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Hohlrohr aus fortlaufend gewickelten Drähten und Bändern, insbesondere
dielektrisches Rohrkabel zur Übertragung von Ultrakurzwellen Bei dielektrischen
Rohrkabeln zur Übertragung von. magnetischen Wellen mit zirkularer elektrischer
Feldkomponente ist es bereits bekanntgeworden, das Rohr aus kurzen, dicht aneinandergereihten
Rohrstücken bzw. Ringen laus gut leitenden Metallen herzustellen, damit sich für
die zirkularen Leitungsströme ein möglichst kleiner Widerstand ergibt. Derartige
Rohre erfordern aber einen großen Aufwand an leitenden Metallen und haben ferner
den Nachteil einer langsamen und damit teuren Fabrikation. In fabrikationsmäßiger
Hinsicht ist es daher günstiger, das Rohr in ebenfalls bekannter Weise aus mit kurzer
Steigung gewickelten gut leitenden Bändern herzustellen. Dadurch wird aber nur eine
angenäherte Übereinstimmung des Verlaufs der Bandwindungen mit der zirkularen Richtung
der Leitungsströme erreicht.
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Gemäß der Erfindung werden bei aus fortlaufend gewickelten Drähten
oder Bändern gebildeten Hohlrohren die Drähte oder Bänder durch möglichst punktförmige
Richtungsänderung, z. B. durch Kröpfen oder Falten, in eine zur Rohrachse senkrechte
Lage übergeführt. Zweckmäßig wird diese Richtungsänderung, in Längsrichtung des
Hohlrohres gesehen, zumindest angenähert. an der
gleichen Stelle
des Rohrumfanges vorgenommen, d: h. auf einer Zylindermantellinie: Die Richtungsänderung
der Drähte oder Bänder wird bei Herstellung des Rohres vorteilhaft dadurch erreicht,
daß man die Drähte oder Bänder in senkrechter Lage zur Rohrachse wickelt und dabei
nach jeder Windung einen plötzlichen Windungsvorschub vornimmt. Es ist aber auch
möglich, die Drähte oder Bänder vor ihrem Wickeln zum Rohr so zu formen, daß sie
im fortlaufenden Wickelprozeß die gewünschte senkrechte Lage zum Rohr einnehmen.
Dabei muß aber darauf geachtet werden, daß die Richtungsänderungsstellen der Drähte
oder Bänder nicht verformt werden. Für den Fall der Herstellung des Rohres aus Bändern,
die an den Richtungsänderungsstellen gefaltet werden, können die Falze durch Löten,
Schweißen oder durch andere Maßnahmen, z. B. durch Verkleben, gegen Verformungen
gesichert werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Nach der Fig. i besteht das Hohlrohr aus einem Draht io, der in senkrechter
Lage zur Rohrachse gewickelt und nach jeder Windung an der gleichen Stelle i i des
Rohrumfanges um die Drahtstärke gekröpft ist. Dadurch erreicht man, daß die Drahtwindungen
praktisch auf dem gesamten Umfang eine senkrechte Lage zur Rohrachse einnehmen,
was insbesondere für die Übertragung magnetischer Wellen mit zirkularer elektrischer
Feldkomponente günstig ist. Zur Übertragung magnetischer Wellen höherer Ordnung
wird ein derartiges Hohlrohr an die Sende- und Empfangselektroden bzw: -antennen
vorteilhaft so angeschlossen, daß die Stelle i i des Rohres mit einer von Zirkularströmen
freien Stelle zusammenfällt. Dies hat noch den besonderen Vorteil, daß die Stellen
i i, wo die Drahtwindungen plötzlich ihre Richtung ändern, für die Zirkularströme
einen erhöhten Widerstand aufweisen, was dazu ausgenutzt werden kann, um eine unerwünschte
Drehung der Polarisationsebene zu verhindern. Der Draht io kann einen runden oder
einen profilierten Querschnitt, z. B. rechteckigen Querschnitt, erhalten.
