DE2125902C - Verbindungsvorrichtung fur Millime terwellen Hohlleiter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betiifft eine Verbindungsvorrichtung für zu verbindende Millimeterwellen-Hohlleiter . mit durch eine Verbindungshülse im Bereich d *r aufeinanderstoßenden Hohlleiter umschlossenen Distanzringen und zwei die VerbindungshüL«; an beiden Enden abschließenden in die Hülse einschraubbaren Druckringen. Die Verbindungsvorrichtung, auf die sich die Erfindung bezieht, eignet ..sich zur Verbindung von Hohlleitern, die in der Erde und in Freiluft, also oberhalb der Erdoberfläche, verlegt werden.

Es sind verschiedene Verbindungseinrichtungen für Millimeterwellsn-Hohlleiter bekannt. Der innere Durchmesser solcher Hohlleiter beträgt im allgemeinen 10 bis 60 mm. Dabei lassen sich zwei Arten von Holleitern unterscheiden, und zwar solche, die auf der inneren Oberfläche mit einer Kupferplattierung und einer Harzauskleidung versehen sind und andere, die schraubenlinienförmig aufgebaut sind und bei denen ein Draht um die innere Oberfläche gewickelt ist. Zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften wird Gas unter einem Druck von 1 kg/cm² in die Hohlleiter eingeschlossen.

Bei der Verwendung solcher Hohlleiter zeigen sich ungünstige Einflüsse im Hinblick auf die Wellenübertragungseigenschaften nicht nur durch Unebenheiten oder Verbiegungen der inneren Oberfläche der Hohileit: , sondern auch durch Krümmungen oder Faltun gen des Leiterkerns. Mit den zulässigen Toleranzen werden auch genaue Bedingungen für die Versetzung des Kerns an der Verbindungsstelle, die zulässige Verbiegung bei Verbindung ir; einem geraden Abschnitt oder die Verbiegung im Falle einer Krümmung der Bahn mit einem Krümmungsradius von 30 m aufgestellt, um eine Verschlechterung der (5hertragungseigenschaften zu vermeiden. Dabei erweist c sich als besonders schwierig, eine genaue Ausrichtuiu> mit weniger als 0,05 mm zulässigem Fehler zu er/u len, und die Bedingungen einzuhalten, daß die Ver biegung weniger als 0,3 m/r im Falle der Verbindung in einer geraden Linie und weniger als 1 m/r im Falle der Verbindung der gekrümmten Leitunj, Let rügen darf. Der konstruktive Aufbau solcher Veibindungs Vorrichtungen ist daher bisher sehr kompliziert um! bringt bei der Herstellung schwierige Arbeitsgänge, unzureichende Arbeitseffektivität beim Verbinden der aneinanderzusetzenden Leitungen und hohe Kosten mit sich.

Bei einer ersten bekannten Verbindungseinrich tung ist ein Verbindungsflansch vorgesehen. Dieser schafft einen luftdichten Vtrschluß und verhindert Krümmungen des Kerns. Leider jedoch ist der äußere Durchmesser so groß, daß eine Anzahl von Leitungen nicht in einem Kabekchach oder auf einem Träger vorgesehen werden kann, so daß diese Verbindungv einrichtung für den praktischen Gebrauch ungeeignet ist. Die zweite bekannte Einrichtung dieser Art für verdrillte Hohlleiter weist lange, flache, aufeinanderwirkende Abschnitte auf. Diese haben den Nachteil, daß beim Anhaften von kleinen Staubmengen Fehlerstellen auf dem Körper und der Hülse hervorgerufen werden, die zu einer unzureichenden Luftdichtigkeit und damit zu einer Absenkung der Betriebswirksamkeit führer.. Als dfiite bekannte Einrichtung ist eine Dichtungs- oder Feder-Hohüeitei verbindung zu nennen. Obwohl diese Vorteile hat, besitzt sie Nachteile bei der Herstellung der Verbindung. Zur Überwindung dieser Nachteile ist eine vierte Hohlleiterverbindung vorgeschlagen worden, bei der ein O-Ring verwendet wird. Dabei wird der Hohlleiter in die Verbindungshülse geschraubt und anschließend wird der O-Ring, der sich zeitweise außerhalb der Verbindung befindet, mit einem schraubenzieherartigen Werkzeug eingesetzt. Diese Verbindung kann als gut bezeichnet werden, jedoch können beim Anbringen des O-Rings mit dem genannten Werkzeug leicht Fehler gemacht werden. In jedem Falle führt die ungenaue Einpassung des O-Rings zu mangelhafter Luitdichtigkeit.

