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Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzleitern Die Herstellung
von Leitern zur übertragung von hochfrequenten Strömen bereitet bekanntlich gewisse
Schwierigkeiten,. wenn es sich darum handelt, den Leiter aus vielen dünnen Einzelelementen
in geeigneter Weise gegeneinander zu isolieren.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist bereits vorgeschlagen worden,
Hochfrequenzleiter aus Einzelelementen zusammenzusetzen, die in ihrem Ouerschnitt
so bemessen sind, daß -sie sich in bequemer Weise verarbeiten lassen. und einen
geeigneten Platzwechsel gestatten, und die so zusammengesetzten Leiter derart mechanisch
zu bearbeiten, daß dabei der Füllfaktor, d. h. das Verhältnis zwischen dem leitenden
Ouerschnitt und dem Gesamtquerschnitt des Leiters vergrößert wird: Bei dieser bekannten
Behandlungsweise werden die Einzelelemente gleichmäßig in ihren Querschnittsabmessungen
verformt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unterteilten
Hochfrequenzleitern, vorzugsweise von Hochfrequenzleitern, deren Teilleiter ihre
gegenseitige Lage in der wirbelstrombehafteten Dimension wechseln, wobei sie in
regelmäßiger Folge den gesamten Leiterquerschnitt durchlaufen. Das Verfahren kann
aber auch bei bandförmigen, nicht in ihrer Lage im Leiterseil vertauschten Leitern
oder Leiterelementen oder bei ein- oder mehrlagigen Schichten von, bandförmigen
Leitern, welche selbsttragend oder auf leitenden oder nichtleitenden, runden oder
umrunden Unterlagen aufgebaut sind, angewandt werden.
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Erfindungsgemäß können solche Hochfrequenzleiter in folgender Weise
hergestellt werden: Der Leiter wird aus Einzelleitern zusammengesetzt, die in ihrem
Querschnitt so bemessen sind, daß sie sich
in bequemer Weise verarbeiten
lassen und einen geeigneten, Platzwechsel gestatten. Die so hergestellten Leiter
(können gegebenenfalls zu Leiterelementen höherer Ordnung, Strängen. o:d.:dgl. zu>
sammengefaßt werden. Dann werden diese Leiter bzw. Leiterelemente mechanisch bearbeitet
und dabei der Querschnitt der Einzelleiter so verformt, daß Gebilde entstehen, d'ie
lediglich in der wirbelstrombehafteten Dimension unterteilt sind und vorzugsweise
ihre gegenseitige Lage in der wirbelstrombehafteten Dimension: wechseln. Das Verfahren
gemäß der Erfindung hat den großen Vorteil, daß bei der Zusammensetzung des Hochfrequenzleiters
und bei der räumlichen Lagerung der Einzelelemente keine mechanisch empfindlichen
Elemente benutzt zu werden brauchen.
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Die Erfindung ermöglicht es also beispielsweise, einen Leiter, in
welchem die Elemente in ihrer Lage vertauscht werden, zunächst aus runden, technisch
einfach herstellbaren Einzelleitern zusammenzusetzen und dann durch Walzen, Hämmern
oder Ziehen oder einen ähnlichen Verformungsprozeß so zu bearbeiten, daß die einzelnen
Elemente zu flachen, ganz dünnen Bändern deformiert werden. Beispielsweise können
o,i bis o,2 mm starke runde Leiter zu Bändern von etwa o,oi mm Dicke. ausgewalzt
werden. -Es können aber auch von vornherein bandförmige Einzelelemente benutzt und
nach ihrer Zusammensetzung zu Elementen. höherer Ordnung, zu Strängen oder zu flachen
Leitern mechanisch weiterverformt werden, z. B. auf profilierten Walzen., wie sie
zur Herstellung von Dynamoflachlitzen bekannt sind. Der Walzprozeß kann unter Veränderung
des Profils, erforderlichenfalls unter Einschaltung von Zwischenglühun-gen so geführt
werden,@daß die Einzelelemente die gewünschte Form erhalten.
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Das zu bearbeitende Element höherer Ordnung kann aber auch allein
oder mit anderen Elementen gemeinsam mit einer geschlossenen Hülle umgeben und innerhalb
dieser Hülle verformt werden. Die Hülle wird dabei zweckmäßigerweise aus einem Material
besonderer Festigkeit und .Zähigkeit gewählt, beispielsweise aus Stahl.
