DE3214487C2 - - Google Patents
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- DE3214487C2 DE3214487C2 DE19823214487 DE3214487A DE3214487C2 DE 3214487 C2 DE3214487 C2 DE 3214487C2 DE 19823214487 DE19823214487 DE 19823214487 DE 3214487 A DE3214487 A DE 3214487A DE 3214487 C2 DE3214487 C2 DE 3214487C2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
- H01P5/022—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
- H01P5/024—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between hollow waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
- H01B17/26—Lead-in insulators; Lead-through insulators
- H01B17/30—Sealing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/08—Dielectric windows
Landscapes
- Waveguides (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Leitungsdurchführung für HF-Energie
durch eine gegen Feindeinwirkung schützende Wand.
Aus der DE 26 03 360 B1 ist eine elektrisch isolierende Durchführung
eines Durchführungsteils durch eine Öffnung in einem
Wandteil bekannt geworden, deren Durchführungsteil und Wandteil
konisch ausgebildet sind. Auf wenigstens einem der beiden Teile
ist eine festhaftende dünne Isolierschicht aus elektrisch
isolierendem Material aufgebracht.
Aus der DE-GM 70 11 777 und DE 26 03 360 B1 ist eine Leitungsdurchführung
durch eine Wand bekannt, deren Durchführungsöffnung
im wesentlichen konusförmigen Verlauf aufweist. Ferner ist aus
DE-GM 70 11 777 bekannt, daß der größere Durchmesser der Durchführungsöffnung
der Überdruckseite zugewandt sein sollte.
Durchführungen dieser Art werden besonders zum Hindurchführen
elektrischer Leiter für die Stromversorgung oder Signalübertragung
durch leitende Wände von abgeschlossenen
Räumen, in denen extreme Bedingungen, wie z. B. hohe
Temperaturen, aggressive Gase, hohe Drucke usw. herrschen
können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durchführung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die neben
einer hohen Druckfestigkeit und Gasdichtigkeit auch zur
Durchleitung von HF-Energie hoher Leistung bei nur
geringen Dämpfungsverlusten geeignet ist und die bei evtl.
mechanischen Beschädigungen leicht wieder instand gesetzt
werden kann.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannte Erfindung
gelöst. Durch die konusförmige Form des Isolierkörpers
wird in an sich bekannter Weise die erforderliche
Resistenz der Durchführungsöffnung gegen hohen äußeren
Druck und mechanische Stöße sowie die Gasdichtigkeit
erreicht. Die doppelkonusförmige Form bewirkt jedoch
zusätzlich in Verbindung mit der Ausgestaltung der
Halterung des Isolierkörpers einen modenfreien HF-Durchgang,
geringe Dämpfungsverluste und bei der Durchleitung
niederfrequenter impulsförmiger Signale eine verzerrungsfreie
Signalübertragung. Über die lösbare Halterung kann
der der Gefahrenseite zugewandte Teil und der Isolierkörper
leicht ausgewechselt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Besteht der Isolierkörper aus mindestens zwei Teilen, so
ist er neben der einfachen Austauschbarkeit insbesondere
für die Aufnahme eines doppelkonusförmigen Innenleiters
geeignet.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen
und anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen im
einzelnen
Fig. 1 Hohlleiterdurchführung;
Fig. 2 Koaxialleiterdurchführung;
Fig. 3 Isolierkörper für die Koaxialleiterdurchführung;
Fig. 4 Koaxialleiterdurchführung mit homogenen Konturen.
In Fig. 1 ist eine Hohlleiterdurchführung mit doppelkonusförmigem
Isolierkörper dargestellt. Mit 1 ist die Wand,
beispielsweise eine Betonwand oder eine Panzerplatte,
bezeichnet, mit 2 die Durchführungsöffnung, die aus
Gründen der einfachen Herstellung zweckmäßigerweise
rotationssymmetrisch ist und eine konusförmige Gestalt
aufweist, die sich zur Innenseite B hin verjüngt, während
die größere Öffnung zur Außenseite A (Gefahrenseite) hin
zeigt. Die mit A bezeichnete Wandseite ist diejenige, von
der die Hauptbelastung auf die Durchführung in Gestalt von
Druckwellen, Hitzestrahlung oder mechanischer Einwirkung,
insbesondere von Geschossen und Splittern, zu erwarten
ist.