Um eine derartige Versetzung des Kerns zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, die Verbindungsstelle der Hohlleiter unc⁷. die Verbindungshülse genau abschließend zu bearbeiten und dabei genaue Bedingungen für die Verbindung der Teile einzuhalten. Um die Verbiegung dabei innerhalb der !zulässigen Toleranz zu halten, wird der Abstand zwischen dem Außendurchmesser des Hohlleiters und dem Innen-

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durchmesser des Druckrings, der durch das Gummi-Packungsmaterial gedrückt wird, klein gehalten, und lerner wird das Stickstoffgas, das in den Hohlleiter eingebracht wird, mit Hilfe einer keilförmigen Kautschukpackung zur Verbesserung der Wellenübertrafiungseigenschaften dicht eingeschlossen (deutsche Patentanmeldung P 20 57 852.3).

Bei einer anderen bekannten Verbindungseinrichtung dieser Art mit die beiden Hohlleiterenden umgebender Verbindungshülse ist ebenfalls eine die Stoßstelle fest umschließende Dichtpackung aus elastischem Material vorgesehen, die durch Distanzringe und an beiden Enden der Hülse eingeschraubte Ringmuttern zusammengepreßt wird (deutsches Gebrauchsmuster 1 938 157).

Bei dieser bekannten Verbindungsvorrichtung jedoch ist keine zwangläufige oder auch unter Beachtung besonderer Vorsichtsmaßnahmen genaue Ausrichtung der beiden Hohlleiteienden innerhalb der oben angegebenen, engen, vorgeschriebenen Toleranzen möglich.

Für Millimeterwellen-Hohlleiter wird oft das Doppelrohrsystem verwendet, d. h., die Verbindung wird hergestellt, indem der Hohlleiter von einer Verbindungshülse umschlossen wird, wie das auch bei der bekannten Vorrichtung nach dem genannten deutschen Geschrauchsmuster der Fall isi. Vorzugsweise wird dabei die Verbinu^.ngskraft durch Schraubengewinde im Mittelteil der Verbindungshülse und durch Schraubengewinde an den linden der jeweiligen Hohlleiter aufgebracht. Derartige Verbindungen sind bei einem geraden Leitungsverlauf ausgezeichnet verwendbar. Es ist jedoch nicht möglich, teile von Hohlleitern unterschiedlicher Form in die Verbindungshülsen zu schrauben, so daß in diesem Fall der Verbindungszweck nicht exakt erfüllt werden kann. Weiterhin ist es im Falle des Austausche eines Halbteils der Leitung nicht möglich, diese in der Nähe der Verbindungseinrichtung mit Hilfe von Brenngas oder einer Schneideinrichtung abzuschneiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile und Fehler der bekannten Einrichtungen zu beseitigen. Dabei soll besondere Beachtung darauf gerichtet werden, eine vollständige Luftdichtigkeit für in dem Hohlleiter einzuschließendes Gas herzuste'len, eine hohe Festigkeit der mechanischen Verbindung zu erreichen und eine sehr genaue Ausrichtung 7U erzielen, die sich immer innerhalb der erwähnten Toleranz hält. Schließlich soll die konstruktive Gestaltung so getroffen werden, daß ;s auf einfach'- Weise möglich ist, die Halbteile der Leitungen zu verbinden und auszutauschen und die dabei erforderlichen Arbeitsgänge zu vereinfachen.

