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Elektrisches Kabel zur Übertragung breiter Frequenzbänder.
Eine Art von zur Übertragung breiter Frequenzbänder geeigneten Kabeln ist die, bei welcher ein Mittelleiter mittels eines Dielektrikum mit geringem Verlustwinkel von einem konzentrischen
Rohr, das den Innenleiter umgibt, getrennt ist. Die Dämpfung eines solchen Kabels wird durch die
Verluste im Dieelektrikum stark beeinflusst und aus diesem Grunde wurden verschiedene Kabel- konstruktionen vorgeschlagen, bei welchen Luft der vorherrschende Isolator ist, wobei jedoch irgendein mechanischer Abstandhalter vorgesehen sein muss, um den Innenleiter konzentrisch mit dem Aussen- leiter zu führen.
Bei Kabeln dieser Art ist es wichtig, dass der Luftraum zwischen den konzentrischen Leitern möglichst gross gehalten und gleichzeitig der Mittelleiter in ausreichender Weise gestützt und vom
Aussenleiter stetig im gleichen Abstand gehalten wird. Die Unterstützung muss genügend biegsam sein, um die Handhabung des Kabels während der Fabrikation und Verlegung zu gestatten. Die dielek- trischen Verluste des Trägers oder Abstandhalters müssen für die Frequenzen, für welche das Kabel bestimmt ist, gering sein.
Es wurde eine Anzahl verschiedener Massnahmen, den Mittelleiter zu unterstützen, vorgeschlagen, z. B. Umwickeln des Mittelleiters in einer Schraubenlinie mit einer Schnur aus Textilstoff, insbesondere weicher Baumwolle, besonders azetilierter Baumwolle, oder Zelluloseazetatseide oder Anordnung abstand- haltender Scheiben aus verschiedenen bekannten Isoliermaterialien, wie z. B. Gummi, Hartgummi,
Bakelit, oder aus keramischen Stoffen.
Beobachtet man jedoch die Ableitungsfrequenzkurven einer
Anzahl bekannter Dielektrika, dann sieht man, dass eines der geeignetsten Materialien für diesen Zweck polymerisiertes Styrol ist, das seit langem als zufriedenstellender elektrischer Isolator bekannt war und das bereits als abstandhaltendes Dielektrikum in koaxialen Kabeln vorgeschlagen wurde, wobei jedoch gewisse Schwierigkeiten auftreten, die seiner Verwendung als Isolator für einen Leiter gegenüberstehen.
Die Erfindung bezweckt nun ein Verfahren vorzusehen, um Polystyrol auf den Mittelleiter eines koaxialen Kabels obiger Bauart aufzubringen, wobei eine zufriedenstellende elektrische Trennung der beiden Leiter erreicht wird und die Biegsamkeit des fertigen Kabels unter Aufrechterhaltung der Trennung keine Einbusse erleidet.
Die Erfindung betrifft ferner die zum Erreichen eines zufriedenstellenden dielektrisehen Abstandhalters notwendigen Erzeugungsverfahren. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein
Verfahren zur Erzeugung luftisolierter koaxialer Kabel mit dielektrischen Abstandhaltern aus Polystyrol, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Polystyrolabstandhalter aus einem Gemisch von zwei oder mehreren bei verschiedenen Temperaturen hergestellten Polymerisationsprodukten besteht und dass das gemischte Polymerisationsprodukt in Form eines Stabes, Rohres oder Fadens ausgepresst und dieses ausgepresste Erzeugnis nach einer Schraubenlinie um den Mittelleiter gewickelt wird.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, die folgendes darstellen :
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein koaxiales Kabel nach der Erfindung mit einem stabförmigen dielektrischen Abstandhalter. Fig. 2 zeigt den Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Kabels, während in Fig. 3 ein Längsschnitt durch ein koaxiales Kabel mit einem röhrenförmigen dielektrischen
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Abstandhalter dargestellt ist. Fig. 4 zeigt den Querschnitt des in Fig. 3 dargestellten Kabels. Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch ein Kabel mit bandförmigem dielektrischem Abstandhalter und Fig. 6 zeigt dessen Querschnitt. Fig. 7 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines koaxialen Kabels nach der Erfindung, bei welcher der dielektrische Abstandhalter die Form eines aus Fäden bestehenden Bündels hat.