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;Zur Herstellung eines Hohlleiters können beispielsweise je eine runde
rohrförmige Hülle als innere und äußere Begrenzung der zu verformenden Elementgruppen
verwendet werden, wie es in. der Alb. i schematisch dargestellt ist, und die Elemente
beispielsweise durch Aufweiten der inneren. Hülle, etwa durch eine Rohr-, Zieh-
oder Walzvorrichtung oder auch durch inneren Überdruck, durch Quellung von Füllmaterial
oder auf jede sonstige zweckmäßige Weise verformt werden, so daß sich beispielsweise
ein Querschnittsbild nach der schematischen Abb. 2 ergibt.
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In den Abb. i und 2 bedeutet i die Einzelleiter, 2 das äußere Rohr,
3 das innere Rohr.
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Der Verformungs,vorgang kann auch in mehreren Stufen nacheinander
durchgeführt und dazwischen der Leiter weiter aufgebaut werden. Beispielsweise können
zunächst Bänder- oder sektorförmige Gebilde durch einen geeigneten Zieh- oderWalzprozeß
gemäß der Erfindung hergestellt und dann der Leiter etwa durch Verseilen zusammengesetzt
werden, -.dieser dann nochmals mechanisch entsprechend der Erfindung bearbeitet
und gegebenenfalls. isoliert und mit einem zweiten konzentrischen, unter Umständen
schon erfindungsgemäß ebenfalls vorgeformten Leiter umgeben werden und das Ganze
dann mit oder ohne nochmalige isolierende Hülle nach der Erfindung fertig bearbeitet
werden.
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In dieser Weise. lassen sich auch mehrere konzentrische oder nichtkonzentrische
Schichten herstellen.
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Zwischen :den einzelnen Elementen eines Leiters öder zwischen mehreren
Leitern können vor, während oder nach -dem erfindungsgemäßen Verfahren oder nach
teilweise vor oder während und teilweise nach dem Verfahren isolierende Zwischenschichten
eingebracht werden.
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Man kann also etwa in der Weise vorgehen, daß man runde oder bandförmig
vorgeformte Einzelleiter mit Styroflexbändern oder -drähten verseilt und umgibt
und dann ein oder mehrere solche Elemente verformt oder indem mian zunächst die
Einzelelemente mit einem Hilfsmaterial isoliert, welches den nötigen Abstand zwischen
den Einzelelementen gewährleistet.
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Als solches Hilfsmaterial kommt beispielsweise Papier in Frage, welches
nach der mechanischen Bearbeitung des Leiters verascht und dadurch ganz oder teilweise
entfernt wird, sobald der Leiter geglüht wird.
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Man kann auch glühbeständige Isoliermaterialien verwenden oder Materialien,
welche sich beim Glühen in einer geeigneten Form verändern, wie beispielsweise Metalle,
Aluminium, welches man im ,Glü'hprozeß ganz oder teilweise oxydieren läßt, sei es
durch den Sauerstoff der Atmosphäre oder durch sauerstoffhaltige Stoffe, wie Eisenoxyd
oder andere, die entweder durch das Herstellungsverfahren bereits im Leiter enthalten
oder zur Durchführung des Verfahrens künstlich, vorzugsweise in genau berechneter
Menge, eingebracht sind.
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Man kann. auch z. B. Materialien verwenden, die während des mechanischen
Prozesses fest sind und die Einzelleiter in einem bestimmten festen-Abstand halten,
wie z. B. Glaspulver oder Pulver anderer Silicate oder keramischer Stoffe, vorzugsweise
solcher Stoffe, die eine besondere kleine dielektrische Konstante oder besonders
kleine dielektrische Verluste besitzen und welche durch .den Glühprozeß ganz oder
teilweise plastisch oder flüssig werden und die vorhandenen Hohlräume ausfüllen.
Der Effekt wird durch wiederholtes abwechselndes Glühen und mechanisches Verformen:
erhöht.
