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Verfahren zur Herstellung luftraumisolierter koaxialer Kabel Zur Übertragung
breiter Frequenzbänder sind koaxiale Kabel besonders geeignet, bei denen ein Mittelleiter
von dem ihn umgebenden konzentrischen rohrförmigen Außenleiter durch ein verlustarmes
Dielektrikum getrennt wird. Um .ein möglichst verlustarmes Dielektrikum zu erzielen,
erfolgt die Halterung des Mittelleiters zweckmäßig mit Hilfe eines schraubenförmig
gewundenen Abstandhalters, über dem der Außenleiter aufgebracht ist. Durch eine
derartige Aus.fü rung ist es möglich, das Dielektrikum zwischen dem Außenleiter
und dem Innenleiter vorwiegend aus Luft beistehen zu lassen. Der Abstandhalter besteht
aus einem möglichst verlustarmen Material. Es ist bekannt, hierfür polymerisiertes
Styrol zu verwenden, das für .den angegebenen Zweck besonders vorteilhafte elektrische
und Festigkeitseigenschaften besitzt.
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Es ist bereits bekannt, derartige Abstandhalter in Form einer tim
den Innenleiter gewundenen Schraube aus Polystyrol zu spritzen. Die Temperatur,
bei der das zur Verwendung kommende polymerisierbare Material polynuerisiert wird,
hat jedoch auf die Eigenschaften des fertigen Abstandhalters einen wesentlichen
Einfiuß. So ergibt sich bei Verwendung eines Polymerisationspröduktes, das bei einer
verhältnismäßig niedrigen Temperatur polymerisiert ,ist, zwar ein äußerst biegsamer
Abstandhalter, es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten beim Ausspritzen, wenn es
sich darum handelt, einen gleichförmnigen Abstandhalter herzustellen. Demgegenüber
besitzt ein Polymerisationsprodukt, das bei höheren Temperaturen polymerisiert ist,
den Vorteil, daß es sich leicht -ausspritzen läßt. Allerdings ist es brüchiger als
das bei niedrigeren Temperaturen polymerisierte Material.
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Gegenstandder Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung luftraumisolierter
koaxialer Kabel mit einem Innenleiter, der mittels eines schraubenförmig gewundenen
Abstandhalters aus polymerisiertem Styrol innerhalb des Außenleiters konzentrisch
gehaltert ist. Durch die Erfindung wird nun bei derartigen Kabeln ein äußerst günstiger
Ausgleich zwischen den Eigenschaften der bei verschiedenen Temperaturen polymerisierten
Polymerisationsprodukte erzielt.
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Gemäß der Erfindung wird der Abstandhalter für ein luftraumisoliertes
koaxiales Kabel aus einem Gemisch von zwei Polymerisationsprodukten hergestellt,
deren eines bei einer Temperatur unter rooc polymerisiegt
ist,
während das andere bei einer Temperatur über ioo'y polymerisiert ist. Durch dieses
Verfahren lassen seich günstige mechanische uad spritztechnische Eigenschaften erzielen.
Das Prinzip dieser \Jischung besteht darin, daß die kleineren .kolloidalen Aggr;
gate des bei hoher Temperatur gewolliieneii Polvmer:,sationsproduktes die bei nieclriger#,r
Temperatur polymerisierten kolloidal<@n Aggregate etwas plastisch machen, wodurch
ein spritzbares Produkt entsteht, dessen Biegsamkeit der Biegsamkeit der beiden
Bestandteile ungefähr proportional ist.
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Solche Mischungen von Polvinerisat?onsprodukten werden in der Weise
spritzfertig hergestellt, daß zwei oder mehrere solcher Produkt; zusammen vermischt
werden, beispielsweise zwischen Mastizierrollen, v,-,e diese in der Guinmitnassenfabrikation
verwendet werden, oder nach einer anderen bekannten Mischungsart. Eine andere Methode,
d:e sich in Praxis als einfacher erwiesen hat und die ebenso befriedigende Resultate
ergibt, besteht darin, datl das flüssige Styrol teilweise bei einer der betredenden
:Temperaturen polymerisiert wird (vorzugsweise bei der niedrigeren Temperatur, da
hier die Polymerisatioii langsamer vor sich geht und leichter überwacht werden kann)
und daß die Polyme@isation -lann bei vier zweiten Temperatur vervollständigt wird.
