DE2720727C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren geht aus der DE-AS 25 02 728 hervor.

In der modernen Breitband-Richtfunktechnik ist man bemüht, den verfügbaren Frequenzbereich möglichst gut zu nutzen. Für diese Technik sind Rundhohlleiter, über die gleichzeitig zwei senk­ recht zueinander polarisierte H₁₁-Wellen übertragen werden können, besonders geeignet. Gegenüber dem Rechteckhohlleiter haben Rundhohlleiter eine kleinere Dämpfung und geringere Reflexionen, da sie einfacher und genauer herstellbar sind.

Rundhohlleiter werden beispielsweise an Masten zur Versorgung einer Antenne aufgehängt. Da die Masten im allgemeinen über 100 m hoch sind und der Hohlleiter aus Einzelrohren von etwa 5 m Länge zusammengebaut wird, müssen die Verbindungsstellen sehr sorgfältig und maßgenau ausgeführt sein. Die Verbindungs­ stellen sind nämlich erheblichen mechanischen Belastungen ausge­ setzt. Bei der Montage eines Rundhohlleiters wird beispielsweise so vorgegangen, daß ein erstes Einzelrohr an der Spitze des Mastes fixiert wird. Anschließend werden die anderen Einzel­ rohre über Flanschverbindungen nach und nach angebaut, wobei gleichzeitig über sogenannte Feder-Gleitschellen die Befestigung der Einzelrohre am Mast erfolgt. Diese Spezialschellen ermög­ lichen eine Bewegung des Rundhohlleiters in axialer Richtung, wie sie durch temperaturbedingte Längenänderungen auftritt.

Die Flanschverbindungen der Einzelrohre sind somit nach Fertig­ stellung des ganzen Rundhohlleiters eines Mastes erheblichen Zugbeanspruchungen unterworfen. Um zu verhindern, daß die Flansche von den Rohrenden durch diese Zugbelastung abreißen, wodurch der gesamte Rundhohlleiter ausfallen würde, müssen die Flansche daher sehr fest an den Rohrenden befestigt werden. Hier­ bei muß gleichzeitig sichergestellt sein, daß die Einzelrohre ohne Versatz miteinander verbunden werden, um eine zu große Dämpfung der zu übertragenden Energie zu vermeiden. Die üblichen Techniken des Lötens oder Schweißens scheiden hier aus. Eine Weichlotverbindung ist auf Dauer nicht fest genug (Kaltfluß). Beim Hartlöten oder Schweißen kann wegen der hohen Temperaturen eine Verformung der Einzelrohre nicht ausgeschlossen werden, wo­ durch die Übertragung der elektromagnetischen Wellen erheblich beeinträchtigt wäre.

Durch die GB-PS 8 65 124 und die GB-PS 10 25 928 sind Verfahren bekannt, mit denen Flansche an den Enden von Rechteckhohlleitern fest angebracht werden können. Es werden dazu korrespondierende Ausnehmungen in die Oberflächen der Hohlleiter und in die Flansche eingebracht. Nach Anbringung von in diese Ausnehmungen ein­ greifenden Befestigungselementen sollen die Stirnflächen der Hohlleiter und der Flansche in einer Ebene liegen. Das ist mit erheblichem Aufwand bei Rechteckhohlleitern möglicherweise noch durchführbar, wenn Maßschwankungen beim Anbringen der Ausneh­ mungen und in den Abmessungen der Flansche ausgeschlossen werden. Es ist dann eventuell auch eine versatzfreie Durchverbindung zweier so bearbeiteter Rechteckrohre möglich, da durch die Rechtecke zwei Bezugsebenen gegeben sind. Für Rundhohlleiter scheiden diese beiden bekannten Verfahren aus, da sie für dieselben keine reproduzierbaren Flanschbefestigungen ermöglichen.