In der Durchführungsöffnung ist ein doppelkonusförmiger
Isolierkörper 3 von der Außenseite A her eingesetzt, der
exakt mit seinem einen Ende in die konusförmige Durchführungsöffnung
paßt. Von der Außenseite A her wird der
Isolierkörper 3 von einer Halterung 4, die der Form des
Isolierkörpers angepaßt ist, in die Durchführungsöffnung
eingespannt. Hierzu können z. B. Befestigungsschrauben 5
verwendet werden.
Auf der anderen Seite B der Wand ist die Durchführungsöffnung
mit einem Kupplungsstück 6 versehen, das ebenfalls
auf die Wand mit Schrauben 7 befestigt sein kann.
Zweckmäßigerweise wird auch die Halterung 4 als Kupplungsstück
ausgebildet, so daß an diesen Kupplungsstücken
leicht weitere Elemente der Hohlleitertechnik angeschlossen
werden können.
Als günstig für den Isolierkörper 3 haben sich Keramik
oder carbonfaserverstärkte Kunststoffe erwiesen. Diese
Werkstoffe besitzen eine hohe Druck- und Temperaturbeständigkeit
sowie eine hohe Resistenz gegen chemische Stoffe
und Gase.
Die Leitung der HF-Energie kann durch eine Außenmetallisierung
des Isolierkörpers 3, durch eine Innenmetallisierung
der Durchführungsöffnung oder durch ein Einbauteil
mit eingearbeiteter Formbohrung erfolgen.
Um einen reflexionsfreien Übergang zwischen Durchführung
mit Isolierkörper und den isolierkörperfreien Hohlleiteranschlüssen
zu gewährleisten, läuft der Isolierkörper im
Übergangsgebiet, also in der Halterung 4 und im Kupplungstück
6, spitz aus.
Damit der Isolierkörper 3 bei Abscheren oder Abreißen der
auf der Wandseite A liegenden Bauteile möglichst unbeschädigt
und die Durchführungsöffnung abgedichtet bleibt,
ist es vorteilhaft, den Isolierkörper in mindestens zwei
Teile, im Ausführungsbeispiel in den vorderen konusförmigen
Teil 31 und in den in der Durchführungsöffnung
steckenden hinteren konusförmigen Teil 32 aufzuteilen.
Wird dann der vordere Teil 31 des Isolierkörpers beschädigt,
so bleibt die Schutzwirkung gegen Gasdruck, Hitze
oder mechanische Einwirkungen durch das in der Durchführungsöffnung
verbleibende Teil 32 ungeschwächt erhalten
und die Beschädigungen sind leicht zu beheben.
In Fig. 2 ist eine Koaxialleiterdurchführung mit doppelkonusförmigem
Isolierkörper dargestellt. Gleiche Bauteile
wie in Fig. 1 sind auch hier mit gleichen Bezugszeichen
versehen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Isolierkörper
3 eine im wesentlichen konische axiale Bohrung zur
Aufnahme eines der Bohrung angepaßten Innenleiters 81, 82
auf. Aus Gründen der leichten Reparaturmöglichkeit bei
Beschädigungen ist es auch hier vorteilhaft, sowohl den
Isolierkörper 3 als auch den Innenleiter in jeweils
mindestens zwei Teile auszubilden. Im Ausführungsbeispiel
sitzt ein erster konischer Isolierkörper 32 mit Außenmetallisierung
in der konischen Öffnung der Wand 1 bzw.
Platte 1. Als Innenleiter dient der konische Leitungsteil
82. Von außen ist auf die Wand 1 der konische Innenleiter
81 mit Isolierkörper 31 und Halterung 4 aufgesetzt.
Auf beiden Wandseiten sind zusätzlich Kupplungsstücke
angebracht. Das Kupplungsstück 41 mit zylindrischem
Innenleiter 80 und hohlzylinderförmigem Isolierkörper 30
sitzt auf der Halterung 4 und kann mit dieser beispielsweise
durch eine Schraubverbindung 51 befestigt sein.
Auf der anderen Seite der Wand 1 sitzt das Kupplungsstück
6 mit zylindrischem Innenleiter 83 und hohlzylinderförmigem
Isolierkörper 33. Es kann auf der Wand 1 ebenfalls
durch eine Schraubverbindung 7 befestigt sein.
Diese Aufteilung der Durchführungselemente in Einzelteile
führt zu einer Vielzahl von Sollbruchstellen mit leichter
Austauschbarkeit der Einzelelemente und erlaubt eine
leichte Montage der konusförmigen Teile.
In Fig. 3 sind die Innenleiterteile 81 und 82 und Isolierkörper
31 und 32 vergrößert dargestellt. Wie ersichtlich
sind die Durchmesser D₁ und D₂ der Konusgrundfläche der
Innenleiter und D₁* und D₂* der Isolierkörper gleich groß.
