DE2120830C - Wellenleiter mit zylindrischer Wendel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellenleiter mit wenigstens einer zylindrischen Wendel, die aus mehreren Wicklungen besteht, deren jede aus einem streifenförmigen isolierten Leiter gewickelt ist.

Es sind bereits wendeiförmige Wellenleiter bekannt, bei welchen die aus einem isolierten leitenden Draht gebildete Wendel, deren Windungen gut ausgerichtet sind und dicht nebeneinander liegen, in eine Muffe aus thermoplastischem Harz eingebettet ist. Der die Wendel bildende Draht hat kreisförmigen Querschnitt, so daß eine auf den Wellenleiter plötzlich ausgeübte Belastung, die beispielsweise dadurch hervorgerufen wird, daß während der Verlegung des Wellenleiters eine Bedienungsperson auf ihn tritj, eine Quetschung von bleibender Art erzeugt, welche die geometrische Perfektion nachteilig beeinflußt, die bei Wellenleitern erforderlich ist, um eine wirksame Übertragung zu gewährleisten, und welche unkontrollierte und unerwünschte Wellentypen entstehen läßt, die von der Grundwelle verschieden sind.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 036 341 sind

ίο ferner Wellenleiter bekannt, die aus aneinandergereihten Ringen oder aus einem zu einer Wendel geformten Runddraht aufgebaut sind. Auch können ein oder mehrere Flachbänder nebeneinander hochkant zu einer oder mehreren Wendeln geformt werden, wobei zwischen den Ringen bzw. den Windungen der Wendel schmale Schlitze liegen. Auch hierbei tritt bei mechanischer Querbelastung eine bleibende Verformung der Ringe oder Wendel auf.
Ein Hohlleiter, der aus Metallringen mit hoch-

ao kantigem Profil aufgebaut ist und dessen einzelne

Leiter, z. B. mittels einer Lackschicht, gegeneinander

isoliert sind, ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 U27 744 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

as biegsamen wendeiförmigen Wellenleiter zu schaffen, dessen Windungen gut gespannt sind, dicht nebeneinander liegen und der einem Quetschen einen beträchtlichen Widerstand entgegensetzt, ohne seine Biegsamkeit zu verlieren.

Dies wird bei einem Wellenleiter eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Streifen jeder Wicklung an seiner einen Fläche mit dem benachbarten Streifen längs wenigstens einer Spirallinie in Berührung steht und an sei-

ner anderen Fläche mit dem benachbarten Streifen längs wenigstens einer Spirallinie in Berührung steht, die einen Durchmesser hat, der von dem Durchmesser der vorgenannten Spirallinie derart verschieden ist, daß zwischen den Windungen ein Zwischenraum vorhanden ist, der eine freie elastische Verformung des Querschnitt; des Streifens jeder Wicklung ermöglicht.

Vorzugsweise sind eine oder mehrere der die Wendel bildenden Wicklungen mit einem Streifen gebildet, der im Querschnitt gemäß einem Kreisbogen gewölbt ist. Hierbei können die Streifen von zwei aufeinanderfolgenden Wicklungen im Querschnitt gemäß Kreisbögen entgegengesetzter Krümmung gewölbt sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Wellenleiters nach der Erfindung weist wenigstens der Streifen einer Wicklung im Querschnitt zwei ebene Stücke auf, die miteinander einen stumpfen Winkel bilden und miteinander durch ein gebogenes Stück verbunden sind.