Verfahren zum Durchverbinden von Rundhohlleitern sind aus der DE-PS 20 30 338 und der DE-AS 11 54 843 bekannt. Bei beiden Ver­ fahren werden Flansche bzw. Flanschringe als lose Elemente auf die zu verbindenden Einzelrohre aufgeschoben und in ihrer axialen Bewegung durch Sperringe begrenzt, die in Nuten angeordnet sind, welche außen in der Oberfläche der Einzelrohre vorhanden sind. Die Befestigung erfolgt über axial wirkende Schrauben. Für beide Ver­ fahren werden so viele an sich lose Einzelteile benötigt, daß die­ selben für die Montage eines Rundhohlleiters an einem Mast nicht geeignet sind. Dies umso mehr, als beide Verfahren eine versatz­ freie Durchverbindung der Einzelrohre nur zufällig ermöglichen.

Dieser Nachteil gilt im Prinzip auch für das Verfahren nach der eingangs erwähnten DE-PS 25 02 728. Die hier verwendeten Flansche sind verstümmelt, da sie keine Teile zur direkten Durchführung der Befestigungsschrauben aufweisen. Zur Erzielung einer versatzfreien Durchverbindung zweier Rohre werden hier die Außendurchmesser der auf die Rohrenden aufgeschraubten Flansche mit Innenzentrierung be­ arbeitet. Über die bearbeiteten Flächen wird ein Zentrierring ge­ schoben, der die Stoßstelle zwischen zwei zu verbindenden Rohren abdecken soll. Die feste Verbindung beider Rohrenden erfolgt durch ringförmige Schließelemente, die jeweils mindestens zweigeteilt sind und von denen pro Rohr mindestens zwei, zusammen also vier, vorge­ sehen sind. Auch dieses bekannte Verfahren ist somit für die Montage von Rundhohlleitern an Masten kaum geeignet. Die gewünschte Versatzfreiheit ist außerdem nur dann gesichert, wenn der Zentrier­ ring mit Paßsitz auf den bearbeiteten Außenflächen der Flansche festliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Flansche auf einfache Weise so fest an runden Hohlleiter­ rohren angebracht werden können, daß eine versatzfreie zug- und druckfeste Verbindung von Einzelrohren langfristig gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die in der äußeren Oberfläche der Rohrenden angebrachten Vertiefungen, die die elektrische Qualität des Rundhohlleiters in keiner Weise beeinträchtigen, und die Vertiefungen in den Bohrungen der Flansche, die gemeinsam für die Festlegung der Flansche an den Rohrenden der Einzelrohre herangezogen werden, kann eine zug- und druckfeste Verbindung von Einzelrohren eines Rundhohlleiters gewährleistet werden. Das gemeinsame Abfräsen der Stirnflächen von Einzelrohren und Flanschen garantiert darüber­ hinaus einwandfreie Kontaktflächen. Dadurch, daß die Löcher in den Flanschen mit einer Lehre gebohrt werden, ist weiterhin eine ein­ wandfreie Durchverbindung der Einzelrohre ohne Versatz sicherge­ stellt, da alle Flansche mit diesem Verfahren auf gleiche Weise behandelt werden. Die Montage eines sehr langen Rundhohlleiters aus verhältnismäßig kurzen Einzelrohren ist mit dem Einsatz dieses Verfahrens wesentlich erleichtert, da bei der Durchverbindung kein Justieren mit irgendwelchen Hilfsmitteln mehr erforderlich ist.

Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.

Die Fig. 1 und 3 zeigen zwei unterschiedliche Ansichten des Rohrendes eines Rundhohlleiters und die Fig. 2 und 4 geben ebenfalls unterschiedliche Ansichten zweier auf die Rohrenden aufzusetzender Flansche wieder. In Fig. 5 ist ein Rohrende mit einem angesetzten Fräser wiedergegeben und Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Durchverbindung der Einzelrohre.