Fig. 8 zeigt den Querschnitt hievon. Fig. 9 ist ein teilweiser Längsschnitt durch eine weitere Form eines koaxialen Kabels nach der Erfindung, wobei der dielektrische Abstandhalter die Form einer Schraubenfeder hat ; Fig. 10 zeigt das Kabel im Querschnitt.
Nach einem Erfindungsmerkmal wird ein entsprechend gemischtes Polystyrol, z. B. ein bei 90 C hergestelltes Polymerisationsprodukt, gemischt mit einem bei 125 C hergestellten Polymerisationsprodukt, direkt durch die Düse einer Presse auf den Kupfermittelleiter eines koaxialen Kabels in Form einer im allgemeinen langgestreckten Schraubenlinie aufgepresst, wobei diese einen vollen runden, röhrenförmigen, rechteckigen oder irgendeinen andern geeigneten Querschnitt hat. Diese Ausführungsarten sind in den Fig. 1-6 dargestellt, in welche'aden mittleren Kupferleiter, 'B'den ausgepressten Abstandhalter aus Styrol,'C'den äusseren Kupferleiter in Bandform, der durch ein Metallband D zusammengehalten wird, und'E'einen Bleimantel darstellen.
Das Auspressen dieser Art von Polystyrol geschieht bei einer Temperatur von 150 C bis 2500 C ; die höheren Auspresstemperaturen sind für Polystyrolgemische mit grösserem Gehalt an bei der unteren
Grenze der Polymerisationstemperaturen, z. B. ungefähr 100 C, hergestelltem Polymerisationsprodukt erforderlich und die niedrigeren Auspresstemperaturen für Polystyrolgemische mit grösserem Gehalt an bei der oberen Grenze des Polymerisationstemperaturbereiches, z. B. ungefähr 150 C, hergestelltem Polymerisat..
Die Ausmasse eines koaxialen Kabels sind wegen der Biegsamkeit des langgezogenen Polystyrolschraubenganges begrenzt. Sie hängen ab von : a) dem Durchmesser des mittleren Kupferleiters, b) der Art und Grösse des Durchmessers des ausgepressten Polystyrols, e) der Polymerisationstemperatur des flüssigen Styrols, d) der Länge des Belages mit dem langgezogenen Polystyrolschraubengange, e) dem Durchmesser der bei der Erzeugung und für den Transport benutzten Trommeln.
Folgendes typisches Beispiel soll als Richtlinie für die hier beschriebenen Erzeugungsvorgänge dienen.
Reines, flüssiges Styrol wird in einem geeigneten verschlossenen Gefäss 30 Stunden bei 90 C und dann weitere 20 Stunden lang bei 140 C polymerisiert und das Produkt dann abgekühlt, um das harte, glasartige Erzeugnis zu bilden, welches herausgenommen und auf einen sich drehenden Kupferleiter von 3'75 mm (0'15") Durchmesser bei einer Temperatur von 200 C mit Hilfe einer fortlaufend arbeitenden Auspressvorrichtung aufgepresst wird. Die Geschwindigkeit, mit der der Leiter vorwärtsbewegt wird, ist 3 m in der Minute und der Leiter macht 120 Umdrehungen in der Minute, was eine Drallänge des Polystyrolschraubenganges von 25 mm ergibt.
Die Öffnung der Auspressdüse ist kreisförmig und hat einen Durchmesser von 2-25 mm (0'09") und erzeugt einen langgestreckten Polystyrolschraubengang mit einem kreisförmigen Querschnitt und einem Durchmesser von 2'5 mm. Das Polystyrol wird sofort nach dem Aufbringen mittels eines Kaltwasserstrahles abgekühlt und kann hierauf auf eine Trommel gewickelt werden, die einen Durchmesser von 1 m hat.
Erfindungsgemäss wird ein bei niedrigerer Temperatur hergestelltes Polymerisationsprodukt vorzugsweise bei Temperaturen unter 100 C erzeugt und das bei höheren Temperaturen erzeugte bei über 125 0 C, wodurch geeignete mechanische und Auspresseigenschaften erreicht werden. Der Grundsatz, der einer derartigen Mischung zugrunde liegt, ist der, dass kleinere Mengen von Kolloidalverbindungen des Polymerisationsproduktes höherer Temperatur die grösseren Kolloidalverbindungen des Polymerisationsproduktes niedriger Temperatur leicht formbar machen, was ein auspressbares Erzeugnis ergibt, das einen Biegsamkeitsgrad hat, der ungefähr der Biegsamkeit der beiden Bestandteile proportional ist.