Die Erfindung besteht bei einer Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art darin, daß die Distanzringe auf die Endbereiche der Hohlleiter aufgeschraubt sind, daß an den Endbereichen der Verbindungshülse, die die Distanzringe im Inneren aufnimmt, Dichtungen vorgesehen sind, die durch die Druckringe druckdicht zwischen die Verbindungshülse und die Hohlleiterenden gepreßt sind, daß zwischen den Hohlleitern und den Distanzringen erste, genau bearbeitete Oberflächen, zwischen den Distanzringen und den inneren Oberflächen der Verbindungshülse zweit*·, genau bearbeitete Verbindungsoberflächen und schließlich zwischen den Druckringen und den Hohlleitern dritte, genau bearbeitete Oberflächen vorgesehen sind.

Erfindungsgemäß werden also zwei Distanzringe verwendet, und die Hohlleiter werden mit Hilfe von Verbindungshülsen, die diese Distanzringe im Inneren aufweisen, durch Gewinde in Verbindung gebracht. Die Verbindungsoberflächen werden jeweils zwischen den verbundenen Hohlleitern und den Distanzringen, zwischen den Hohlleitern und den Druckringen, die das Packungsmaterial gegen die Endbereiche der Verbindungshübe drücken, der jn-

neren Oberfläche der Distanzringe und den Hohlleitern und der inneren Oberfläche der Verbindungshülse und den Distanzringen gebildet. Die Hohlleiter werden eingebracht, während die Ausrichtung automatisch auf den beiden Verbindungsoberflächen er-

ao folgt, und die Distanzringe sind mit der Innenseite der Verbindungshülse ausgerichtet. Die Luftdichtigkeit wird durch Drücken der Packungen während der exakten Ausrichtung bewirkt. Die beiden Hohlleiter sind leicht durch Anbringca der Druckringe auf den äußeren Teilen der Hohlleiter, durch anschließendes In-Stellung-Bringen der Verbindungshülse, an deren Innenseite sich die Distanzringe zwischen den Endbereichen der beiden Hohlleiter befinden, und durch Drehen der Druckringe zu verbinden. Die Hohlleiter können leicht und genau ausgetauscht werden, indem einer der Druckringe entfernt wird, wobei es nicht notwendig ist, die Hohlleiter zu bewegen und/oder zu drehen, wie das bei herkömmlichen Verbindungsvorrichtungen dieser Art der Fall ist.

Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung . eignet sich besonders gut zum Verbinden von Hohlleitern unterschiedlicher Form oder zum Verbinden von Teilen innerhalb eines Hohlleitersystems.

Obwohl erfindungsgemäß die Distanzringe, die Verbindungshülse und die Druckringe auf der äußeren Oberfläche der Hohlleiter angeordnet werden, sind diese Teile im Vergleich etwa zu herkömmlichen Flanschverbindungen nicht sperrig sondern sehr kompakt. Eine derartige Verbindung mit kleinen Abmessungen ermöglicht die Verwendung eines Schutzrohres mit kleinem Durchmesser, das um den Hohlleiter herum angeordnet wird, und vereinfacht die gesamten Verlege-Arbeiten.

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Verbindung der Millimeterwellen-Hohlleiter mit Hilfe der erfindurigsgemäßen Verbindungseinrich-

_üo tung:

F i g. 2 ist ein Querschnitt eines anderen Distanzringes auf der einen Seite.

