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Hochfrequenzleiter aus in einer oder mehreren Schichten angeordneten,
gegenseitig isolierten Bändern bzw. Folien Bei der Herstellung von Hochfrequenzleitern
aus dünnen Drähten oder aus dünnen Bändern bzw. Folien werden die Drähte oder Bänder
mit Rücksicht auf den Skineffekt bei hohen Frequenzen so miteinander vereinigt,
daß die Hochfrequenzströme sich auf alle Drähte oder Bänder des gesamten Leiterquerschnittes
gleichmäßig verteilen. Während die Herstellung von Hochfrequenzleitern aus. dünnen
Drähten keine wesentlichen fabrikatorischen Schwierigkeiten bereitet, sind bisher
für Hochfrequenzleiter aus Bändern oder Folien keine Aufbauten bekanntgeworden,
,die die gewünschte gleichmäßige Stromverteilung gewährleisten und sich ohne besondere
Schwierigkeiten herstellen lassen. Die Erfindung betrifft neuartige vorteilhafte
Aufbauten von Hochfrequenzleitern aus Bändern oder Folien, die in einer oder mehreren
Schichten angeordnet und voneinander isoliert sind. Gemäß der Erfindung bestehen
Hochfrequenzleiter aus einem achsparallel oder nahezu achsparallel verlaufenden,
vorzugsweise mit mehrfacher Überlappung gebogenen bzw. gerollten leitenden Band,
,das in vorzugsweise regelmäßigen kurzen Abständen. schräg zu dessen Längsrichtung
gefaltet ist.
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Die Herstellung des Hochfrequenzleiters erfolgt zweckmäßig in der
Weise, daß das leitende Band zunächst in .der vorgesehenen Weise gefaltet und nach
der Faltung in achsparalleler bzw. nahezu
achsparalleler Lage zum
Leiter gebogen bzw. gerollt wird. Dieses Herstellungsverfahren wird unter gleichzeitiger
Angabe mehrerer Ausführungsmöglichkeiten an Hand derFig. i bis 5 näher beschrieben.
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Die Fig. i bis q. zeigen zunächst mehrere Ausführungsmöglichkeiten
für die erste Verfahrensstufe, d. h. zur Herstellung :des gefalteten Bandes. Nach
der Fig. i ist,das dünne Band io in Abständen um die zur Längsachse des Bandes schräg
verlaufenden Linien i i abwechselnd in der einen und anderen Richtung gefaltet.
Die Fig. 2 stellt ein etwas breiteres. Band dar, das in Abständen in der gleichen
Richtung gefaltet wird. Die Herstellung eines derart gefalteten Bandes kann beispielsweise
in der Weise erfolgen, daß man eine offene Bandwicklung gemäß der Fig. 3 durch einen
Walzprozeß od. dgl. flachdrückt. In der Fig. ¢ ist in Übereinstimmung mit der Fig.
i das Band io abwechselnd in der einen und anderen Richtung gefaltet, aber in der
Weise, daß sich die Umlegestellen überdecken. Würde man beispielsweise das Band
io gemäß der Fig. i in dieser Weise falten, so würden die Punkte a und b der Fig.
i zusammenfallen. Bei dieser Art,der Faltung beträgt die Breite des gefalteten Bandes
etwas weniger als die Hälfte der Breite des ungefalteten Bandes. Die Faltlinien
i i laufen stets parallel zueinander. Insbesondere beidem nach' der Fig. i gefalteten
Band kann dasselbe auch aus zwei dicht aufeinandergelegteri, gegebenenfalls durch
eine sehr dünne Isolierschicht getrennten Bändern bestehen, wobei zweckmäßig die
beiden Bänder durch klebende _Isolierlacke miteinander verklebt werden.