Gemischte Polymerisationsprodukte dieser Art werden durch Zusammenwalken der zwei oder mehr die Bestandteile bildenden Polymerisationsprodukte auf Walkmaschinen, wie sie zur Gummimischung oder bei andern ähnlichen bekannten Mischverfahren verwendet werden, erzeugt. Ein anderes einfaches Verfahren mit gleich guten Ergebnissen besteht darin, dass das flüssige Styrol teilweise bei einer der betreffenden Temperaturen (vorzuziehen, aber nicht erforderlich ist die niedrigere Temperatur, denn hier ist das Polymerisationsverhältnis langsamer und daher besser zu überwachen) polymerisiert wird und dann die Polymerisation bei der zweiten Temperatur beendet wird. In allen Fällen wird die Polymerisation in einem verschlossenen Gefäss durchgeführt, das aus Stahl oder einem andern geeigneten Material besteht.
Auf diese Art kann eine Anzahl zufriedenstellender Erzeugnisse hergestellt werden und, obwohl es nicht möglich ist, alle derartigen Zusammensetzungen zu beschreiben, sollen die folgenden typischen Beispiele dazu dienen, den Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht zu zeigen.
Beispiel 1 : 60 Gewichtsteile reines, bei 75 C sieben Tage lang polymerisiertes Styrol werden auf erhitzten Walzen gut vermischt mit 40 Gewichtsteilen reinem, bei 150 C 24 Stunden lang poly-
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ist beendet, wenn ein gleichförmiges Produkt entsteht ; das Erzeugnis ist dann zum Aufpressen fertig.
Wie bereits erwähnt, sind die Ausmasse der durch direktes Auspressen einer Spirale aus reinem Polystyrol auf einen mittleren Kupferleiter begrenzt. Bei Verwendung gewöhnlicher Kabeltrommeln sollte der Querschnitt des flachen Polystyrolschraubenganges nicht oder nicht viel grösser sein als der Querschnitt des mittleren Kupferleiter, wenn die Drallänge des Schraubenganges 5-bis 10mal so gross ist wie der Durchmesser des Mittelleiters. Da es oft erwünscht ist, koaxiale Kabel mit Polystyrolabstandhalter zu erzeugen, für die obige Beschränkungen nicht zutreffen, werden erfindungsgemäss Mittel vorgesehen, wodurch Polystyrol in Formen hergestellt werden kann, die geeignet sind, den
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wo z.
B. der Querschnitt des Polystyrolschraubenganges bedeutend (d. h. 2-oder 3mal) grösser ist als der Querschnitt des mittleren Kupferleiter, wenn die Drallänge des Schraubenganges 5-oder 10mal so gross ist wie der Durchmesser des mittleren Kupferleiter.
Einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäss werden Polystyrolfäden in Form von gedrehten Fäden oder seidenartiger Fasern mit rundem oder einem andern geeigneten Querschnitt schraubenlinienförmig, gewöhnlich in Form einer flachen Schraubenlinie, auf den mittleren Kupfer- leiter mit Hilfe einer Umwiekelungsvorrichtung, in welcher eine Spule oder Trommel mit gebündelten
Fäden gedreht wird, um den sich fortbewegenden mittleren Kupferleiter gewunden.
Sofort nach dem Austritt des heissen Polystyrols aus der Düse wird auf den Polystyrolstrang ein Zug ausgeübt, der entsprechend dem gewünschten Fadendurehmesser gewählt wird. Der Zug wird am besten durch eine gewöhnliche Wickelmaschine bewirkt und der Faden wird direkt auf eine Spule aufgewickelt. Es können Fäden von 0'02 mm Durchmesser bis zum Durchmesser der Düsenöffnung auf diese Art erzeugt werden, u. zw. hängt dies von dem angewandten Zug, d. h. der Auspressgeschwindig- keit und der Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens ab.
Die mit solchen Fäden bewickelten Spulen werden auf einer Verseilmaschine je nach dem end- gültigen erforderlichen Strang miteinander verseilt. Der so gebildete Strang wird dann mittels einer
Umspinnung oder Umwicklung aus Textilmaterial, wie z. B. Zelluloseazetatseide oder insbesondere azetilierter Baumwolle oder vorzugsweise aus Polystyrolfäden von geeignetem Durchmesser, die in der oben-oder nachstehend beschriebenen Art erzeugt wurden, zusammengehalten. Der fertige Vielfachpolystyrolstrang, der umklöppelt oder umwickelt ist, wird direkt auf den Mittelleiter eines koaxialen
Kabels in Form einer flachen Schraubenlinie aufgewickelt und ergibt eine Konstruktion wie die in
Fig. 7 und 8 gezeigte.
