DE899688C - Hochfrequenzleiter aus in einer oder mehreren Schichten angeordneten, gegenseitig isolierten Baendern bzw. Folien - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochfrequenzleiter aus in einer oder mehreren Schichten angeordneten, gegenseitig isolierten Bändern bzw. Folien, gegebenenfalls mit innenliegendem Kern, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter aus einem achsparallel oder nahezu achsparallel verlaufenden, vorzugsweise mit mehrfacher 'Überlappung gebogenen bzw. gerollten leitenden Band besteht, das in vorzugsweise regelmäßigen kurzen Abständen schräg zu dessen Längsrichtung gefaltet ist.
2. 2. Hochfrequenzleiter nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Band aus zwei dicht aufeinandergelegten, vorzugsweise durch eine Isolierschicht getrennten und miteinander verklebten dünnen leitenden Bändern besteht.
3. 3. Hochfrequenzleiter nach Anspruch i, da-.durch gekennzeichnet, daß das leitende Band in Querrichtung in mehrere parallel verlaufende und vorteilhaft voneinander isolierte schmälere Bänder oder Drähte unterteilt ist. q..
4. Hochfrequenzleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schmäleren Bänder oder Drähte auf ein dünnes Isolierband aufgeklebt bzw. zwischen zwei dünnen Isolierbändern festgelegt sind.
5. 5. Hochfrequenzleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandschichten untereinander und die innere Bandschicht gegebenenfalls auch mit dem in derMitte liegenden Kern verklebt sind.
6. 6. Hochfrequenzleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter durch entsprechende Bemessung des Bandes sowie durch die Art der Faltung und die Größe der Überlappung als Leiter ohne störende Induktivität ausgeführt ist.
7. 7. Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzleitern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Band zunächst gefaltet und nach der vorgenommenen Faltung in achsparalleler bzw. nahezu achsparalleler Lage zum Leiter gebogen bzw. gerollt wird. B.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des gefalteten Bandes dieses zunächst zu einer offenen Wendel gewickelt und darauf die Wendel flachgedrückt wird. g.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Bandes die durch die Faltung aufeinandergedrückten Bandflächen miteinander verklebt werden. io.
10. Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzleitern nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter einem nachträglichen Zieh- oder Walzprozeß unterworfen wird. i i.
11. Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzleitern nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltung des Bandes, die Formung des Bandes zum Leiter und gegebenenfalls auch der nachträgliche Zieh- oder Walzprozeß in einem gemeinsamen Arbeitsgang vorgenommen werden.
12. 12. Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzleitern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit großem Schlag, d. h. nahezu achsparallel zum Leiter gebogen bzw. gerollt und dabei die Umlegerichtung in derart kurzen Abständen gewechselt wird, daß die gewünschte Faltung des Bandes entsteht.