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Hierbei kann ein Isoliermaterial, das aus zwei oder mehreren Stoffen,
besteht, verwendet werden, wobei der eine Stoff die Leiterelemente in einem bestimmten
Abstand zu halten hat und ein anderer Stoff als Bindemittel für die verschiedenen
Elemente dient.
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Auch, die Leiterelemente selbst können aus verschiedenen Stoffen hergestellt
werden, beispielsweise aus Kupfer und aus magnetischen Materialien,
vorzugsweise
an Stellen hoher Feldstärke. Schließlich kann auch das Isoliermaterial als Träger
für die Leiterelemente dienen. Beispielsweise wird Kupfer auf isolierende Bänder
aufgespritzt oder in anderer Form, z. B. elektrolytisch, niedergeschlagen. Die Bänder
werden ,dann zusammengesetzt und mechanisch bearbeitet, wobei die niedergeschlagenen
Schichten mechanisch verfestigt werden.
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Der mechanische Bearbeitungsprozeß wird im allgemeinen eine Verdichtung,
d. h. eine Herabsetzung des Volumens des bearbeiteten Gesamtkörpers zur Folge haben.
Da jedoch eine Volumenherabsetzung für den Erfindungszweck keine unbedingte Notwendigkeit
ist, so wird nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung das Material derart
bearbeitet, d. h. vorzugsweise so lange und weitgehend, daß wieder eine Auflockerung,
d. h. eine Volumenvergrößerung, eintritt. Diese in der Praxis beispielsweise bei
genügend langem Walzen beobachtete Auflockerung bewirkt, daß sich die einzelnen
Elemente voneinander trennen und die gebildeten Zwischenräume leicht mit isolierenden
Materialidn anzufüllen sind.
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Die Verformung gemäß der Erfindung kann auch ganz oder teilweise bei
erhöhter Temperatur, beispielsweise bei Glühtemperatur, durchgeführt werden. In
diesem Fall hat die Verwendung einer geschlossenen Hülle den besonderen Vorteil,
den Zutritt von Sauerstoff zu verhüten. Wenn dann als Hülle beispielsweise ein Material
mit größerer Affinität zu Sauerstoff als der zu deformierende Leiter verwendet wird
oder wenn sonstige leicht oxydierende Materialien innerhalb der Hülle enthalten
sind, so wird der mechanische Prozeß auch bei Glühtemperatur keinerlei Oxydation.
der Leiterelemente selbst verursachen können. EinVersintern von nicht gegeneinander
isolierten. oder nicht genügend isolierten Leiterelementen beim Walzen. unter erhöhter
Temperatur kann durch einen nochmaligen Walzprozeß bei geringer Temperatur wieder
aufgehoben werden.
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Es ist nicht immer erforderlich, die gesamte Länge des Hochfrequenzleiters
gleichmäßig zu verformen, vielmehr kann unter Umständen das Verhältnis von Isolationsmaterial
zu Leitermaterial- so gewählt werden, :daß es an den Enden. des Leiters bzw. der
Gesamtstrecke größer ist als in der Mitte. Ebenso kann die mechanische Bearbeitung
für die Endteile weiter durchgeführt werden als für die Mittelteile. Umgekehrt kann
für besondere Zwecke nur der Mittelteil einer Strecke nach dem Verfahren der Erfindung
hergestellt und die Endstrecke nach einem anderen, vielleicht umständlicheren Verfahren
hergestellt werden, bei welchem die einzelnen Bänder einzeln und unter Zwischenlegen
von Isoliermaterial zum Gesamtleiter zusammengesetzt werden.
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Es ist nicht immer erforderlich, daß alle Elemente eines Leiters in
.gleicher Weise und bis zum gleichen Grade mechanisch deformiert werden. Es kann
vielmehr so vorgegangen. werden', daß nur die äußerste Lage oder die äußeren Lagen,
überhaupt deformiert oder aber wesentlich stärker deformiert werden als die inneren.
Auch hier kann man wieder in der Weise vorgehen, daß man an den Enden einer Strecke
alle Elemente eines- Leiters in extremer Bandform ausbildet, während man in den
mittleren Teilen der Strecke auf die Bandform aller Elemente oder nur der inneren
Elemente ganz verzichtet oder die Deformation in Bandform in geringerem Maße durchführt
als an den Enden.