Wegen der Biegsamkeit ist es erwünscht, dass die Temperatur bei der Polymerisation, bei welcher das Polystyrol, das zur Erzeugung der Fäden verwendet wird, entsteht, so niedrig als möglich gehalten wird, und es ist daher ratsam, bei Temperaturen nahe der unteren Grenze des zulässigen Temperatur- bereiches zu arbeiten, sonst wird eine grössere Anzahl dünnerer Fäden für die Erzeugung eines Stranges von gegebener Biegsamkeit notwendig sein.
Ferner ist es, um ein Höehstausmass an Biegsamkeit zu erreichen, erwünscht, den Durchmesser des ausgepressten Styrols durch Ziehvorgänge bedeutend zu verringern, denn hiedurch wird auf die Kolloidkörper, die im Polystyrol enthalten sind, eine Richt- wirkung ausgeübt, so dass sie sich ihrer Länge nach parallel mit der Längsrichtung des Fadens stellen und diesem dadurch ein Höehstausmass an Festigkeit und Biegsamkeit erteilen.
Der Ausdruck,, bündeln" ist in dieser Beschreibung so zu verstehen, dass er jedes unmittelbare
Zusammenlegen oder Verflechten von Fäden umfasst, wobei der Luftraum zwischen den einzelnen
Fäden des fertigen Stranges nach Wunsch vergrössert werden kann.
Folgendes typisches Beispiel soll eine Reihe zufriedenstellender Bedingungen für die Erzeugung von Mehrfachstyrolschnüren zeigen, wobei jedoch die Erfindung nicht auf diese besonderen Be- dingungen beschränkt werden soll.
Ein sehr guter Abstandhalter von 2-5 mm Durchmesser wird durch Auspressen eines gemischten polymerisierten Styrols durch eine Düse mit einem runden Querschnitt und einem Austrittsdureh- messer von 2'5 mm und durch Ziehen durch Anwendung eines Zuges direkt von einer Wickelmaschine erzeugt. Die Temperatur der Düse wird auf 200 C gehalten. Die Wickelmasehine ist in einer Ent- fernung von 3 m von der Ausgangsöffnung der Düse aufgestellt und ihre Arbeitsgeschwindigkeit wird zusammen mit der der Presse geregelt, damit das ausgepresste Styrol gezogen werden kann, während es noch warm ist, so dass es einen endgültigen Durchmesser von 0'5 mu erhält. Das Ziehen und die
Luftkühlung des Polystyrolfadens wird auf dem 3 m langen Weg zwischen der Ausgangsöffnung und der Wickelmaschine vorgenommen.
Dann werden 19 Spulen mit 0'5 mm dickem Faden auf einer Ver- seilmaschine angebracht und gebündelt, durch eine zylindrische Düse von 2'25 mm Durchmesser geführt und der so gebildete Strang wird dann mit Polystyrolfäden umsponnen, die aus drei 0'125 mm dicken
Fasern bestehen. Die so erzeugte umsponnene Schnur wird dann bei Zimmertemperatur um einen
Kupferleiter mit 2'5 mm Durchmesser in Form eines flachen Schraubenganges mit 25 mm langen
Windungen gelegt. Dies ergibt einen sehr biegsamen und geeigneten Mittelleiter und Abstandhalter für koaxiale Kabel.
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Auf diese Art erzeugte Polystyrolschnüre können in jeder erforderlichen Grösse für koaxiale
Kabel hergestellt werden, man braucht nur den Durchmesser der Polystyrolfäden und die Anzahl dieser Fäden in dem Bündel entsprechend zu wählen. Derartige Vielfaehpolystyrolschniire sind des- halb zur Verwendung in koaxialen Kabeln so geeignet, da sie genügend biegsam sind, um in entsprechenden Windungen um einen Mittelleiter gewickelt zu werden, ohne zu brechen. Vorausgesetzt, dass das Polystyrol bei der günstigsten Temperatur polymerisiert und mindestens bis zu der Hälfte seines ursprünglichen Durchmessers nach dem Auspressen gezogen wurde, kann eine Erhöhung der
Biegsamkeit der fertigen Schnur dadurch erreicht werden, dass man Fäden mit kleinerem Durchmesser verwendet.