In allen Fällen wird die Po.lvmeris,_itioil in einem geschlossenen Kessel. atis
Stahl oder sonstigem geeigneten Material ausgeführt.
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Es können auf fliese Weise <igle befriedigende Produkte erzeugt
ci-erdeii. I ht es nicht möglich ist, alle solche Zusannn,°ii.s,Ytzungen zu beschreiben,
sollen nur die nachfo .lgenden Beispiele erwähnt werden.
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Beispiel i 6ö Gewichtsteile reines Polystyrol, welches 7 Tage lang
bei 75`'C polymerisiert wurde, werden mit d.o
[email protected] reinem Polystyrol,
welches 2.I Stunden bei i 5o° C polymerisiert wurde, auf erwärmten glatten Mastizierrollen
vermischt. Die "1.'einperatur der Rollen ist zwischen i.yo` C und i5o° C zu halten.
Bei vollkommener (31eichrnäßigkeit der Mischung ist das Gemisch spritzfertig. Beispiel
2 Eine beliebige Alen ge reinen flüssigen Styrols wird
30 Stunden lang erst
bei c)o` C polymerisiert, wonach die Temperatur in weiteren 20 Stunden bis ido=@'
C erhöht wirel. Das polymerisierte Styrol wird abgekühlt, aus dem Kessel- entfernt
und ist dann spritzfertig. Für koaxiale Kabel mit unmittelbar auf den mittleren
Kupferleiter schraubenförmig aufgespritztem Alystandhalter aus Polystyrol soll bei
Verwendung von gewöhnlichen Kabeltrommeln der Querschnitt des schraulienförinig
gewickelten Polystyrolfadens nicht oder wenigstens nicht viel größer sein als der
Querschnitt des, mittleren Kupferleiters, wenn die Steigung der Schraubenlinie das
Zehnfache des Durchmessers des Mittelleiter: beträgt. Da es in gewissen Fällen erwünscht
ist, koaxiale Kabel mit einer dielektrischen Zwischenlage aus Polystyrol berzustellen,
die den obefgenannten Beschränkungen nicht entsprechen, muß mitunter ein Verfahren
angewendet «-erden, nach dem das I'olvstvrol in der Weise hergestellt «irrt, daß
die Alinessungsbeschränkungen behoben werden. -Man kann bei diesem Verfahren den
Querschnitt des schraubenförmigen Styrols den Querschnitt des mittleren Kupferleiters
merklich (d. 1i. zwei- oder -dreifach) übersteigen lasen, wenn die Steigung der
Schraubenlinie das Fünf- bis Zehnfache des Durchmessers des mittleren Kupferleiters
beträgt.
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Zu diesem Zweck «-erden Polystyrolfäden, -garne oder -leide in bekannter
Weise zu einem kreisförmigen oder einem anderen geeigneten Querschnitt zusammengebündelt,
auf den mittleren Kupferleiter aufgetragen, und zwar mittels eines Wickelkopfes,
in welchem eine Spule oder Trommel, auf der die Bündel aufgespult sind, um den fortlaufenden
mittleren Kupferleiter gedreht wird.
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lein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter polymerisierter
Styrolfadeil kann in bekannter Weise schraubenfederförinig auf einen Dorn aufgespritzt
und dann in dieser Form schraubenförmig auf den mittleren Leiter des koaxialen Kabels
als dielektrische Zwischenlage aufgewickelt werden. Diese Konstruktion ist bekanntlich
außerordentlich biegsam. Sie gibt denn koaxialen Kabel einen größeren Luftraum zwischen
den beiden Leitern.
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Es hat sich gezeigt, d,aß bei den üblichen Größen der koaxialen Kabel
gute Resultate erhalten werden, wenn man die Schraubenfeder aus Polystyrolfäden
von o,; Iris 0,75 nim Durchmesser herstellt und dabei eine sehr kleine
Schlaglänge anwendet. -Man legt also Windung an Windung möglichst eng aneinander,
so dali man nachher eine Schlaglänge erhält, die sich .aus dein Abfedern ciei- einzelnen
Windurigen voneinander ergibt. Zweckmäßigerweise stellt man die Polvstvrolschratibenfeder
bei erhöhter Temperatur her, wenn der I'(lystvi-olfaden einen größeren Durchinesser
als o,25 nim hat und der Durchmesser des Aufwickeldornes kleiner als 2,5 nun ist.
