DE2012572B2

DE2012572B2 - Verfahren zur herstellung eines aufwickelbaren hohlleiters

Info

Publication number: DE2012572B2
Application number: DE19702012572
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr.-Ing 3000 Hannover Wägele
Original assignee: Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, 3000 Hannover
Priority date: 1970-03-17
Filing date: 1970-03-17
Publication date: 1977-11-03
Also published as: FR2083334A1; NO130250B; DE2012572C3; ZA711458B; DK131587C; US3692063A; BE761423A; NL144782B; DK131587B; JPS5431189B1; AT301650B; NL7102259A; GB1301992A; CA927942A; CH512828A; FR2083334B1; DE2012572A1; SE365351B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aufwickelbaren Hohlleiters zur Übertragung elektromagnetischer Wellen, bei dem zunächst ein elektrisch gut leitendes Metallband in Längsrichtung zu einem Rohr geformt wird, dessen aneinanderstoßende Kanten miteinander verschweißt werden und bei dem danach außen auf das Rohr eine der mechanischen Verstärkung .dienende Schicht aufgebracht wird. (DT-PS 9 69 461). 5<>

Es ist bereits bekannt, zur Übertragung von Mikrowellen, beispielsweise von einem Empfänger oder Sender zu einer Antenne, Hohlleiter oder Koaxialkabel zu verwenden. Besteht die Forderung, daß diese Übertragungselemente flexibel bzw. trommelbar sind, so hat man bisher vorzugsweise Koaxialkabel verwendet. Solche Koaxialhebel sind in ihrer Anwendungsmöglichkeit jedoch auf die Übertragung von für die moderne Technik verhältnismäßig niedrigen Frequenzen beschränkt; für die Übertragung hoher Frequenzen, z. B. im Gigahertzbereich, ist bei wirtschaftlich und räumlich tragbaren Abmessungen ihre Dämpfung zu hoch; eine ausreichende Vergrößerung ihrer Abmessungen isi aber aus technischen Gründen nicht möglich, weil mit Vergrößerung der Abmessungen die Grenzfrequenz sinkt; außerdem besteht bei größeren Kabeln erhöht die Anregungsmöglichkeit von Störmoden, die wiederum die Dämpfung unzulässig erhöhen wurden.

Aus wirtschaftlichen und technischen Gründen müssen also als Übertragungselemente vom Sender oder Empfänger zur Antenne bei hohen Frequenzen Hohlleiter eingesetzt werden. Es sind schon Versuche angestellt worden, einen flexiblen runden Hohlleiter, welcher auftrommelbar ist, zur Übertragung von Mikrowellen zu benutzen. Hierbei wurde der gewellte Außenleiter eines Koaxialkabels ohne den Innenleiter und die für diesen Innenleiter erforderlichen Halterungen verwendet. Zur Erzielung einer ausreichenden Flexibilität muß bei einem solchen Wellrohrleiter die Wellung eine bestimmte Tiefe besitzen. Dadurch können aber unerwünschte Schwingungsmoden angeregt werden, bzw. die eingespeiste linear polarisierte Welle kann in zwei Komponenten aufgespalten werden. Das ergibt eine Drehung der Polarisationsrichtung, die längen- und krümmungsabhängig ist und stark dämpfend wirkt. Außerdem ist sowohl die Aufspaltung in zwei Komponenten wie auch die Drehung der Polarisationsrichtung stark von der Frequenz abhängig. Wenn also über ein solches Element ein breites Frequenzband übertragen werden muß, so ist eine Auskoppelung der eingespeisten Energie ohne große Verluste schwer möglich.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bereits bekannt .DT-PS 11 93 124), im Querschnitt elliptische Wellrohrhohlleiter einzusetzen, deren elliptischer Querschnitt bei genauer Anpassung an die zu übertragenden Wellenmoden deren Polarisationsebene stabilisiert. Solche elliptischen Wellrohrhohlleiter sind aber teuer in der Herstellung, wodurch ihr Einsatz aus wirtschaftlichen Gründen beschränkt ist.

Durch die DT-OS 15 40 196 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Kabels zur Übertragung von Hochfrequenz bekanntgeworden. Der Außenleiter eines Koaxialkabels, der prinzipiell auch als Hohlleiter verwendet werden könnte, wird hier durch die Umformung eines Schichtwerkstoffes aus einer Metallschicht und einer aufgeklebten Kunststoffschicht hergestellt. Bei der Formung solcher Schichtwerkstoffe zum Rohr ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten, weil die äußere Schicht dieses Schichtwerkstoffes relativ weich ist. Ein solches Gebilde läßt sich nur unter sehr großen Schwierigkeiten zu einem Rohr formen, das eine so große Querschnittsgenauigkeit hat, wie sie für Hohlleiter gefordert wird. Bei Hohlleitern kommt es nämlich nicht nur darauf an, daß deren Oberfläche möglichst glatt ist, sondern sie müssen auch eine über die gesamte Länge gleichbleibende Querschnittsform mit großer Konstanz aufweisen, da sich sonst Reflexionen und Anregungen anderer Wellenrnoden ergeben, die die zu übertragende Welle stark bedampfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines auftrommelbaren Hohlleiters beliebiger Querschnittsform anzugeben, bei welchem eine ungünstige Beeinflussung der zu übertragenden Wellen nicht auftritt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zuerst ein einschichtiges Metallband dünner Wandstärke so zum Rohr geformt wird, daß die aneinanderstoßenden Kanten zu einem längsverlaufenden Steg nach außen abgebogen werden, daß anschließend die der Rohroberfläche abgekehrten Enden des Steges miteinander gasdicht unter Schutzgas durch Lichtbogen verschweißt werden, daß weiterhin dieser Steg bis zur Anlage an der Oberfläche umgebogen wird, und daß schließlich im gleichen Arbeitsgang auf die Rohroberfläche ein auf ihr fest haftendes thermoplasti-

sches Polymer und darüber ein auf dem Polymer fest haftender Kunststoffmantel aufgebracht werden.