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Die in dieser Weise gefalteten- Bänder werden in achsparalleler bzw.
nahezu achsparalleler Lage, vorzugsweise mit mehrfacher Überlappung, zum Leiter
geformt. Hierzu sind verschiedene Verfahren und Einrichtungen bekannt, so daß auf
-die nähere Erläuterung dieser Verfahrensstufe verzichtet werden kann. Die Fig.
5 .deutet beispielsweise den Fall an, daß ein nach der Fig. 2 hergestelltes Band
parallel zu den Faltlinien i i und damit zur Leiterachse um einen zentralen Kern
12 mit großer Überlappung gebogen wird.
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Für die. Weiterfabrikation ist es zweckmäßig, die durch die Faltung
aufeinandergedrückten Flächen des Bandes miteinander zu verkleben, vorzugsweise
unter Verwendung solcher Klebelacke, die durch Erwärmung klebefähig gemacht werden
und bei Raumtemperatur oder beiden in Frage kommenden Betriebstemperaturen die erforderliche
Festigkeit aufweisen.
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Um die Stromverteilung bei derartigen aus einem kreuzweise gefalteten
Band hergestellten Hochfrequenzleitern zu erkennen, sind in der Fig. i im gefalteten
Band io die in Richtung des Bandes verlaufenden Stromfäden durch dünne Linien angedeutet,
wobei die Pfeile,die augenblickliche Stromrichtung angeben,. Hieraus geht hervor,
daß die Ströme einerseits einen annähernd zickzackförmigen Verlauf nehmen und andererseits
an -den Stellen, an; denen; das Band infolge der Faltung doppelschichtig liegt,
sowohl in der unteren Schicht als auch. in der oberen Schicht fließen,. Die gleichen
Verhältnisse liegen auch dann vor, wenn das gefaltete Band zum Leiter geformt wird,
nur mit dem Unterschied"daß .der ungefähre Zickzackverlauf der Stromfäden in einen
Schraubenverlauf mit abwechselnder Schraubenrichtung übergeht. Wird das Band mit
mehrfacher Überlappung, d. h. in einer mehrgängigen Spirale zum Leiter gerollt,
so verlaufen die Stromfäden in entsprechender Weise in mehreren Schraubenwindungen
abwechselnd in der einen und in,der anderen Schraubenrichtung, wobei sich die Stromfäden
auf den gesamten Leiterquerschnitt gleichmäßig verteilen. Durch entsprechende Bemessung
des Bandes und ferner durch die Art der Faltung und durch die Größe der Überlappung
bei deren Formung zum Leiter kann erreicht werden, daß eine störende Induktivität
nicht entsteht.
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Die Bänder bzw. Folien bestehen vorteilhaft aus gut leitenden Metallen,
wie Kupfer, Aluminium oder Zink, wobei auch mehrschichtige Bänder, z. B. plattierte
Bänder, verwendet werden können. Die Isolierung der Bänder kann, ein- oder beidseitig
I. durch dünne Isolierschichten, vorzugsweise aus erhärtenden, *aber genügend biegsam
bleibenden Lacken erfolgen. Gegebenenfalls genügt zur Isolierung bereits eine oberflächliche
Oxydierung der Bänder; bei Aluminiumbändern z. B. die im allgemeinen -schon vorhandene
Oxydschicht. Vorteilhafterweise werden die Bänder aber mit dünnen Isolierfolien
zusammengeklebt, oder es werden die leitenden Bänder mit dünnen Isolierfolien gemeinsam
gefaltet.