Mit 1 ist ein rundes Rohr bezeichnet, das als elektromagne­ tischer Rundhohlleiter verwendet werden soll. Dieses Rohr be­ steht beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer und hat eine Wandstärke von etwa 2 mm. Auf das Ende dieses Rohres soll ein Flansch 2 zug- und druckfest aufgesetzt werden, so daß der Hohlleiter 1 mit einem genauso ausgebildeten anderen Hohlleiter elektrisch einwandfrei und mechanisch fest ver­ bunden werden kann. Für die mechanisch feste Verbindung von Hohlleiter 1 und Flansch 2 ist gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 auf das Ende des Hohlleiters 1 ein Gewinde 3 geschnitten. Die Bohrung 4 des Flansches 2 ist ebenfalls mit einem Gewinde versehen, so daß der Flansch 2 auf das Ende des Hohlleiters 1 aufgeschraubt werden kann. Diese Gewinde sind als Vertiefungen im Sinne der Erfindung anzusehen, durch deren Zusammenwirken die zug- und druckfeste Verbindung von Flansch und Hohlleiterrohr hergestellt werden kann.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung der Vertiefungen be­ steht darin, in das Ende des Hohlleiters 1 außen umlaufende Nuten 5 einzuschneiden, in die Stifte 6 oder Schrauben 7 eingreifen können, die entsprechenden Bohrungen des Flansches 2 angebracht sind. Diese beiden Möglichkeiten sind als Alternativen zu betrachten, jedoch in Fig. 4 der Ein­ fachheit halber gemeinsam dargestellt. Weiterhin ist es zur festen Verbindung von Flansch 2 und Hohlleiter 1 auch möglich, in der Bohrung des Flansches mindestens eine umlaufende Nut 8 anzubringen, die mit einer entsprechenden umlaufenden Nut im Hohlleiterende korrespondiert. Nach dem Aufsetzen des Flansches greift dann in diese Nuten ein Sprengring ein, durch den ebenfalls die feste Verbindung sichergestellt ist.

Eine weitere Möglichkeit für diese feste Verbindung besteht darin, sowohl die äußere Oberfläche des Hohlleiters, als auch die Oberfläche der Bohrung des Flansches 2 aufzurauhen und die beiden Teile dann im Preßsitz aufeinander zu be­ festigen. Da die zugfeste Verbindung hier über die Vertie­ fungen einwandfrei hergestellt werden kann, ist es möglich, den Flansch zur Sicherung gegen ein unerwünschtes Verdrehen zusätzlich auf dem Hohlleiterende zu verlöten, wozu ein Weichlot ausreicht, das an sich entsprechend den Ausfüh­ rungen am Eingang der Beschreibung auf Dauer allein nicht die erforderliche Zugfestigkeit herstellen könnte. Als Mate­ rial eignet sich ein Weichlot der Zusammensetzung aus 67% Kadmium, 23% Zinn und 10% Silber.

Das Verfahren nach der Erfindung wird wie folgt durchge­ führt:

Es werden zunächst die korrespondierenden Vertiefungen in der äußeren Oberfläche des Hohlleiterendes und in der Boh­ rung des Flansches angebracht. Vor der Herstellung der Ver­ tiefungen wird in das Hohlleiterende ein dasselbe gleich­ zeitig kalibrierender Paßdorn 9 eingesetzt, wie er aus Fig. 5 hervorgeht, der dazu dient, die kreisrunde Form des Hohlleiters bei der mechanischen Bearbeitung zu erhalten. Wenn die Vertiefungen als Gewinde, entsprechend der Dar­ stellung in den Fig. 1 und 2, ausgebildet werden, kann an­ schließend der Flansch 2 auf den Hohlleiter aufgeschraubt werden. Hierbei wird der Flansch so weit aufgeschraubt, daß der Hohlleiter bei festem Sitz des Flansches ein kleines Stück aus dem Flansch herausragt. In dieser Position kann der Flansch zusätzlich verlötet werden.