Zweckmäßig ist die Wendel vorgespannt, wenn sich der Wellenleiter im Zustand mechanischer Ruhe befindet.
Der isolierte Leiter kann aus einem Streifen aus emailliertem Kupfer oder Aluminium bestehen. Vorzugsweise hat der Streifen eine Dicke in der Größenordnung von 0,1 bis 0,4 mm.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine Teillängsschnittansicht einer Ausführungsform eines biegsamen Wellenleiters gemäß der Erfindung, bei welchem die Wendel aus mehreren Streifenwicklungen besteht, wobei die Streifen

eben sind und jeder Streifen an jeder seiner Flächen nachbarten Streifen 15 längs zweier Spirallinien und

mit dem benachbarten Streifen längs einer einzigen an seiner anderen Fläche mit dem Streifen 15 längs

Spirallinie in Berührung steht; einer einzigen Spirallinie in Berührung. Bei der dar-

F ig. 2 ist eine Teillängsschnittansicht einer Aus- gestellten Ausführungsfonn liegen die Kriimmungs-

fühmngsform des Wellenleiters gemäß der Erfin- 5 mittelpunkte der Streifen, welche jede Windung so-

dung, bei welchem die Wendel aus mehreren Wick- wohl der ersten als auch der zweiten Wicklung bil-

lungen von Streifen besteht, die gewölbt sind; den, sämtlich miteinandeir in Ausrichtung, jedoch

Fig.3 gibt im Teillängsschnitt eine weitere Aus- könnten offensichtlich auch Wellenleiter gemäß der

fiihrungsform des Wellenleiters gemäß der Erfindung Erfindung erhalten werden, welche dieser Forderung

wieder, bei dem jede Räche des Streifens jeder io nicht entsprechen.

Wicklung mit dem benachbarten Streifen längs we- F i g. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des

nigstens zweier Spirallinien in Berührung steht; Wellenleiters mit einer aus zwei Wicklungen beste-

F ig. 4 zeigt eine weitere Arsmhrungsform des henden Wendel, die aus Streifen 15 und 15' gebildet

Wellenleiters gemäß der Erfindung; sind, welche verschiedene Krümmungen haben und

Fig.5 gibt eine weitere Ausführungsform des 15 mit gleicher Orientierung angeordnet sind, d. h., daß

Wellenleiters gemäß der Erfindung wieder, bei dem die Krümmungen gleichsinnig gerichtet sind. Auch in

wenigstens ein Streifen eben i&t. diesem Fall berührt der Streifen 15' an seiner einen

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind Fläche den benachbarten Streifen 15 längs einer ehi-

gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. zigen Spirallinie und an seiner anderen Fläche den

Der in F i g. 1 im Teillängsschnitt wiedergegebene ao Streifen 15 längs zweier Spirallinien von verschiede-

Wellenleiter 10 weist eine zylindrische Wendel 11 nem Durchmesser. Das gleiche trifft für die Ausfüh-

auf, die aus einem hochkant gewickelten Streifen ge- rungsformen gemäß F i g. 4 und 5 zu, bei welchen der

büdet ist, der vorzugsweise aus emailliertem Kupfer die eine der beiden Wicklungen bildende Streifen 15'

oder Aluminium besteht. eben ausgebildet ist.

Die Wendel 11 ist durch eine Hülle 12 abgedeckt, as Bei dem Beispiel gemäß Fig.4 hat der andere

die aus einem thermoplastischen Material, Vorzugs- Streifen 15 einen Querschnitt, der von zwei ebenen

weise aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid gebildet Stücken gebildet ist, die miteinander einen stumpfen

ist. Winkel bilden und miteinander durch ein gebogenes

Eine beispielsweise aus Stahldrähten hergestellte Stück verbunden sind, während bei dem Beispiel geBewehrung 13, welche während der Verlegung des 30 maß F i g. 5 der Streifen 15 im Querschnitt gemäß Wellenleiters Längsbelastungen aufzunehmen ver- einem Kreisbogen gewölbt ist.

mag, ist auf der Hülle 12 angeordnet. Eine solche Bei den Wellenleitern gemäß Fig. 1 bis 5 könnte