In gewissen Fällen ist es günstig, den Polystyrolstrang bei erhöhter Temperatur um den Leiter zu wickeln. Auf diese Weise kann ein Strang oder ein Faden, der nicht biegsam genug ist, dass er um einen dünnen Mittelleiter eines koaxialen Kabels gewunden werden kann, zufriedenstellend angebracht werden, um eine genügende Biegsamkeit des fertigen Kabels bei Zimmertemperatur zu erreichen. Erfahrungsgemäss können Styrolschnüre auf diese Art bei Temperaturen bis zu 1000 C aufgewunden werden, obwohl die beste Arbeitstemperatur um 80 C liegt. In der Praxis wird dies dadurch erreicht, dass die Polystyrolschnur auf ihrem Wege von der Trommel in der Umwicklungsmaschine zum Leiter, auf den sie aufgewunden werden soll, durch einen kleinen Ofen geführt wird.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die bei obigem Erzeugungsverfahren für koaxiale Kabel beschriebene Polystyrolschnur aus seidenartigen Fäden aus Polystyrol erzeugt, die durch Auflösen von Polystyrol in einem Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt entstehen. Die so erhaltene Lösung wird durch sieh schnell drehende Tüllen ausgepresst und gelangt in einen Trocken- ofen, der am besten die Form einer vertikalen Kammer mit allmählich von oben nach unten ansteigender
Temperatur hat. Die auf diese Art erzeugten trockenen Fäden werden auf die unten in der warmen
Kammer befindlichen Spulen aufgespult und zwecks einfacher oder mehrfacher Bündelung auf Verseil- masehinen gebracht.
Ist der gewünschte Durchmesser der fertigen Schnur erreicht, dann wird sie mit entsprechendem Material, das vorzugsweise seidenartige Polystyrolfäden enthält, überwunden oder umsponnen, bevor sie auf den Mittelleiter des koaxialen Kabels aufgewickelt wird.
Ein geeignetes gemischtes Polystyrol wird in Benzol bis zu einer Konzentration von 3000 des
Gewichtes gelöst. Diese Lösung wird durch sich schnell drehende Tüllen in eine vertikale, zirka 9 M ; lange, elektrisch geheizte Heizkammer ausgepresst, in welcher am oberen Ende eine Temperatur von 80, 0 C, am unteren Ende eine Temperatur von 2500 C aufrechterhalten wird und die Temperatur von oben nach unten allmählich ansteigt. Die Benzoldämpfe werden herausgepumpt und die trockenen polymerisierten
Styrolfäden werden, wenn sie den Ofen verlassen, auf irgendeine geeignete Art aufgewickelt.
Nach einer andern Ausgestaltung der Erfindung wird ein auf eine der oben beschriebenen Arten erzeugter polymerisierter Styrolfaden schraubenlinienförmig gewunden und dieser Schraubengang in abermaliger Schraubenwindung um den Mittelleiter gewickelt, um so als dielektrischer Abstand- halter zu dienen. Diese Form ist in Fig. 9 und 10 gezeigt und eine derartige Bauart ist ausserordentlich geschmeidig, wenn auch weniger fest als die andern hierin beschriebenen Arten. Es verbleibt jedoch hiebei in dem koaxialen Kabel ein grösserer Luftraum und diese Konstruktion wird daher für bestimmte
Kabelarten verwendet.
Die besten Ergebnisse für alle koaxialen Kabel in den gebräuchlichen Ausmassen erhält man, wenn man den Schraubengang aus Polystyrolfäden von 0'5 ma bis 0-75 mm Durchmesser herstellt, mit sehr kurzen Windungen, d. h. eine geschlossene oder nahezu geschlossene Spirale, die am besten der natürliehen Schraubenfederwirkung der Styrolfäden der Umwicklung entspricht. Es ist notwendig, den Polystyrolschraubengang bei erhöhter Temperatur herzustellen, wenn der Faden einen grösseren
Durchmesser als 0. 25 mm hat, und der Schraubengang wird auf einem Dorn mit einem Durchmesser, der kleiner als 2-5 ins ist, erzeugt.