Nach der festen Anbringung des Flansches 2 auf dem Hohlleiter 1 werden die Stirnflächen des Hohlleiters und des Flansches gemeinsam abgefräßt, damit sich eine einwandfreie Kontakt­ fläche ergibt. Hierzu wird entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 5 in den hohl ausgebildeten Paßdorn 9 ein Fräser mit einem Wellenstumpf 11 eingesetzt, so daß dieser Fräser über den Wellenstumpf 11 im Dorn 9 drehbar ist. Auf der anderen Seite des Fräsers befindet sich ein weiterer Wellenstumpf 12, der in das Futter einer Bohr­ maschine einsetzbar ist, mit Hilfe derer der Fräser 10 in Rotation versetzt werden kann. Dieser Fräser ist als Stirn­ fräser ausgebildet und kann bei seiner Drehung dement­ sprechend die Stirnflächen von Hohlleiter 1 und Flansch 2 so weit abfräsen, bis sich die gewünschte durchgehende Kontaktfläche ergibt.

Nach Fertigstellung der Kontaktfläche durch den Fräser 10 wird dieser wieder aus dem Paßdorn 9 entfernt und es kann jetzt eine Bohrlehre in den Paßdorn eingesetzt werden, wozu der Paßdorn in seiner Bohrung mit einem kurzen Gewinde 13 versehen sein kann, in das die Bohrlehre mit einer ange­ paßten Gewindestange eingeschraubt wird. Mittels dieser Bohrlehre werden in den Flansch dann Löcher 14 eingebohrt, die zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 15 dienen, von denen lediglich in Fig. 2 eine dargestellt ist. Mittels dieser Befestigungsschrauben können zwei Hohlleiter über ihre aufgesetzten Flansche unmittelbar und versatzfrei mit­ einander verbunden werden, wobei es zweckmäßig ist, zwischen den Flanschen noch ein Dichtungselement 16 anzuordnen. Aus Fig. 2 geht eine solche Verbindung zweier Flansche 2 und 17 hervor. Infolge des Einsatzes der Bohrlehre sind beide Flansche mit Löchern 14 versehen, die in Umfangsrichtung genau den gleichen Abstand voneinander haben, so daß eine einwandfreie Durchverbindung ohne zusätzliche Justierarbeit gewährleistet ist. Mittels der Bohrlehre können prinzipiell auch nur Paßlöcher gebohrt werden, durch welche bei der Her­ stellung der Verbindungsstelle Paßstifte geschoben werden, die die einwandfreie Lage der Hohlleiter bzw. der aufgesetzten Flansche zueinander sicherstellen. Nach Einführung der Paß­ stifte können dann die eigentlichen Löcher zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 15 gebohrt werden. Auf diese Weise ist dann ebenfalls ein einwandfreies Zusammensetzen von Rund­ hohlleitern gewährleistet, ohne daß ein Versatz an den Ver­ bindungsstellen befürchtet werden muß.

Nachdem die Löcher in die Flansche gebohrt worden sind, kann die Bohrlehre wieder aus dem Paßdorn 9 herausgeschraubt wer­ den und auch der Paßdorn kann dann aus dem Hohlleiterende entfernt werden, da dasselbe jetzt für die Durchverbindung mit allen notwendigen Teilen ausgerüstet ist.

Nachdem die Kontaktflächen mit dem Fräser 10 hergestellt worden sind, ist es auch möglich, mit Hilfe der Lehre in den Flansch lediglich zwei Paßlöcher zu bohren. Zur Vor­ bereitung der Durchverbindung der Hohlleiterteile wird dann gemäß der Darstellung in Fig. 6 zunächst in ein Hohlleiter­ ende ein Doppel-Paßdorn 18 eingesetzt und anschließend wird auf diesen Doppel-Paßdorn das Ende eines anderen Teilstückes des Hohlleiters aufgeschoben. Die bereits vorhandenen Boh­ rungen in den Flanschen 2 werden für beide zu verbindenden Hohlleiterstücke zur Deckung gebracht, indem das eine Teil­ rohr in die richtige Position gedreht wird. Anschließend werden die Paßlöcher 19 beispielsweise mittels einer Reib­ ahle aufgetrieben, so daß beim späteren Zusammenbau genau diese Paßlöcher der beiden Flansche 2 zusammen gehören. Da­ mit keine Verwechselungen vorkommen, empfiehlt es sich, die Flansche, deren Paßlöcher 19 gemeinsam aufgerieben wurden, zu kennzeichnen.

