da bei einem gewellten Hohlleiter kreisförmigen Querschnitts eine Anregung unerwünschter Schwingungsmoden bzw. eine Aufspaltung der eingespeisten polarisierten Welle in zwei Komponenten begünstigt wird, was eine Auskopplung der eingespeisten Energie ohne große Verluste unmöglich macht.
Es ist bekannt, die Herstellung solcher gewellter Hohlleiter so vorzunehmen, daß ein in Längsrichtung gewelltes Metallband auf einen Dorn aufgewickelt wird, wobei sich die einzelnen Bandkanten überlappen, so daß ein Hohlleiter mit gewellter Wandung und einer Querschnittsfläche entsprechend dem benutzten Dorn entsteht. Ein solches Verfahren ist für Hohlleiter kreisförmigen, ovalen oder rechteckförmigen Querschnitts in gleicher Weise geeignet. Es hat jedoch den Nachteil, daß die sich überlappenden Bandkanten zueinander einen schlechten Kontakt besitzen, so daß sich die Längsströme und damit die elektromagnetische Welle nicht ungehindert fortpflanzen kann, sondern eine gegenüber dem Normalhohlleiter erhöhte Übertragungsdämpfung auftritt, die von den einzelnen Übergangswiderständen an den sich überlappenden Bandkanten herrührt. Auch durch Aufbringen eines Kunststoffmantels oder einer Bandierung können diese Übergangswiderstände nur unwesentlich verkleinert und damit die Dämpfung nur unwesentlich vermindert werden.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Herstellen eines schraubenförmig gewellten Hohlleiters in einem kontinuierlichen Ablauf besteht darin, ein beispielsweise mit einer Aluminiumpresse gepreßtes Rohr unmittelbar anschließend an den Preßvorgang um die Hohlleiterlängsachse zu tordieren. Ein solcher Hohlleiter ist jedoch elektrisch absolut instabil, da es nicht möglich ist, die Tordierung vollkommen gleichmäßig-, durchzuführen, wie es für einen elektrisch stabilen Hohlleiter unabdingbare Voraussetzung ist.
Es ist weiterhin bekannt, Metallrohre aus einem Band zu formen und mit einer Längsnaht zu verschweißen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, Hohlleiter elliptischen Querschnitts in beliebiger Länge und in einem kontinuierlichen Ablauf herzustellen, die sowohl gute übertragungseigenschaften und gute mechanische Eigenschaften besitzen sollen als auch leicht und einfach gefertigt werden können.
Die Lösung besteht darin, daß aus einem Metallband ein Rohr geformt, längsnahtverschweißt, gewellt und anschließend zu elliptischem Querschnitt verformt wird.
Messungen an einem solchen erfindungsgemäß gefertigten Hohlleiter haben ergeben, daß die elektrischen Eigenschaften praktisch ,gleich denen eines glatten Rechteckhohlleiters sind und daß die mechanischen und elektrischen Verhältnisse infolge der Quersteifigkeit des erfindungsgemäß gefertigten Hohlleiters auch nach mehrfachem Auf- und Abtrommeln des Hohlleiters praktisch unverändert bleiben, vorausgesetzt, daß der Biegeradius nicht zu klein gewählt wird.
Um den Hohlleiter vor Korrosion und mechanischen Beschädigungen zu schützen, ist es zweckmäßig, wenn der fertige Hohlleiter mit einem die Wellentäler ausfüllenden Kunststoffmantel umhüllt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einer Formstufe, in der das Metallband zum Rohr verformt wird, einer die Längsnaht des Rohres verschweißenden Schweißeinrichtung, einer Welleinrichtung, die das verschweißte Rohr schraubenförmig wellt, und einer Kalibriereinrichtung, in der das gewellte und verschweißte Rohr seinen elliptischen Querschnitt erhält. Zwecks Erreichung einer über die Gesamtlänge des Hohlleiters gleichmäßigen Querschnittsform und damit zur Vermeidung von Reflexionen ist eine möglichst gleichmäßig stoß- und knickfrei arbeitende Kalibriereinrichtung unerläßlich. Sie besteht daher am zweckmäßigsten aus zwei ausgewuchteten Rädern mit einem gegenüber dem zu formenden Rohrdurchmesser sehr großen Durchmesser und mit einer dem zu formenden Ellipsenquerschnitt entsprechenden Auskehlung des Außenumfangs. Die Räder sind frei umlaufend, lotrecht übereinander in einem Lagerbock dergestalt gelagert, daß sie sich am Umfang in der waagerechten Rohrachsenebene nahezu oder soeben gegenseitig berühren.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung seien an Hand von Figuren beschrieben, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen. Insbesondere zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung, F i g. 2 Querschnitte durch die Einlaufbuchse und die Auslaufführung, F i g. 3 eine Teilseitenansicht der Räder der Kalibriereinrichtung.
Das flache Metallband 2 wird mittels der Abzugsvorrichtung 5 der Wellmantelmaschine W von der Bandspule 1 abgezogen und auf dem Formtisch 3 in einer an sich bekannten Weise zum Schlitzrohr kreisförmigen Querschnitts geformt. Die stumpf aneinanderstoßenden Längskanten des Schlitzrohres werden bei S, beispielsweise mittels elektrischen Lichtbogens, verschweißt und das so erhaltene Rohr wird im Weller 6 schraubenförmig gewellt. Das kreisförmige Wellrohr 7 läuft durch die kreisförmige Einlaufbuchse 11 in die Kalibriervorrichtung 8 und wird dort elliptisch verformt. Der elliptische Hohlleiter 9 wird alsdann, _ gegebenenfalls nach Ummanteln mit einem glatten abriebfesten Kunststoffmantel mittels der Kunststoffspritze K bei 10 aufgetrommelt.