Bewehrung könnte auch von einem Längsband aus die Wendel auch mit Streifen hergestellt werden, die

gewelltem Eisen oder gewelltem Aluminium gebildet andere Gestalten als die dargestellten haben. So

sein. 35 könnte beispielsweise die Wendel aus Streifen gebil-

Eine äußere Schutzabdeckung 14, beispielsweise det werden, die abwechselnde Wicklungen mit glei-

eine zweite Hülle aus thermoplastischem Material chen oder verschiedenen polyzentrischen Krümmun-

oder eine Schicht von imprägnierter Jute, vervoll- gen ergeben,

ständigt den Wellenleiter. Die in F i g. 1 bis 5 wiedergegebenen Ausführungs-

Die Bewehrung 13 und die äußere Schutzabdek- 40 iormcn haben alle das Merkmal gemeinsam, daß sie

kung 14 könnten jedoch auch weggelassen werden. eine aus mehreren Wicklungen bestehende Wendel

Die zylindrische Wendel 11 besteht aus zwei aufweisen, bei welcher die aufeinanderfolgenden Wicklungen α und a' (obwohl eine Wendel bevorzugt Windungen miteinander längs einer oder mehrerer wird, die eine Anzahl Wicklungen besitzt, die gleich Spirallinien in Berührung stehen, so daß zwischen dem Doppelten oder Mehrfachen von zwei ist, was 45 den Windungen Zwischenräume s, s' verbleiben, jedoch nicht ausschließt, daß auch Wellenleiter mit welche die freie elastische Verformung des Streifeneiner Wendel aus 2 η 4- 1 Wicklungen gemäß der Er- abschnittes in jeder Windung zulassen,
findung verwirklicht werden können). Auf Grund dieses Merkmals werden, wenn der

Ein die Wicklung α bildender Streifen 15 ist in be- Wellenleiter gebogen wird, in der zusammengedrückzug auf einen die Wicklung α bildenden Streifen 15' 50 ten Zone die Streifen in elastischer Weise einander geneigt. Jede Windung des Streifens 15 der Wick- dichter genähert, während in der gestreckten Zone lung α berührt mit ihrer äußeren Kante die vorange- sich die Steigung erhöht und die Windungen die Fähende Windung des Streifens 15' der Wicklung a' higkeit besitzen, sich elastisch zu verbreiten, ohne längs einer Spirallinie und mit ihrer inneren Kante sich voneinander zu trennen.

die nachfolgende Windung des Streifens 15' der 55 Um diese letztere Fähigkeit zu unterstützen und

Wicklung a' längs einer Spirallinie, deren Durchmes- sie selbst im Fall merklicher Ausdehnungen der

ser von demjenigen der erstgenannten Spirallinie ver- Hülle aufrechtzuerhalten, ist es vorzuziehen, die

schieden ist. Hülle auf die zylindrische Wendel durch ein Strang-

Bei der in F i g. 2 wiedergegebenen Ausführungs- preßverfahren aufzubringen. Dadurch erreicht man,

form des Wellenleiters ist der Streifen 15 der einen 60 daß, wenn das aus der Preßvorrichtung ausgestoßene

Wicklung α derart gestaltet, daß er eine nach einem thermoplastische Material (beispielsweise Polyäthy-

Kreisbogen verlaufende Krümmung hat, die zu der len) sich abkühlt und schrumpft, es zufolge seiner

dem Streifen 15' der anderen Wicklung a' gegebenen Längsschrumpfung die Windungen in beträchtlichem

Krümmung entgegengesetzt ist, wobei der Krüm- Ausmaß vorgespannt, sie jedoch nicht vollständig ab-

mungsradius des Streifens 15 gleich dem Krüm- 65 flacht, so daß in dem fertigen Wellenleiter die Strei-

mungsradius des Streifens 15' ist. fen sich in vorgespanntem Zustand befinden. Mit an-

Bei dieser Ausführungsform gemäß Fig.2 steht deren Worten ausgedrückt, bei Kabeln, die sich im

der Streifen 15' an seiner einen Fläche mit dem be- Zustand mechanischer Ruhe, d. h. in geradlinigem

Zustand befinden, befinden sich die Streifen im Zustand elastischen Zusammenwirkens. Es ist daher möglich, einen Wellenleiter zu schaffen, dessen Elastizität mittels der Hülle und der anderen Schutzelemente eingestellt ist.