In dem folgenden Beispiel ist eine Reihe von Fabrikationsbedingungen beschrieben, die besonders zufriedenstellende Ergebnisse haben, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese besonderen Bedingungen beschränkt.
Ein fortlaufender Strang aus gemischtem polymerisiertem Styrol, der durch Auspressen durch eine Düse mit 2'5 mm Durchmesser und Ziehen in heissem Zustand bis auf einen Durchmesser von 0'5 mm hergestellt wurde, wird auf den Dorn einer geeigneten bekannten Maschine aufgewickelt. Der Durch- messer des Dorns beträgt an der Aufwickelstelle 1-25 mm. Der Polystyrolstrang wird auf seinem Wege von der Zuführungstrommel zu dem Dorn auf 80u C erhitzt, so dass er an der Aufwickelstelle diese
Temperatur erreicht hat ; der Dorn wird auf einer Temperatur von 50 C gehalten. Die Erwärmung des Polystyrolstranges ist leicht zu erreichen, indem man ihn zwei-oder dreimal um einen auf einer
Temperatur von 80'gehaltenen Stift führt oder indem man ihn durch eine Heizkammer gehen lässt.
Der Polystyrolschraubengang ist so geformt, dass sich die Windungen berühren, und wenn man sie von dem Dorn abnimmt, sieht man, dass ihr Gesamtdurehmesser 2'5 mm beträgt. Die Vergrösserung um 0'25 mm ist eine Folge der leichten Federung der Windungen, sobald der Zug aufgehört hat.
Die auf diese Art erzeugte Polystyrolschraube oder-feder ist fest genug, um normalem Druck, wie er bei koaxialen Kabeln möglich ist, standzuhalten. Sie wird auf eine Trommel aufgewunden,
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wobei Zwischenräume zwischen den Windungen gelassen werden und Papier oder eine ähnliche Zwischenlage zwischen den einzelnen Lagen vorgesehen wird, um ein Verhängen der Windungen untereinander zu verhindern ; die Trommel wird dann an einer Umwicklungsmasehine angebracht und das Polystyrol direkt um den 3'75 mm dicken Mittelleiter eines koaxialen Kabels mit einer Drallänge von 25 mm aufgewickelt.
Der Mittelleiter wird vor Umwicklung mit dem Polystyrolschraubengang dünn mit einem Klebemittel bestrichen, das aus in Benzol gelöstem Polystyrol oder einem andern geeigneten Material besteht, und die Umwicklung mit dem Polystyrolschraubengang wird mit so geringer Spannung als möglich vorgenommen. Hiedurch wird die Lage des Schraubenganges geregelt und sie wird später fest an ihrem Platz gehalten.
Gemäss einer andern Ausführungsform der Erfindung werden mehrere der nach einem oder dem andern bereits beschriebenen Verfahren erzeugten Styrolfäden auf der Umspinnungsmaschine zu einer hohlen Umspinnung geformt, die um den Mittelleiter des koaxialen Kabels in Form einer Schraubenlinie aufgewickelt wird und als dielektrischer Abstandhalter dient. Es ist notwendig, dass die Polystyrolfäden einen genügend grossen Durchmesser haben, um eine feste Umspinnung zu bilden.
Um die Biegsamkeit unter gewissen Umständen, wenn die Festigkeit auf Kosten der Biegsamkeit bei einer Umspinnung mit hohlen Polystyrolfäden erreicht werden soll, oder bei Verwendung von Schnüren aus Polystyrolfäden zu erhöhen, kann dies dadurch erreicht werden, dass die Schnur oder der hohle Faden mit einem isolierenden Lack, wie z. B. Zelluloseazetat, das in Azeton gelöst ist, oder in manchen Fällen Polystyrol, das in Benzol gelöst ist, überzogen wird, wobei das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt wird.
Es bleibt eine Haut aus Zelluloseazetet oder Polystyrol oder ein anderer Überzug zurück und macht das Gebilde steif.
Das bei den hier beschriebenen Erzeugungsverfahren für koaxiale Kabel verwendete Polystyrol kann mit einem organischen Mittel zum Plastischmachen oder einer Mischung aus solchen Mitteln vermengt werden, wodurch die Biegsamkeit des Polystyrols erhöht wird. Für diesen Zweck geeignete Mittel sind in den Hydraten oder Chlorhydraten der cyclischen Kohlenstoffverbindungen, insbesondere denen der aromatischen Reihe, enthalten. Ihre Verwendbarkeit liegt in der Eigenschaft, dass diese Verbindungen bei Zimmertemperatur einen geringen Dampfdruck haben und von dem Polystyrol aufgenommen werden, wodurch dieses anschwillt. Der Ableitungswiderstand des plastisch gemachten Polystyrols soll für das verwendete Frequenzband nicht grösser sein als das Doppelte des reinen Polystyrols.