Die
auf den Dorn aufgespritzte Polystyrolschraubenfeder ist fest genug, um normale Druckbeanspruchungen,
die in einem koaxialen Kabelaufbau auftreten, auszuhalten. Sie wird auf einer Trommel
mit Abstand zwischen den Windungen und mit Papier oder sonstigen Zwischenlagen zwischen
den Lagen aufgewickelt, um zu verhindern, daß einzelne Windungen der Lagen inei.nandergreifen.
Die Trommel wird in einen Wickelkopf montiert, und der Polystyrolabstandhalter wird
nun direkt auf den Mittelleiter von 3,8 mm Durchmesser mit einer Steigung von etwa
25 mm aufgewickelt.
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Der Mittelleiter ist .mit einer haftenden Masse aus Polystyrol mit
Benzol o. dgl. vor dem Aufwickeln der anzulegenden Polystyrolschraubenfe-der überzogen.
Das Aufwickeln wird bei möglichst geringer Spannung durchgeführt. Auf diese Weise
wird der schraubenförmig aufgebrachte Abstandhalter in seiner Lage festgehalten.
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Unter Umständen könnte es erwünscht sein, die Festigkeit auf Kosten
der Biegsamkeit bei federförmigen Kordeln aus Poly-, styrolfäden zu erhöhen. Dies
geschieht :durch Imprägnierung .der Feder mit Isolierlack, beispielsweise Celluloseacetat
in Aceton aufgelöst, oder in manchen Fällen mit in Benzol aufgelöstem Polystyrol,
worauf das Lösungsmittel durch Verdampfung entfernt wird.-.
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Eine Schicht aus Celluloseäcetat oder Polystyrol oder sonstigem Lacke
verbleibt und bildet eine zusätzliche Versteifung des Aufbaues. -Ferner kann in
.bekannter Weise dem Polystyrol eine organische, plastisch machende Substanz oder
eine Mischung solcher Substanzen zugesetzt werden, wodurch die Biegs,ariikeit des
Polystyrols erhöht wind. Geeignete plastisch machende organische Substanzen für
diesen Zweck sind Gummi, zyklische Kohlenwasserstoffe und chlorierte zyklische Kohlenwasserstoffe,
insbesondere die der aromatischen Serie. Das Kriterium für die Eignung ist, daß
der von der plastisch machenden Substanz herrührende Dampfdruck bei Zimmertemper=atur
klein ist, daß sich der zyklische- Kohlenwasserstoff oder der chlorierte Kohlenwasserstoff
in das Polystyrol einsaugen und es aufschwemmen rnuß j und .daß der Verlust des
plastisch gemachten Polystyrols in dem verwendeten Frequenzbereich nicht mehr als
das Zweifache von reinem Polystyrol beträgt, wenn untergleichen Bedingungen gemessen
wird. In gewissen Fällen kann man einen erhöhten dielektrischen Verlust des Polystyrols
in Kauf nehmen, um erhöhte Biegsamkeit zu erreichen.
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Es hat sich gezeigt, daß Diphenyl als plastisch machende Substanz
besonders geeignet ist. Der Zusatz darf nicht mehr als 25 °% Gewichtsteile betragen.
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Diese plastisch machende Substanz wird beigemengt, so daß das Polystyrol
in die flüssige oder geschmolzene feste, plastisch machende Substanz einziehen und
sie aufschwemmen kann. Die Mischung erfolgt auf geheizten Gummirollen, bis sie einheitlich
ist. Andererseits kann die plastisch machende Substanz in flüssigem Styrol vor der
Polymerisation aufgelöst werden. Das Produkt nach der Polymerisation ist einheitlich
und kann ohne weitere Mischung, wie oben beschrieben, verarbeitet werden. In gewissen
Fällen kann das plastisch gemachte Polystyrol in die erforderliche .Form gespritzt
werden und auf eine Trommel aufgewickelt werden, um erst dann auf d en Mittelleiter
des koaxialen Kabels aufgewickelt zu wer=den.