Falls gewünscht, ist es natürlich möglich, die Streifen in dem erforderlichen Ausmaß mit zweckentsprechenden Mitteln vorzubelasten, die jedoch nicht zur Erfindung gehören.

Insbesondere haben die Streifen, welche die in F i g. 2 und 3 wiedergegebene gewölbte Gestalt aufweisen, d. h., im Querschnitt nach einem Kreisbogen gekrümmt sind, eine variable Biegsamkeit, da die Streifenpaare steifer und steifer werden, wenn sie sich unter Belastung abflachen. Dies ermöglicht eine erleichterte Herstellung des Wellenleiters, da enge Vorbelastungstoleranzen während des Aufbringens der Hülle nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Auf Grund der variablen Biegsamkeit hat ferner die Steigungsdifferenz längs der Achse des Wellenleiters, die durch die Elastizität der Windungen ermöglicht ist, das Bestreben, sich auszugleichen, und zwar zufolge der Ausgleichung (noch besser im Fall variabler Biegsamkeit) der Verformungsdifferenzen.

Die erhöhte Biegsamkeit des Wellenleiters gemäß F i g. 1 bis 5 ermöglicht weiterhin, daß, wenn der Wellenleiter auf einer Trommel aufgerollt wird, sein Bestreben eine ovale Querschnittsform anzunehmen, reduziert wird.

Obwohl ausgeführt ist, daß dem Streifen verschiedene Gestalten gegeben werden können, die dem Paket der Windungen eine Längselastizität verleihen, ist ein Streifen mit einer im Querschnitt kreisbogenförmigen Krümmung, wie in Fig.2 gezeigt, vorzuziehen, da er die regelmäßige Herstellung und die

»5 Merkmale der variablen Biegsamkeit und einer konstanten Steigung der Windungen besser als die Streifen mit den anderen Gestalten gewährleistet.

Die Streifen werden vorzugsweise aus emailliertem Kupfer oder Aluminium hergestellt, und ihre Dicke

ao liegt vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise in dem Bereich zwischen 0,1 und 0,4 mm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Wellenleiter mit wenigstens einer zylindrischen Wendel, die aus mehreren Wicklungen besteht, deren jede aus einem streifenförmigen isolierten Leiter gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen jeder Wicklung an seiner einen Fläche mit dem benachbarten Streifen längs wenigstens einer Spirallinie in Berührung steht und an seiner anderen Fläche mit dem benachbarten Streifen längs wenigstens einer Spirallinie in Berührung steht, die einen Durchmesser hat, der von dem Durchmesser der vorgenannten Spirallinie derart verschieden ist, daß zwischen den Windungen ein Zwischenraum vorhanden ist, der eine freie elastische Verformung des Querschnitts des Streifens jeder Wicklung ermöglicht.

2. Wellenleiter nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der die Wendel bildenden Wicklungen mit einem Streifen gebildet sind, der im Querschnitt gemäß einem Kreisbogen gewölbt ist (F i g. 2).

3. Wellenleiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen von zwei aufeinanderfolgenden Wicklungen im Querschnitt gemäß Kreisbögen entgegengesetzter Krümmung gewölbt sind.

4. Wellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Streifen einer Wicklung im Querschnitt zwei ebene Stücke aufweist, die miteinander einen stumpfen Winkel bilden und miteinander durch ein gebogenes Stück verbunden sind (F i g. 4).

5. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel vorgespannt ist, wenn sich der Wellenleiter im Zustand mechanischer Ruhe befindet.

6. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Leiter ein Streifen aus emailliertem Kupfer ist.

7. Wellenleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, daSurch gekennzeichnet, daß der isolierte Leiter ein Streifen aus emailliertem Aluminium ist.

8. Wellenleiter nach Ansprüche oder7, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen eine Dicke in der Größenordnung von 0,1 bis 0,4 mm hat.