DE1490133C - Koaxial Kupplungsstuck - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koaxial-Kupplungsstück mit einem in einem Isolierteil eingeschlossenen Innenleiter und einem rohrförmigen Außenleiter, bei dem mindestens ein Leiter eine Querschnittsveränderung zur Verankerung mit dem Isolierteil aufweist.

Es ist ein Hochfrequenz-Kupplungsstück bekannt, bei dem zur Verankerung des rohrförmigen Außenleiters am Isolierteil der Außenleiter mit Durchbrüchen versehen ist, durch die die Isoliermasse des Isolierteils dringt. Der Innenleiter besitzt eine allmählich sich erweiternde Querschnittsfläche. Dadurch ist der Innenleiter gegenüber dem Isolierteil jedoch nur in einer Richtung axial gesichert, so daß sich bei wiederholten Verbindungs- und Trennvorgängen des Paares des Kupplungsstücks wenigstens in einer Richtung eine axiale Bewegung des Innenleiters möglich ist. Dies gilt vor allem dann, wenn der Isolierteil aus verhältnismäßig glattem, reibungslosem Material, beispielsweise Polytetrafluoräthylen besteht.

Es ist ferner eine Halterungsanordnung für den Innenleiter eines als lösbare Leitungsverbindung ausgebildeten Koaxialleitungsabschnittes bekannt. Innen- und Außenleiter, die als kurze Leitungsstücke ausgeführt sind, sind über ein Isolierstützteil miteinander verbunden. Der hülsenförmige Außenleiter weist Durchbrüche auf, die mit Isoliermasse des Stützteils ausgefüllt sind. Gegenüber dem Stützteil ist der Innenleiter durch eine Querschnittsverringerung, in die das Stützteil hineingreift, verankert. Nun haben derartige Querschnittsverringerungen oder -erweiterungen, die zur Sicherung eines Leiters gegenüber dem Isolierteil dienen, den Nachteil, daß sie zu Unstetigkeiten im Wellenwiderstand des Kupplungsstückes führen, die Reflexionen hervorrufen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Koaxial-Kupplungsstück mit einem in einem Isolierteil eingeschlossenen Innenleiter und einem rohrförmigen Außenleiter zu schaffen, das einerseits eine hinreichende Verankerung der Leiter gegenüber dem Isolierteil sicherstellt, zum anderen jedoch eine Unstetigkeit des Wellenwiderstandes im Verlauf des Kupplungsstücks weitgehend vermeidet.

Bei einem Kupplungsstück der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stopfen quer zur Achse des Kupplungsstückes in dem Isolierteil und im Bereich der Querschnittsveränderung eingebettet ist und der Stopfen eine derart abweichende Dielektrizitätskonstante aufweist, daß der Wellenwiderstand an dieser Stelle im wesentlichen die gleichen Werte wie im übrigen Leiterbereich aufweist.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kupplungsstücks sind Innen- und/oder Außenleiter wirksam gegen axiale Verschiebungen gesichert, ohne daß es zu einer Unstetigkeit des Wellenwiderstands kommt, was eine Verschlechterung der elektrischen Kennwerte des Kupplungsstücks zur Folge haben würde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine längserstreckte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen koaxialen Kupplungsstücks, bei dem der Innenleiter mit Stecker-Endteilen versehen ist.

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2,

F i g. 3 einen Teil eines Längsschnitts durch eine andere Ausführungsform, die der Ausführungsfonn nach den F i g. 1 und 2 ähnlich ist und

F i g. 4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Koaxial-Kupplungsstück, bei dem der Innenleiter mit Hülsen-Endteilen versehen ist.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Koaxial-Kupplungsstück 10 enthält einen hohlen, rohrförmigen Außenleiter 12 mit einer zentralen Bohrung 13 von konstantem Durchmesser, einen rohrförmigen, im allgemeinen massiven Isolierteil 14, der innerhalb der Bohrung 13 angeordnet ist und diese Bohrung im wesentlichen ausfüllt, sowie einen metallischen, massiven Innenleiter 16, der sich in einer Bohrung 18 des Isolierteils 14 koaxial zu diesem und koaxial zum Außenleiter 12 erstreckt. Der Isolierteil 14 kann aus einem geeigneten Material mit guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften hergestellt sein. In der bevorzugten Ausführungsform besteht er aus einem Polytetrafluoräthylen oder Polytrifluorchloräthylen.