In bestimmten Fällen kann die dielektrische Ableitung des Polystyrols zugunsten einer grösseren Biegsamkeit erhöht werden.
Diphenyl hat sich als den Anforderungen eines zufriedenstellenden Mittels zum Plastischmachen besonders gut entsprechend erwiesen, wenn es in einer Gewiehtsmenge von nicht mehr als 25% verwendet wird.
Diese plastischmachenden Mittel können dadurch hinzugefügt werden, dass das Polystyrol in das flüssige oder geschmolzene plastisehmachende Mittel eingebracht wird und dieses aufnimmt und dann mit Hilfe von Gummiwalzen so lange gemischt wird, bis es ein einheitliches Gemenge ergibt.
Alternativ kann auch das plastischmachende Mittel mit dem flüssigen Styrol vor der Polymerisation entweder gemischt oder aufgelöst werden. Das Produkt ist nach der Polymerisation gleichförmig und kann direkt in der früher beschriebenen Weise ohne weitere Mischung verwendet werden. Unter gewissen Umständen kann das plastischgemachte Polystyrol in der gewünschten Form auf eine Trommel ausgepresst und erst nachher auf den Mittelleiter eines koaxialen Kabels gewickelt werden.
Im folgenden Beispiel wird die Erzeugung eines plastischgemachten Styrols beschrieben, das insbesondere zur Verwendung als dielektrischer Abstandhalter in einem koaxialen Kabel geeignet ist, die Erfindung ist jedoch nicht auf die besonderen beschriebenen Bedingungen beschränkt.
10 Gewichtsteile Diphenyl werden in 90 Gewichtsteilen flüssigem Styrol aufgelöst. Nach vollkommener Lösung wird die entstandene Flüssigkeit in ein Polymerisationsgefäss gebracht und 5 Tage lang bei einer Temperatur von 115 C polymerisiert. Die so entstandene Masse ist zum Auspressen auf die beschriebene Art geeignet.
Das bei den beschriebenen Erzeugungsverfahren für koaxiale Kabel verwendete Polystyrol kann mit Naturgummi oder einem andern natürlich vorkommenden Polymerisationsprodukt aus Isopren mit oder ohne Zusatz eines Mittels zum Plastischmachen oder einer Mischung aus solchen Mitteln vermengt werden, wobei die Biegsamkeit des Polystyrols verbessert wird, ohne seine dielektrischen Eigenschaften merklich zu verschlechtern. Die Eignung des plastisehmaehenden Mittels besteht darin, dass sein Dampfdruck bei Zimmertemperatur klein sein soll und dass entweder der Gummi oder das Polystyrol darin aufquillt oder mit ihm vollgesaugt wird.
Besonders geeignete Mittel zum Plastischmachen sind die mineralischen und Pflanzenwachse, z. B. Paraffin, Ceresin und Petroleumwachse, oder die Hydrate und die Chlorhydrate der aromatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere mit niedrigem Dampfdruck bei Zimmertemperatur z. B. Diphenyl, Chlordiphenyl und Chlornaphthalin.
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Die dielektrischen Zusammensetzungen sollen mehr als 40% Polystyrol enthalten.
