DE4034683C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Hohlleiterschalter der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.

Derartige Hohlleiterschalter sind aus der CH-PS 3 08 704 bekannt. Allerdings werden in zunehmendem Maße für die Übersprech­ dämpfung zwischen nichtbenachbarten Kanälen Werte gefor­ dert, die sich nur noch durch äußerste Fertigungspräzi­ sion einhalten lassen. So darf beispielsweise der Spalt zwischen der Rotorumfangsfläche und der Gehäuseinnenwand nicht größer als 0,01 bis 0,02 mm sein. Mit derart engen Toleranzen gefertigte Hohlleiterschalter sind nicht nur teuer sondern führen auch zu Problemen sowohl beim Ein­ bau als auch im praktischen Betrieb, denn bereits ver­ gleichsweise geringe Verspannungen, die beim Verschrauben des Schalters mit den zu schaltenden Hohlleiterzügen und/oder durch temperaturabhängige Dehnungen entstehen kön­ nen, führen dazu, daß der Rotor in dem Gehäuse schwer­ gängig wird oder klemmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hohllei­ terschalter der einleitend angegebenen Gattung zu schaf­ fen, der bei deutlich größerem Spalt zwischen der Rotor­ umfangsfläche und der Gehäuseinnenwand mindestens gleiche oder bessere Werte der Übersprechdämpfung zwischen nicht miteinander verbundenen Anschlüssen wie die bekannten, eng tolerierten Hohlleiterschalter bietet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzei­ chen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Fertigung des Hohlleiterschalters die Einhaltung weniger enger Tole­ ranzen als bisher fordert und damit preiswerter ist. Des weiteren kann es nicht zu den zuvor erwähnten Schwie­ rigkeiten beim Einbau und beim Betrieb des Schalters kommen.

Zwar sind λ/2-Chokes, auch in geknickter Form, sowie die hierdurch bewirkte Kurzschlußtransformation in der Hochfrequenztechnik an sich bekannt. Dem vorliegenden Vorschlag liegt jedoch die Erkenntnis zugrunde, daß erst die Kombination von mindestens je zwei λ/2-Chokes, von denen einer in dem Rotor, der andere in dem gegenüber­ liegenden Gehäusewandbereich zwischen zwei benachbarten Anschlüssen desselben angeordnet ist, hohe Übersprech­ dämpfungswerte trotz eines unter mechanischen Gesichts­ punkten ausreichend weiten bzw. breiten Spaltes zwischen dem Rotor und der umgebenden Gehäusewand sicherstellt.

Die im Anspruch 2 angegebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Tiefe der Schlitze in der Innenwand des Gehäuses kleiner als die Tiefe der Schlitze in dem Rotor gehalten werden kann. Dies ist aus Gründen der mechanischen Festigkeit des Gehäuses von Vorteil. Zwar könnte auch die Breite der Schlitze in dem Rotor ver­ größert und dementsprechend deren Tiefe verringert wer­ den, jedoch besteht hierzu normalerweise keine Veran­ lassung, da die Schlitztiefe wesentlich geringer als der halbe Rotordurchmesser ist und auch eine genügende Wandstärke zu den benachbarten Kanälen verbleibt.

Vor allem fertigungstechnische Vorteile hat die im An­ spruch 3 angegebene Ausführungsform, denn statt in die Innenwand der zylindrischen Bohrung des Gehäuses ver­ gleichsweise schmale und tiefe Schlitze zu fräsen, können in der Gehäusewand an der entsprechenden Stelle Axial- oder Längsbohrungen vorgesehen werden, die über Schlitze geringer Tiefe zur Innenwand des Gehäuses hin offen sind. Im Bedarfsfall können die Schlitze in dem Rotor auf die gleiche Weise gestaltet sein.

Eine weitere Verbesserung der Übersprechdämpfung ergibt die Ausführungsform nach dem Anspruch 4. Sofern die Schlitze das im Zusammenhang mit dem Anspruch 3 erläu­ terte Profil haben, kann der verlustbehaftete Werkstoff insbesondere in Form einer zylindrischen Stange in die jeweiligen Schlitze bzw. deren zylindrischen Teil einge­ führt werden.

Die am häufigsten verwendete Ausführungsform eines Hohl­ leiterschalters ist im Anspruch 5 angegeben. Der Rotor ist dann mit zwei sich gegenüberliegenden, axialen Schlitzen versehen, und zwar jeweils in der Mitte der Umfangsbereiche, die zwischen den Mündungen unterschied­ licher Kanäle liegen.