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Die Fig. 2 zeigt die Herstellung eines Hohlrohres aus einem gewickelten
Band 12, das je Windung an der Stelle ii des Rohres durch Falten einen so großen
Windungsvorschub erhält, daß für alle Windungen stets die senkrechte Lage des Bandes
zur Rohrachse erreicht wird. In der Figur ist die eine Seite des Bandes, z. B. die
Vorderseite, mit ausgezogenen Linien schraffiert, die andere Seite; z: B. die Rückseite,
dagegen mit gestrichelten Linien, so daß die Form der Faltung gut erkennbar ist.
Der klaren Darstellung wegen ist ferner ein kleiner Abstand zwischen den Bandwindungen
gelassen. Praktisch wird jedoch eine dichte Aufeinanderfolge der Bandwindungen angestrebt.
Unter Umständen ist sogar eine gegenseitige Überlappung der nufeinanderfolgenden
Windungen möglich.
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In den Fig. 3 bis i i sind in Anlehnung an die Fig. 2 weitere Ausführungsformen,der
Falzstelle i i dargestellt. In übereinstimmung mit der Fig. 2 ist die eine Seite
mit ausgezogenen Linien und die andere Seite mit gestrichelten Linien schraffiert,
so daß sich weitere Erläuterungen über die Form des Falzes im einzelnen erübrigen.
Bei den Ausführungen nach den Fig. 7, 8 und 9 ist angenommen, daß das Band, wie
in der Zeichnung oberhalb der dargestellten Falzstelle im Querschnitt angegeben,
einen Z-förmigen Querschnitt aufweist und entsprechend diesem Profil mit gegenseitiger
Überlappung zum Rohr gewickelt ist.
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Während sich bei den Ausführungen nach den Fing. z bis 5, 7, 10 und
ii an,der Innenseite der gewickelten Rohre an den Falzstellen zum Teil mehrere nahtartige
Unterbrechungen der ringförmigen Windungen bzw. Ringe längs verschiedener, zum Teil
schräg zur Bandrichtung verlaufender Linien ergeben, erfolgen diese bei den Ausführungen
nach den Fig.6, 8 und 9 auf einer einzigen Linie senkrecht zur Bandrichtung, d.
h. längs einer Zylindermantellinie. Grundsätzlich können jedoch auch bei den anderen
Ausführungen der Falze senkrecht zur Bandachse im Rohrinnern liegende Fugen dadurch
erzielt werden, daß weitere Faltungen vorgenommen werden, beispielsweise längs den
Linien 13-14, 15-i6 und 17-i8 beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4, wobei sich,
von der Seite gesehen, die in der Fig. 12 dargestellte Form ergibt. In Anlehnung
an die Fig. 4 sind auch in der Fig. 12 die Faltlinien 13-14, 15-i6 und 17-i8 angedeutet.
In ähnlicher Weise ist die Anordnung nach der Fig. 8 aus der nach der Fig. 7 durch
zusätzliches Falten längs den Linien i9-:2o und 21-22 entstanden.
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Es ist auch möglich, die Bandflächen innerhalb der Falze oder Schlitze
voneinander zu isolieren, beispielsweise durch Einlegen eines dünnen Isolierbandes
in den Falz. Als diesbezügliches Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 12 in den Falz
das Isolierstoffband 23 eingelegt. Hierdurch erzielt man für die in zirkularer Richtung
fließenden Leitungsströme einen mit Isoliermaterial ausgefüllten Schlitz, der als
am Ende kurzgeschlossener Schlitz wirksam ist. Durch entsprechende Bemessung des
Falzes und der wirksamen Dielektrizitätskonstante des im Falz befindlichen Isoliermaterials
kann man für die Zirkularströme entweder einen großen oder einen kleinen Widerstand
erreichen, und zwar einen großen Widerstand, wenn die Schlitztiefe gleich einem
Viertel der im Schlitz wirksamen Wellenlänge ist, und einen kleinen Widerstand bei
einer Schlitztiefe gleich einer halben Wellenlänge im Schlitz. Der erste Fall ist
mit Vorteil bei der Übertragung der magnetischen Welle erster Ordnung in der Weise
anwendbar, daß der Falz an der von Zirkularströmen freien Stelle des Rohres angeordnet
und dadurch eine unerwünschte Drehung der Polarisationsebene vermieden wird. Zum
gleichen Zweck kann an der diametral zum Falz liegenden Stelle des Rohres eine zusätzliche
Faltung des Bandes vorgenommen werden, die nur dazu dient, einen für die Zirkularströme
großen Widerstand zu erzeugen. Als Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 13 eine derartige
zusätzliche
Faltung des Bandes, wobei der Schlitz vorteilhaft mit einem Isolierstoff ausgefüllt
und die Schlitztiefe T gleich einer Viertelwellenlänge der im Schlitz vorhandenen
Wellenlänge ist. Der zweite Fall, der die Ausbildung der Falzstelle mit kleinem
Widerstand vorsieht, z. B. der Falzstelle gemäß der Fig. 12, kann bei der Übertragung
der magnetischen Grundwellen, bei der die Zirkularströme über den ganzen Umfang
verlaufen, dazu ausgenutzt werden, um auch an der Falzstelle einen kleinen Widerstand
für die Zirkularströme zu erzielen.