Zweckmäßigerweise wählt man auch ihre kleinen Durchmesser
d₁ und d₂ bzw. d₁* und d₂* an den Enden gleich groß, da dann
auf beiden Seiten der Leitungsdurchführung gleiche Stecker
verwendet werden können.
Zur Vermeidung von Dämpfungsverlusten der die Durchführungsöffnung
passierenden HF-Energie ist vor allem auf
einen konstanten Wellenwiderstand Z zu achten. Für diesen
gilt:
Ist εr die relative Dielektrizitätskonstante der Isolierkörper
31 und 32, so läßt sich mit dieser Gleichung bei
vorgegebener Innenleiterform die jeweilige Dicke des den
Innenleiter umgebenden Isolierkörpers ermitteln.
Durch die doppelkonusförmige Form der Innenleiter und der
Isolierkörper werden in vorteilhafter Weise unerwünschte
Einflüsse von Störmoden (z. B. H₁₁-Welle) auf die übertragenen
Signale unterdrückt, so daß hierdurch gleichzeitig
eine Filterwirkung erzielt wird. Für einen Betrieb ohne
Störmodenanregung innerhalb der Leitungsdurchführung ist
es zweckmäßig, bei gegebenem Wellenwiderstand für den
Isolierkörper einen Werkstoff mit niedriger relativer
Dielektrizitätskonstante zu verwenden.
Die zwischen Konusleitung und Stecker befindlichen Sprünge
der Leiterdurchmesser sind zweckmäßigerweise für HF mit
den in der HF-Technik üblichen Methoden der Kantendimensionierung
zu kompensieren (z. B. G. Megla, Dezimeterwellentechnik,
Berlinder Union Stuttgart 1972).
Ist die Leitungsdurchführung zur Übertragung hoher
HF-Leistung vorgesehen, so ist für den Isolierkörper ein
besonders verlustarmer Werkstoff und für den Innenleiter
ein genügend großer Leitungsquerschnitt zu verwenden.
Spannungsüberschläge lassen sich durch homogene Übergänge
an den Leitungsenden vermeiden.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer Koaxialleiterdurchführung
für hohe HF-Leistung dargestellt. Wie
ersichtlich gehen die verschiedenen Durchmesser kontinuierlich
ineinander über. Die Dicke des Isolierkörpers an
den jeweiligen Querschnitten ist wiederum gemäß Gleichung
1 so zu wählen, daß der Wellenwiderstand längs der
Leiterdurchführung konstant bleibt.
Claims (5)
1. Leitungsdurchführung für HF-Energie durch eine gegen Feindeinwirkung
schützende Wand, bestehend aus einer Durchführungsöffnung
mit im wesentlichen konusförmigen Verlauf und Zuwendung
des größeren Durchmessers der Durchführungsöffnung in Richtung
der Überdruckseite, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung
der Durchführungsöffnung (2) ein im wesentlichen doppelkonusförmiger
Isolierkörper (3) mit dem einen Ende seiner beiden sich
verjüngenden Enden eingesetzt ist,
daß der Isolierkörper (3) am anderen sich verjüngenden Ende durch
eine auf oder in der Wand befestigte und dem konusförmigen
Verlauf des Isolierkörpers (3) angepaßte lösbare Halterung eingespannt
ist.
2. Leitungsdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Isolierkörper (3) aus mindestens zwei
Teilen (31, 32) besteht, deren Trennstelle im Bereich des
größten Durchmessers des Isolierkörpers liegt.
3. Leitungsdurchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teile (31, 32) des Isolierkörpers im
wesentlichen konische axiale Bohrungen zur Aufnahme eines
der Bohrung angepaßten Innenleiters (81, 82) aufweisen.
4. Leitungsdurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontur des Isolierkörpers im jeweils
konusförmigen Teil exponentiell verläuft.
5. Leitungsdurchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als elektrisches
Kupplungsstück (4) ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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DE3214487A1 DE3214487A1 (de) | 1983-10-27 |
DE3214487C2 true DE3214487C2 (de) | 1991-05-16 |
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ID=6161348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823214487 Granted DE3214487A1 (de) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | Leitungsdurchfuehrung fuer hf-energie |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (9)
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DE2603360C2 (de) * | 1976-01-29 | 1978-02-23 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Elektrisch isolierte Durchführung |
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- 1982-04-20 DE DE19823214487 patent/DE3214487A1/de active Granted
Also Published As
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TELEFUNKEN SYSTEMTECHNIK GMBH, 7900 ULM, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
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