In der Zeichnung ist ein Hohlleiterschalter nach der Er­ findung in einer beispielhaft gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt entsprechend Fig. 4 durch eine andere Aus­ führungsform und

Fig. 6 einen Querschnitt entsprechend Fig. 4 durch eine dritte Aus­ führungsform.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Hohlleiterschal­ ter umfaßt ein Gehäuse 1 mit einer hohlzylindrischen Bohrung, in der über Lager 2 und 3 ein Rotor 4 drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 1 ist durch einen Deckel 5 verschlossen, der eine zentrale Öffnung für den Durch­ tritt eines mit dem Rotor 4 einstückigen Drehzapfens 6 hat, an dem ein nicht dargestellter Antrieb angreift, mittels dessen der Rotor 4 im vorliegenden Ausführungs­ beispiel in Schritten von 90° drehbar ist.

Das Ausführungsbeispiel ist für Rechteckhohlleiter aus­ gelegt. Der vorliegende Vorschlag ist jedoch von dem je­ weiligen Hohlleiterquerschnitt unabhängig. Das Gehäuse 1 hat vier Anschlüsse A, B, C, D (vergl. insbesondere Fig. 4). Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ansicht bzw. Aufsicht in Richtung des Verbindungsflansches entspre­ chend dem Anschluß C. Je nach seiner Drehstellung ver­ bindet der Rotor 4 entweder die Anschlüsse A und B einer­ seits, sowie die Anschlüsse C und D andererseits oder die Anschlüsse A und D einerseits, und die Anschlüsse B und C andererseits. Hierzu hat der Rotor 4 zwei zuein­ ander spiegelsymmetrisch gestaltete Kanäle 7 und 8, deren Querschnitt demjenigen der anzuschließenden Hohlleiter entspricht.

Das Übersprechen zwischen jeweils nicht verbundenen Ka­ nälen, im Fall der Fig. 4 also beispielsweise von dem Kanal A-D zu dem Kanal B-C, ist in erster Linie durch die unvermeidbaren Spalte zwischen dem Rotor und dem Gehäuse bedingt, hier wiederum vorwiegend durch den Spalt zwischen der Mantel- bzw. Umfangsfläche des Rotors 4 und der Innenwand der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1. Man war daher bislang bestrebt, diesen Spalt so klein wie unter Fertigungs-, Einbau- und Betriebsgesichtspunk­ ten vertretbar zu machen. Hierbei stößt man jedoch an die einleitend angegebenen Grenzen. Der vorliegende Vor­ schlag geht nun in gewisser Hinsicht einen umgekehrten Weg: Der Rotor 4 wird in das Gehäuse 1 mit einem verhält­ nismäßig großen Umfangsspalt von z. B. 0,05 bis 0,1 mm eingepaßt und die an sich unerwünschte Eigenschaft der Teilspalte zwischen benachbarten Anschlüssen die Ausbreitung elektrischer Wellen zu fördern, wird zur Durchführung einer Trans­ formation ausgenutzt. Hierzu sind die zwischen den An­ schlüssen liegenden Innenwandbereiche der zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 genau mittig durch mindestens je einen in einer axialen Ebene liegenden radialen Schlitz, im Ausführungsbeispiel also durch die Schlitze 11 bis 14, unterbrochen. Außerdem sind die zwischen benachbarten Mündungen unterschiedlicher Ka­ näle liegenden Umfangsflächen des Rotors ebenfalls durch mindestens je einen in einer axialen Ebene liegenden radialen Schlitz unterbrochen, im Ausführungsbeispiel durch die Schlitze 41 bzw. 42. Die Tiefe sowohl der Schlitze 11 bis 14 als auch der Schlitze 41 und 42 ist jeweils so bemessen, daß sie in Verbindung mit den Längen der Spalt zwischen der Innenwand der zylindrischen Bohrung des Gehäuses und den entsprechen­ den Rotorumfangsflächenbereichen, jeweils gerechnet von dem betreffenden in einer axialen Ebene liegenden radialen Schlitz bis zu der nächstgelegenen Stoßstelle zwischen der Mündung eines Kanals des Rotors und dem zugehörigen Anschluß des Gehäuses, geknickte λ/2-Chokes ergeben. Dadurch wird der durch den Grund des jeweiligen Schlitzes gebildete Kurzschluß in die Umfangsebene als Leerlauf transformiert und durch den anschließenden Spalt wiederum in einen Kurzschluß trans­ formiert. Dieser Kurzschluß überbrückt den mechanischen Spalt oder Stoß zwischen dem jeweiligen Gehäuseanschluß und der Mündung des zugehörigen Kanals des Rotors. Hier­ aus folgt auch, daß sich die jeweils wirksamen Schlitze des Gehäuses und des Rotors genau gegenüberliegen müssen. Ebenso ergibt sich hieraus, daß anstelle je eines Schlitzes sowohl in dem Gehäuse als auch in dem Rotor zwei parallele, in einer axialen Ebene liegende radiale Schlitze in den einzelnen Innen­ wandbereichen bzw. Umfangsflächenbereichen angeordnet werden können.