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Wie bereits erwähnt, können die Richtungsänderungsstellen durch Löten
oder Schweißen oder durch andere Maßnahmen, z. B. durch Verkleben, gegen Formveränderungen
gesichert werden. Bei der Herstellung des Rohres aus Bändern, die an den Richtungsänderungsstellen
gemäß Fig. 12 gefaltet sind, können die Falze benachbarter Windungen ineinandergreifen
oder verhakt werden, um eine geradlinige Führung der Falze längs des Hohlrohres
zu erzielen und auch bei mechanischen Beanspruchungen aufrechtzuerhalten. Auch die
umgelegten Falze nach den Fig. 8 und 9 lassen sich verhaken, wobei die in den Figuren
gezeichnete Ansicht der Außenseite des Rohres entspricht. Danach kann bei hochkant
stehend verhakten Schlitzen ein gemeinsames Umlegen der Falze erfolgen. Es ist aber
auch möglich, die Falze hochkant stehen zu lassen, so daß sie in die über dem Rohr
liegenden Schutzschichten, die vorzugsweise als geschlossene Schichten aus thermoplastischen
Stoffen ausgebildet sind, eingreifen und hiernach festgelegt werden.
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Die Erfindung ist auch anwendbar für Hohlrohre mit von der Kreisform
abweichendem Querschnitt. Als diesbezügliches Ausführungsbeispiel zeigt die Fig.
14 ein aus einem Band gewickeltes Rohr mit rechteckigem Querschnitt. Das Rohr ist
aus einem Z-förmigen Band 24 überlappt gewickelt, wobei die Faltung 25 entsprechend
der Fig. 9 ausgeführt ist. Die Faltung 25 liegt hier in der Mitte der langen Rechteckseite,
kann aber nach Maßgabe der übertragenen Welle auch an anderen Stellen des Umfangs
liegen.
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Von den angegebenen Ausführungsmöglichkeiten sind Abweichungen in
dieser oder jener Richtung denkbar, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
können gleichzeitig mehrere parallel gelegte bzw. gefachte Drähte oder Bänder zum
Rohr gewickelt werden, bei denen die Richtungsänderung gemeinsam so vorgenommen
wird, als ob es sich um einen einzigen Draht oder ein einziges Band handelt. Die
Richtungsänderung kann bei mehreren Drähten oder Bändern jedoch auch für jeden Draht
oder jedes Band einzeln erfolgen, wobei es erforderlich ist, die Richtungsänderung
für jedes Einzelelement an ebenso vielen Stellen .des Rohrumfanges vorzunehmen als
die Anzahl der gleichzeitig gewickelten Drähte oder Bänder beträgt. Wenn auch die
Erfindung in erster Linie zur Herstellung von Hohlrohren zur dielektrischen Übertragung
von Ultrakurzwellen vorgesehen ist, können die nach der Erfindung hergestellten
Rohre auch für andere Zwecke verwendet werden, falls ein senkrechter Verlauf der
Drähte oder Bänder zur Rohrachse erwünscht ist.