Die Kalibriervorrichtung 8 besteht aus dem Lagerbock 17, in dem zwei ausgewuchtete Räder 13 und 14 mit einem gegenüber dem zu formenden Rohrdurchmesser sehr großen Durchmessers und mit einer dem zu formenden Ellipsenquerschnitt entsprechenden Auskehlung 13 a,14 a des Außenumfanges frei laufend lotrecht übereinander so aufgehängt sind, daß sie sich am Umfang in der waagerechten Rohrachsenebene gegenseitig nahezu oder soeben berühren. Jedes Rad 13 bzw.14 ist am Umfang halbellipsenförmig ausgekehlt, und zwar vorzugsweise derart, daß die kleine Ellipsenachse in der Lotrechten liegt. Die Auskehlung des Radumfanges kann grundsätzlich auch so liegen, daß die große Ellipsenachse in der Lotrechten liegt, jedoch ist dann die Gefahr eines Einknickens des Wellrohres bzw. einer ungleichmäßigen Verformung größer.
Wie oben bereits erwähnt, muß das Wellrohr möglichst gleichmäßig verformt werden. Eine Idealverformung des Wellrohres wäre theoretisch dann erreicht, wenn der Durchmesser der Räder 13,14 gleich Unendlich wäre. Da dies technisch nicht zu verwirklichen ist, muß der Raddurchmesser gegenüber dem Durchmesser des zu formenden Rohres möglichst groß gewählt werden. Versuche haben ergeben, daß ein Verhältnis Raddurchmesser: Rohrdurchmesser > 40 : 1 ausreicht, um eine gleichmäßige Verformung zu erreichen.
Die Radlager 15, 16 sind in dem Lagerbock 17 in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise in der Lotrechten höhenverstellbar, um die Lage der Räder der Achse des durchlaufenden Wellrohres anpassen zu können und um den Abstand der Räder zueinander in gewissen Grenzen zwecks Formung unterschiedlicher Ellipsenquerschnitte verändern zu können.
Um ein Scheuern oder Kratzen des Wellrohres in der Einlaufbuchse 11 bzw. der Auslaufführung 12 zu verhüten, sind Einlaufbuchse und Auslaufführung mit einem abriebfesten, gleitfähigen Kunststoff, wie z. B. hochmolekularem Polyäthylen, ausgefüttert, oder sind gegebenenfalls aus einem solchen Kunststoff gefertigt.
Die Erfindung schafft die Möglichkeit, Hohlleiter herzustellen und zu verwenden, die trommelbar sind, ohne daß sich durch das Auf- und Abtrommeln die mechanischen und elektrischen Verhältnisse des Kabels verändern. Dadurch eignet sich das erfindungsgemäße Kabel insbesondere zum Aufbau mobiler Richtfunkstrecken. Zur Verlegung als Festkabel, z. B. als Antennenzuleitung in Sendetürmen und ähnlichen Verwendungszwecken, kann das erfindungsgemäße Kabel am Montageort von der Transporttrommel abgezogen und nach Verlegung auf Länge abgeschnitten werden. Es ist dann lediglich die übliche Anpassung an den jeweils vorhandenen Geräteeingang oder -ausgang mittels üblicher übergangsstücke herzustellen. Biegungen oder Krümmungen des Kabels sind ohne Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines schraubenförmig gewellten Hohlleiters elliptischen Querschnitts und beliebiger Länge in einem kontinuierlichenAblauf,dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Metallband ein Rohr geformt, längsnahtverschweißt, gewellt und anschließend zu elliptischem Querschnitt verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fertige Hohlleiter mit einem die Wellentäler ausfüllenden Kunststoffmantel umhüllt wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bestehend aus einer das Metallband zum Rohr verformenden Formstufe, einer Schweißeinrichtung und einer Weheinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Materialfluß hinter der Welleinrichtung eine den elliptischen Querschnitt des Hohlleiters erzeugende Kalibriereinrichtung angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriereinrichtung aus zwei ausgewuchteten Rädern mit einem gegenüber dem zu formenden Rohrdurchmesser sehr großen Durchmesser und mit einer dem zu formenden Ellipsenquerschnitt entsprechenden Auskehlung des Außenumfangs besteht, wobei die Räder frei umlaufend und lotrecht übereinander in einem Lagerbock dergestalt gelagert sind, daß sie sich am Umfang in der waagerechten Rohrachsenebene nahezu oder soeben gegenseitig berühren.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserverhältnis der Räder der Kalibriereinrichtung zum Rohr mindestens 40 : 1 ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Räder in der Lotrechten verstellbar ist und daß der Umfang dergestalt halbellipsenförmig ausgekehlt ist, daß die kleine Ellipsenachse in der Lotrechten liegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine in Durchlaufrichtung des Rohres vor der Kalibriereinrichtung liegende, kreisförmige Einlaufbuchse und eine in Durchlaufrichtung hinter der Kalibriereinrichtung liegende Auslaufführung zur Abstützung und Führung des Rohres. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaufbuchse und Auslaufführung aus einem abriebfesten Kunststoff, wie z. B. hochmolekularem Polyäthylen, bestehen oder mit einem solchen Kunststoff ausgefüttert sind.