Die Schlitze müssen auch nicht notwendigerweise den gleichen Querschnitt haben. Ein entsprechendes Ausfüh­ rungsbeispiel ist im Querschnitt in Fig. 5 gezeigt. Hierbei weist das Gehäuse vier Schlitze 11a bis 14a auf, die jeweils näherungsweise halbkreisförmiges Profil haben. Die vergrößerte Schlitzbreite erlaubt hierbei eine verringerte Schlitztiefe, bei gleicher elektrischer Wirkung. Wenn die Gehäusewandstärke gering ist, ist diese Ausführungsform vorteilhaft. Die Schlitze in dem Rotor können im Bedarfsfall das gleiche Querschnittspro­ fil haben (nicht dargestellt).

Für die Schlitze sowohl im Gehäuse als auch im Rotor kann auch ein hinterschnittenes Profil gewählt werden. Eine entsprechende Ausführungsform zeigt Fig. 6. Der fer­ tigungstechnische Vorteil besteht darin, daß die Schlitze 11b bis 14b in dem Gehäuse 1 und die Schlitze 41b, 42b in dem Rotor 4 durch entsprechende Axial- oder Längsbohrun­ gen erzeugt werden können, die dann nur noch in Richtung der Umfangsfläche aufgefräst werden müssen.

Eine weitere Verbesserung der Übersprechdämpfung erzielt man dann, wenn die Schlitze mit einem verlustbehafteten Werkstoff, vorzugsweise einem verlustbehafteten Dielek­ trikum, ausgefüllt werden. Obwohl vorliegend nur für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 durch das schraffiert wiedergegebene Dielektrikum 20 angedeutet, kann diese Maß­ nahme auf alle Schlitzformen angewendet werden. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Querschnitt der Schlitze ergibt sich allerdings der zusätzliche Vorteil, daß das Dielektrikum 20 in Form entsprechender zylindrischer Stangen in den zylindrischen Teil der Schlitze 11b bis 14b bzw. 41b und 42b eingeführt werden kann und dort sicher festgelegt ist.

Claims (5)

1. Hohlleiterschalter, bestehend aus einem Gehäuse (1) mit Anschlüssen insbesondere für Rechteckhohlleiter und einem in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses angeordneten Rotor (4), der um eine zu der die Längsachsen der Hohlleiter enthaltenden Ebene rechtwinklige Achse in Schritten drehbar ist, Kanäle (7, 8) hat, über welche in unterschiedlichen Stellungen des Rotors unterschiedliche Anschlüsse miteinander elektrisch verbunden sind und in seinem zwischen den benachbarten Mündungen unterschiedlicher Kanäle (7, 8) liegenden Umfangsflächen mindestens je einen in einer axialen Ebene liegenden radialen Schlitz (41, 42) aufweist, dessen Tiefe so bemessen ist, daß sie in Verbindung mit den Längen der Spalte zwischen der Innenwand der zylindrischen Bohrung des Gehäuses und den entsprechenden Rotorumfangsflächenbereichen geknickte λ/2-Chokes ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Anschlüssen (A bis D) liegenden Innenwandbereiche der zylindrischen Bohrung des Gehäuses (1) genau mittig durch mindestens je einen in einer axialen Ebene liegenden radialen Schlitz (11 bis 14) unterbrochen sind,dessen Tiefe zum Erzielen weiterer λ/2-Chokes analog zu derjenigen der Schlitze (41, 42) in der Rotorumfangsfläche bemessen ist.

2. Hohlleiterschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die Schlitze (11a bis 14a) in der Innenwand der zylindrischen Bohrung des Gehäuses (1) breiter als die Schlitze (41, 42) in dem Rotor (4) sind und näherungsweise halbkreisförmigen Querschnitt haben (Fig. 5) .

3. Hohlleiterschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die Schlitze (11b bis 14b) in der Innenwand der zylindrischen Bohrung des Gehäuses (1) ein hinterschnittenes Profil haben (Fig. 6) .

4. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Querschnitts zumindest der Schlitze in der Innenwand der Bohrung des Gehäuses mit einem verlustbehafteten Werkstoff (20), insbesondere einem verlustbehafteten Dielektrikum, gefüllt ist (Fig. 6).

5. Hohlleiterschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) vier sich paarweise gegenüberliegende Anschlüsse (A bis D) hat, und daß der Rotor (4) zwei zueinander spiegelsymmetri­ sche, viertelkreisige Kanäle (7, 8) hat und in Schrit­ ten von 90° drehbar ist.