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Eine vorteilhafte Ausführung, insbesondere bei Verwendung eines verhältnismäßig
breiten Bandes, besteht darin, das Band in der Querrichtung in mehrere parallel
verlaufende und zweckmäßig voneinander isolierte schmälere Bänder oder Drähte zu
unterteilen. Ein diesbezügliches Ausführungsbeispiel zeigt in vergrößertem Querschnitt
die Fig. 6 der Zeichnung. Hiernach liegen zwischen zwei dünnen Isolierfolien 13
und 14 sieben gutleitende Folien 15, deren Lage durch Verkleben oder durch Zusammenpressen
der Isolierfolien unter Erwärmung festgelegt wird. Es ist auch möglich, die Folien
15 einzeln zu isolieren. An Stelle der Folien 15 kann auch eine Vielzahl von dünnen
isolierten Drähten parallel gelegt werden. Derart hergestellte, in der Querrichtung
unterteilte Bänder, -die erfindungsgemäß gefaltet und zum Hochfrequenzleiter geformt
werden, haben eine weitere Vergleichsmäßigung der Stromverteilung und damit Herabsetzung
des Wirkwiderstandes bei hohen Frequenzen zur Folge, da sich keine Querkomponenten
der Ströme ausbilden können. Ferner wird die Biegsamkeit des Hochfrequenzleiters
erhöht.
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Ein in der Mitte des Leiters angeordneter Kern kann j e nach den vorliegenden
Verhältnissen aus Metall, wie Eisen, Kupfer oder Aluminium, oder auch aus einem
Isolierstoff, z. B. aus zugfesten Faserstoffen;, thermoplastischen Stoffen oder
aus keramischen Isolierstoffen, bestehen. Als thermoplastische Isolierstoffe eignen
sich beispielsweise Fäden, aus Polyvinylchlorid oder aus Superpolyamid.
Die
Bandschichten des mehrschichtig angeordneten Bandes werden vorteilhaft miteinander
verklebt. Ferner ist bei Anordnung eines zentralen Kernes die Verklebung des Bandes
mit dem Kern zweckmäßig. Weiterhin kann .der Hochfrequenzleiter nach der erfindungsgemäß
vorgenommenen Formung des Bandes einem nachträglichen Zieh- oder Walzprozeß unterworfen
werden, um die Oberfläche des Leiters zu glätten und einen möglichst großen. Füllfaktor
zu erzielen. Das kreuzweise Falten des Bandes und dessen: Formung zum Leiter und
gegebenenfalls auch der nachträgliche Zieh- oder Walzprozeß können im gleichen Arbeitsgang
vorgenommen werden.
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Anstatt die Faltung des leitenden Bandes vor dessen Formung zum Leiter
vorzunehmen, ist es auch möglich, das Band mit großem Schlag, d. h. nahezu achsparallel
zum Leiter zu biegen bzw. zu rollen und dabei die Umlegerichtung in derart kurzen
Abständen zu wechseln, daß im fertigen Leiter die gewünschte Faltung des Bandes
vorhanden ist. Hierzu können.- an sich bekannte Einrichtungen zum achsparallelen
Aufbringen von Folien auf elektrische Leiter benutzt werden, die nur eine zusätzliche
Vorrichtung erhalten müssen, um die Umlegerichtung in kurzen Abständen, d. h. in
periodischen Abständen, zu ändern.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungen beschränkt.
Beispielsweise ist es nicht unbedingt erforderlich, die Faltung der Bänder bzw.
der Folien fortlaufend in gleichmäßiger Weise vorzunehmen. Die Faltung kann in Abständen
unterbrochen oder es kann,die Faltrichtung in Abständen geändert werden. Abweichend
von den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Faltung kürzer
oder länger ausgeführt werden, d. h. mit kleinerer oder größerer Steigung.
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Die nach der Erfindung hergestellten Hochfrequenzleiter sind für alle
Zwecke anwendbar, in denen bei .der Hochfrequenzübertragung eine gleichmäßige Stromverteilung
im Leiter erwünscht ist,. z. B. als Leiter für Hochfrequenzkabel und Hochfrequenzspulenwicklungen,
als Hochfrequenzfreileitungen usw. Dabei können mehrere nach der Erfindung hergestellte
Hochfrequenzleiter zu einem Leiter größeren Ouerschnittes zusammengefaßt werden,
wie es in der Kabel- und Leitungstechnik zur Herstellung von Mehrfachleitern an
sich bekannt ist.