In F i g. 1 sind mit den Bezugszeichen 1 und 2

* Hohlleiter bezeichnet, die verbunden werden sollen und an ^eren äußeren Umfangsflächen der Endbereiche Gewinde 11, 12 vorgesehen sind. Distanzringe 3,4 sind aneinander anliegend auf diese Gewinde aufgeschraubt. Die Distanzringe 3, 4 sind mit ersten, sehr genau bearbeiteten Verbindungsoberflächen A

Go zwischen den Innenseiten der Ringe und der Außenseite des ilohlleiters 1,2 und mit zweiten, abgeschrägten, sehr genau bearbeiteten Verbindungsoberflächen ß mit genauen Abmessungen zwischen der Außenseite der Distanzringe 3,4 und der Verbin-

S5 dungshülse 10 versehen. Ein Aufnahmebereich 19 ist zwischen dem Hohlleiter 1 und der Innenseite eines Endbereiches der Verbindungshülse 10, die die äußeren Oberflächen der Disianzringe 3, 4 überdeckt, zur

Aufnahme einer keilförmigen Gummidichtung 5 und eines Druckringes 6 vorgesehen, und ein Aufnahmebereich 18 befindet sich zwischen dem Hohlleiter 2 und der Innenseite des anderen Endbereiches der Hülse gegenüber dem Aufnahmebereich 19 zur Aufnahme einer Dichtung 5 und eines Druckringes 7. Die Dichtungen 5, 8 sind jeweils mit Stützringen 5', 8' zur Erleichterung der Drehung der Druckringe versehen. Genau hergestellte, sehr genau bearbeitete dritte Verbindungsflächen C-C sind für die Hohlleiter 1,2 auf den Innenseiten der Druckringe 6,7 vorgesehen, und Gewinde 23, 24 sind auf deren äußeren Oberflächen zum Einschrauben in die Verbindungshülse 10 ausgebildet. Ein O-Ring9 mit kreisförmigem Querschnitt befindet sich zwischen dem Endbereich des Distanzringes 4 und der Packung 8, und das Gewinde 14 ist zwischen der Verbindungshülse 10 und dem äußeren Umfang des Distanzringes 4, der sich hinter dem O-Ring 9 befindet, ausgebildet. Die Bezugsziffern 16 und 17 beziehen sich auf Steuereinrichtungen für die Drehung der Druckringe 6, 7, und mit 15 ist eine Aussparung im Inneren des Druckringes 7 bezeich' net.

Bei der Herstellung der Verbindung werden der Druckring 6, die Dichtung 5 mit dem Stützring 5' und die Verbindungshülse 10 fest auf dem äußeren Durchmesser des Hohlleiters 1 angebracht, während der Druckring 7, die Dichtung 8 mii dem Stützring 8' und der O-Ring 9 auf dieselbe Art auf den Endbereich des Hohlleiters 2 aufgebracht werden. Die Distanzringe 3,4 werden auf das Gewinde auf den Endbereichen der Hohlleiter aufgebracht, und anschließend wird die Verbindungshülse 10, die bereits auf dem Hohlleiter 1 montiert ist, auf diesem Endbereich auf den Distanzring 4 geschraubt. Die Verbindungshülse 10 ist auf der Innenseite mit einem Vorsprung 13 versehen, der den Endbereich des Distanzringes 3 berührt, so daß die Hülse 10 und der Distanzring 4 in der gewünschten Stellung festgelegt werden. Da die Gewinde 11,12,14 der Verbindungsbereiche Rechtsgewinde sind, wird die Verbindungshülse 10 beim Verbinden der Hülse und des Distanzringes 4 nach rechts geschraubt. Dadurch wird das Gewinde 12 über das Gewinde 14 festgehalten und die Hohlwelle 2 und der Distanzring 4 werden zum anschließenden Festhalten des Gewindes 14 verbunden. Wenn das Gewinde 11 eine relativ geringe Höhe aufweist und wenn die Verbindungshülse 10 nach rechts geschraubt wird, kann sich der Distanzring 3 von dem Hohlleiter auf Grund der Reibung zwischen der Verbindungsfläche B und dem Vorsprung 13 lösen. Da jedoch die Verbindungshülse 10 an ihrem Endbereich mit dem Vorsprung 13 versehen ist, berührt der Distanzring 3 den Endbereich des Distanzrings 4 und verhindert, daß dieser heraustritt, so daß dit Verbindungshülse 10 an der gewünschten Stelle in Stellung gebracht werden kann. Wenn es notwendig ist, daß der Distanzring 3 in keinem Falle heraustritt, kann dieser Distanzring 3 als Kontermutter gemäß F i g. 2 mit einem ersten Teil 3 α und einem zweiten Teil 3 /> ausgebildet sein, und anderenfalls können Eingriffsstufen 21, 22 gegenseitig in Eingriff treten. Nachdem die Hohlleiter 1, 2, die Distanzringe 3,4 und die Ver-