Nachdem die Paßlöcher 19 fertiggestellt und die zugehörigen Flansche gekennzeichnet wurden, wird der Doppel-Paßdorn 18 aus den Hohlleiterenden entfernt und die Hohlleiter können durchverbunden werden. Hierzu werden zunächst Paßstifte in die Paßlöcher 19 eingesetzt, wodurch die einwandfreie Position der Hohlleiter ohne Versatz festgelegt ist. In dieser Position können dann durch die jeweils zusammengehörenden Flansche 2 Befestigungslöcher 14 gebohrt werden, in welchen die Befestigungsschrauben 15 festgezogen werden. Durch den Einsatz des Doppel-Paßdorns 18 ergibt sich möglicherweise eine größere Genauigkeit bezüglich der Versatzfreiheit der Verbindungsstelle.

Claims (9)

1. Verfahren zum zug- und druckfesten Durchverbinden von Einzelrohren eines elektromagnetischen Rundhohlleiters, unter Verwendung von auf die Rohrenden aufgesetzten, mit einer zentralen Bohrung und einer planen Stirnfläche versehenen Flanschen, die mit der Stirnfläche am jeweiligen Ende eines Einzelrohrs in einer Ebene liegt, bei welchem

• - zunächst an den Enden der Einzelrohre in deren äußerer Oberfläche Vertiefungen angebracht werden, die mit entsprechenden Vertiefungen in den Bohrungen der aufzusetzenden Flansche korrespondieren,
• - anschließend die Flansche auf die beiden Rohrenden aufgesetzt und mittels der Vertiefungen unverrückbar festgelegt werden und
• - schließlich zwei Einzelrohre mittels axial verlaufender, an den Flanschen angreifender Befestigungsschrauben miteinander verbunden werden,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß vor dem Anbringen der Vertiefungen in den Rohroberflächen in das jeweilige Einzelrohr (1) zum Erhalten seiner kreisrunden Form ein vor dem Verbinden der Einzelrohre (1) wieder zu entfernender Paßdorn (9) eingesetzt wird,
• - daß nach dem Festlegen eines Flansches (2) auf einem Rohrende die Stirnflächen von Flansch (2) und Einzelrohr (1) zur Erzielung einer gemeinsamen planen Stirnfläche mittels eines im jeweiligen Einzelrohr (1) zentrierten Fräsers (10) abgefräst werden und
• - daß anschließend mittels einer im jeweiligen Einzelrohr (1) zentrierten Lehre axial verlaufende Löcher (14) in den Flansch (2) gebohrt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohler Paßdorn (9) verwendet wird, der auch als Halterung für den Fräser (10) zur Herstellung der planen Stirnfläche und für die Lehre zum Bohren der Löcher (14) dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Herstellung der Löcher (14) für die Befesti­ gungsschrauben (15) zwei zu verbindende Einzelrohre (1) auf einen in beide Einzelrohre hineinragenden Doppel- Paßdorn (18) aufgeschoben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß außen auf das Rohrende und in der Bohrung (4) des Flansches (2) die Vertiefungen dar­ stellende Gewinde (3) geschnitten werden, und daß der Flansch auf das Rohrende aufgeschraubt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in das Rohrende mindestens eine umlaufende Nut (5) eingeschnitten wird, und daß in den entsprechenden Vertiefungen des Flansches (2) Schrauben (7) oder Stifte (6) angebracht werden, die nach dem Aufsetzen des Flansches auf das Rohrende in die Nut eingreifen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl in das Rohrende als auch in die Boh­ rung (4) des Flansches (2) mindestens eine umlaufende Nut (5, 8) eingeschnitten wird, in die nach dem Aufsetzen des Flansches auf das Rohrende ein Sprengring eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußere Oberfläche des Rohrendes und die Oberfläche der Bohrung (4) des Flansches (2) aufgerauht werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flansch (2) zusätzlich auf dem Rohrende verlötet wird.