Ein auf diese Weise hergestelltes Rohr kann an seiner liinenoberfläche glatt produziert werden und ist daher zur Fortleitung hochfrequenter Wellen bestens geeignet. Dem dünnen Metallband wird durch den Kunststoffmantel und durch den mit Hilfe des Polymers hergestellten festen mechanischen Verbund die erforderliche mechanische Festigkeit gegeben, welche sicherstellt, daß die vorgegebene Form des Hohlleiters auch bei vergleichsweise erheblicher mechanischer Beanspruchung durch Auf- oder Abtrommeln oder Biegen während der Verlegung erhalten bleibt.

Der Querschnitt des Hohlleiters ist beliebig. So können mit dem Verfahren nach der Erfindung besonders leicht Hohlleiter mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt hergestellt weiden. Es ist jedoch auch möglich, quadratische oder rechteckige Hohlleiter herzustellen. Als Material für das dünne Metallband eignen sich besonders Aluminium und Kupfer. Es kann jedoch auch jedes beliebige, für den gedachten Zweck geeignete Material eingesetzt werden. Die sich durch die Stegbildung ergebende längs verlaufende Nut stört die Übertragung der HF-Energie in keiner Weise, da die übertragenen Wellen sowieso polarisiert sind. Es ergibt sich durch diese Nut unter Umständen noch der weitere Vorteil, daß diese Nut als Leitlinie für die zu übertragenden Wellen verwendet werden kann.

Die Stabilität eines solchen Hohlleiters ist für die Verlegung und für seinen Transport ausreichend, da der Hohlleiter eine recht erhebliche Querstabilität hat und daher um bestimmte Radien gebogen werden kann, ohne daß eine bleibende Verformung auftritt. Der entscheidende Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich auf diese Weise ein Hohlleiter in einfacher Fertigung herstellen läßt, die einen relativ billigen Hohlleiter ergibt.

Der Hohlleiter kann weiterhin in nahezu beliebiger Länge hergestellt werden, und er kann montagefertig konfektioniert mit entsprechend den Verlegeanforderun^en individuell ausgeformten Krümmungen oder Biegungen geliefert werden, was wiederum die Montagekosten nennenswert verbilligt. Die Ausformung der Krümmungen kann auch auf der Baustelle vorgenommen werden, so daß der Hohlleiter Wie ein elektrisches Kabel verlegt werden kann. Der Vorteil gegenüber der bisher üblichen starren Hohlleitern mit Winkelstücken,

ίο die genau vorgeplant werden müssen, liegt auf der Hand

Ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohlleiters ist in der Zeichnung dargestellt, welche einen Querschnitt durch den Hohlleiter wiedergibt, der im gewählten Ausführungsbeispiel '-.reisrunden Querschnitt hat, jedoch auch beispielsweise eine elliptische oder rechteckige oder eine andere Querschnittsform haben kann.
Mit 1 ist das den eigentlichen Hohlleiter darstellende Metallband bezeichnet, das in einem kontinuierlichen Fertigungsprozeß zu einem Rohr geformt ist, dessen radial hochgestellte Kanten einen Steg 4 bilden, der an seinem der Rohroberfläche abgekehrten Ende gasdicht verschweißt ist. Der Steg 4 ist bis zur Auflage auf der Rohroberfläche umgebogen. Auf dieses so zum Rohr geformte Metallband 1 werden im gleichen Arbeitsgang die Polymerschicht 2 und der äußere Kunststoffmantel 3 derart aufgebracht, daß die Außenfläche des Metallbandes über die Polymerschicht als Haftvermittler mit dem äußeren Kunststoffmantel 3, welcher beispielsweise aus Polyäthylen besteht, innig und mechanisch fest verklebt ist.

Als Material für das Metallband eignen sich besonders Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder Kupfer, wobei das Band eine Stärke von höchstens 0,3 mm haben soll. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, Metallbänder von weniger als 0,2 mm und als Polymer eine Copolymer des Äthylens zu verwenden, welches mit Monomeren angereichert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Hohlleiters zur Übertragung elektromagnetischer Wellen, bei dem zunächst ein elektrisch gut leitendes Metallband in Längsrichtung zu einem Rohr geformt wird, dessen aneinanderstoßende Kanten miteinander verschweißt werden, und bei dem danach außen auf das Rohr eine der mechanischen Verstärkung dienende Schicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein einschichtiges Metallband (1) dünner Wandstärke so zum Rohr geformt wird, daß die aneinanderstoßenden Kanten zu einem längsverlaufenden Steg (4) nach außen abgebogen werden, daß anschließend die der Rohroberfläche abgekehrten Enden (5) des Steges (4) miteinander gasdicht unter Schutzgas durch Lichtbogen verschweißt werden, daß weiterhin der Steg (4) bis zur Anlage an der Rohroberfläche umgebogen wird, und daß schließlich im gleichen Arbeitsgang auf die Rohroberfläche ein auf ihr fest haftendes thermoplastisches Polymer (2) und darüber ein auf dem Polymer (2) fest haftender Kunststoffmantel (3) aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallband (1) ein Band aus Aluminium, aus einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer mit einer Stärke von höchstens 0,3 mm vorzugsweise weniger als 0,2 mm, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer (2) ein Copolymer des Äthylens verwendet wird, welches mit Monomeren angereichert ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmantel (3) aus Polyäthylen besteht.