ao bindungshülse 10 an der Verbindungsstelle befestigt sind, wird die keilförmige Gummidichtung S, die auf der Seite des Hohlleiters 1 angeordnet worden ist, in der Verbindungshülse 10 angebracht, und der Druckrink 6 wird darauf gesetzt, während ebenfalls auf der

»5 Seite des Hohlleiters 2 der O-Ring 9 und die Dichtung 8 mit Hilfe des Druckringes 7 angeordnet werden. Dadurch wird die Verbindung vervollständigt

ErfindunRSgemäß wird durch genaue Herstellung der Bereiche A und B der ieweiiigcu Distanzringe 2, 4 verhindert, daß die Kerne der Hohlleiter 1, 2 geknickt werden, und weiterhin wird eine Biegung durch den bearbeiteten Bereich C unterbunden. Dadurch werden die genauen Verbindungsbedingungen für den Hohlleiter erfüllt. Ein gasförmiges Material von beispielsweise 0,5 bis 1,5 kg/cm² Druck wird in den Hohlleitern 1,2 dicht eingeschlossen, und die Luftdichtigkeit wird mit Hilfe der keilförmigen Gummidichtungen 5,8 und des O-Ringes aufrechterhalten, so daß eine Verbindung für Hohlleiter geschaffen wird, die die Eigenschaft der Welle nicht ungünstig beeinflußt. Die Verbindung kann auch bei Hohlleitern unterschiedlicher Form, bei Ellbogen-Hohlleitern mit Spiegel und im Zwischenraum zwischer Konstruktionen hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verbindungsvorrichtung für zu verbindende MHlimeterwellen-Hohlleiter mit durch eine Verbindungshülse im Bereich der aufeinanderstoßenden Hohlleiter umschlossenen Distanzringen und zwei die Verbindungshülsfc an beiden Enden abschließenden in die Hülse einschraubbaren Druckringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzringe (3, 4) auf die Endbereiche der Hohlleiter (1, 2) aufgeschraubt sind, daß an den Endbereichen der Verbindungshülse (10), die die Distanzringe (3,4) im Inneren aufnimmt, Dichtungen (S, 8, 9) vorgesehen sind, die durch die Druckringe (6, 7) druckdicht zwischen die Verbindungshülse und die Hohlleiterenden gepreßt S)i d, daß zwischen den Hohlleitern (1, 2) und den Distanzringen (3, 4) erste, genau be^rbeit*··; Oberflächen (A), zwischen den Distanzringen (3, 4) und den inneren Oberflächen der Verbindungshülse (10) zweite, genau bearbeitete Verbindungsoberflächen (B) und schließlich zwischen den Doickringen (6,7) und den Honlleitern dritte, genau bearbeitete Oberflächen (C) vorgesehen sind.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (5, 8) keilförmig ausgebildet sind.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsprung (13) der Verbindungshülse (10) in zusammengebautem Zustand der Verbindung gegen eine Stirnseite eines Distanzrings (3) anliegt, und daß in Richtung auf das Innere der Verbindungshülse (10) unter der keilförmigen Dichtung (8) am anderen Ende der Verbindungshülse (10) ein O-Ring (9) angebracht ist.

4. Verbindungsvorrichtung nach einen, der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Distanzringe (z. B. 3) auf einer Seite als Kontermutter mit einem ersten Teil (3 a) und einem zweiten Teil (3 ft) ausgebildet ist, und daß diese Teile (3,3 6) durch aufeinander angepaßte stufenartige Aussparungen (21, 22) im gegenseitigen Eingriff stehen.