Die oben beschriebenen dielektrischen Produkte können auch dadurch erzeugt werden, dass man die Bestandteile mittels heisser Gummiwalzen oder mit andern geeigneten Gummimischapparaten mischt, bis ein gleichförmiges Erzeugnis entsteht. Dies kann so gemacht werden, dass man zuerst das i Mittel zum Plastischmachen dem Gummi oder Polystyrol bei erhöhter Temperatur (über dem Schmelzpunkt bei festen Mitteln) beimengt, indem man das kolloidale Material in dem Mittel zum Plastischmachen aufquellen und aufsaugen lässt, dann wird das zweite, unaufgequollene kolloidale Material bei einer Temperatur von 1000 bis 1200 C hinzugefügt.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung dielektrischen Materials, wie oben beschrieben, besteht darin, dass man zuerst den Gummi in einem geeigneten Gefäss aufquellen und die erforderliche Menge von flüssigem Styrol aufsaugen lässt. Das Gefäss wird dann fest verschlossen und auf die gewählte Polymerisationstemperatur erwärmt, so dass das flüssige Styrol in der Gummigallerte polymerisiert wird. Nach dem Auskühlen wird das Produkt herausgenommen und auf heissen Gummimischwalzen oder einem ähnlichen Apparat zusammen mit der erforderlichen Menge des plastischmachenden Mittels bei 1000 bis 1200 C geknetet, bis ein homogenes Produkt entsteht. Dieser Vorgang kann dadurch abgeändert werden, dass man zuerst das plastischmachende Mittel in dem flüssigen Styrol auflöst und dann den Gummi in der entstehenden Lösung aufquellen lässt, bis die Flüssigkeit zur Gänze aufgesaugt ist.
Das Aufquellen ist gewöhnlich innerhalb einer oder zwei Stunden beendet, wonach die Temperatur für die Polymerisation erhöht wird. Zum Schluss bewirkt ein kurzes Kneten, dass die Masse homogen wird. Die Höchsttemperatur der Polymerisation des flüssigen Styrols wird durch die gleichmässige Temperatur des Gummi, wenn dieser während der Polymerisation vorhanden ist, begrenzt.
Im folgenden Beispiel wird die Erzeugung einer plastischen Gummipolystyrolmischung beschieben, die besonders zur Verwendung als dielektrischer Abstandhalter in einem koaxialen Kabel geeignet ist, die Erfindung ist jedoch nicht auf die besonderen beschriebenen Bedingungen beschränkt.
5 Gewiehtsteile weisses Ceresinwachs werden in 70 Teilen flüssigem Styrol und 25 Teilen Gummi gelöst und diese Stoffe darin 12 Stunden aufquellen gelassen, hernach, wie oben beschrieben, ein gemischtes Polymerisationsprodukt hergestellt. Das entstehende harte Dielektrikum wird auf Gummiwalzen bei ungefähr 120v C einige Minuten lang geknetet, wonach es zum Auspressen als dielektrischer Abstandhalter in einem koaxialen Kabel in der beschriebenen Art fertig ist.
Die oben beschriebenen Polystyrol-und Gummimassen mit oder ohne plastisehmachenden Mitteln können auf den Mittelleiter eines koaxialen Kabels durch direktes Auspressen in der bereits beschriebenen Art aufgebracht werden, so dass das Dielektrikum eine offene Spirale bildet. Ist die Biegsamkeit des Dielektrikums genügend gross, dann kann die Masse auch in Form eines Stranges, Rohres oder Bandes oder in einer andern geeigneten Form unmittelbar auf eine Trommel aufgepresst werden, von wo aus es in Form einer Schraubenlinie um den Mittelleiter eines koaxialen Kabels gelegt werden kann. Die bereits beschriebenen Verfahren zur Erzeugung von Strängen aus polymerisiertem Styrol sind für diese zusammengesetzten Dieelektriken anwendbar, obwohl auch genügende Biegsamkeit erreicht werden kann, ohne dieses Verfahren anzuwenden.
Es hat jedoch auch einigen Vorteil, das eine oder andere dieser Verfahren anzuwenden, wenn man wünscht, den Luftspalt des Dielektrikums zu vergrössern.
Ein anderes bequemes Verfahren, den durch den dielektrischen Abstandhalter zu schaffenden Luftzwischenraum zu vergrössern, wenn der Abstandhalter in Form einer Schraubenlinie um den Mittelleiter eines konzentrischen Kabels gewickelt wird, besteht darin, den Abstandhalter mit einer Umwicklung oder Umklöppelung von Fäden aus polymerisiertem Styrol in der bereits beschriebenen Art zu versehen, bevor er um den Mittelleiter gewickelt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Erzeugung luftisolierter koaxialer Kabel, bei denen der dielektrische Abstandshalter zwischen dem Innen-und Aussenleiter aus Polystyrol besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Polystyrolabstandshalter aus einem Gemisch von zwei oder mehreren bei verschiedenen Temperaturen hergestellten Polymerisationsprodukten besteht und dass das gemischte Polymerisationsprodukt in Form einer Stange, Röhre, eines Bandes oder Fadens ausgepresst und nach einer Schraubenlinie um den Innenleiter gewickelt wird.