Der Außenleiter 12 ist an seinen beiden Enden durch je einen mit verjüngtem Querschnitt ausgeführten Endteil 20 versehen, der seinerseits mit dem entsprechenden Ende des Isolierteils 14 abschließt. Der Innenleiter 19 ist im wesentlichen mit konstantem Querschnitt ausgeführt und schließt an beiden Enden mit einem Stecker-Endteil 22 mit verringertem Querschnitt ab, der über den zugehörigen Endteil 20 hinaus vorsteht und in einer im wesentlichen konischen Spitze ausläuft. An jedem Ende des Außenleiters 12 ist eine Kupplungsmuffe 24 üblicher Konstruktion mit Hilfe eines in einer Ringnut 28 untergebrachten Federringes 26 drehbar angebracht. Die verjüngten Endteile 20 sind von nachgiebigen ringförmigen Dichtscheiben 30 umgeben.

In der Praxis kann das Kupplungsstück 10 verwendet werden, um zwei koaxiale Bauteile, die beispielsweise eine Koaxialleitung enthalten, miteinander zu verbinden. Die Koaxialleitung (nicht dargestellt) wäre in diesem Fall selbst mit einem Kupplungsstück abgeschlossen, das eine äußere Abschirmung oder einen Außenleiter enthielte, der über den Endteil 20 geschoben werden kann und mit Teilen versehen ist, die mit der Scheibe 30 und dem äußeren Ende des Endteiles 20 sowie durch Gewinde mit der Kupplungsmuffe 24 verbunden werden können. In diesem Fall müßte das Koaxialleitungs-Kupplungsstück einen Innenleiter aufweisen, der in einer freitragenden federnden Hülsenkonstruktion endet (ähnlich wie der in F i g. 4 gezeigte Endteil 22 a des Innenleiters 16 a), um den mit verringertem Querschnitt ausgeführten Steckerteil 22 des Innenleiters 16 erfassen und zugreifend aufnehmen zu können. Es ist zu erkennen, daß beim Trennen und Verbinden des Koaxialkabel-Kupplungsstücks und des Kupplungsstücks 10 auf den Innenleiter 16 im wesentlichen axial gerichtete Kräfte ausgeübt werden, und zwar als Folge der zur Überwindung der Federwirkung des aufnehmenden Innenleiters erforderlichen Kraft. Ohne besondere Verkehrungen kann demnach der Innenleiter 16 und möglicherweise auch der Isolierteil 14 axial verschoben werden, was zu einer Unstetigkeitsstelle zwischen den verbindenden Teilen und einer Beeinträchtigung der elektrischen Kennwerte des Kupplungsstückes 10 führt. Um eine derartige axiale Bewegung zu verhindern, ist der Innenleiter 16 in einer hier gezeigten Weise am Außenleiter 12 verankert.

Der Außenleiter 12 ist mit einer diametral durchgehenden Bohrung 32 zwischen seinen Enden ver-

sehen. Diese Bohrung ist koaxial mit einer ebenfalls diametral durch den Isolierteil 14 erstreckten Bohrung 34 verbunden. Der Innenleiter 16 besitzt einen Abschnitt 36 mit verringertem Durchmesser zwischen einem Paar ringförmiger Schultern 40; dieser Abschnitt ist an der Stelle angeordnet, wo sich die von den Bohrungen 32 und 34 gebildete öffnung befindet. Diese Öffnung mit dem darin befindlichen Abschnitt 36 ist von einem Stopfen 38 ausgefüllt. Dieser Stopfen besteht aus einem Material, das ursprünglich in einem fließfähigen Zustand war und später zu einem massiven Körper aushärtet. Auf diese Weise kann der zunächst leere Raum der öffnung leicht dadurch gefüllt werden, daß das fließfähige Material des Stopfens 38 einfach dort hineingegossen wird. Damit das den Stopfen 38 bildende Material vollständig um den Abschnitt 36 mit verringertem Durchmesser herumfließt, hat die Bohrung 34 im Isolierteil 14 einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 36; in einer bevorzugten Ausführungsform ist außerdem der Durchmesser der Bohrung 34 größer als der Durchmesser derjenigen Teile des Innenleiters 16, die beiderseits an den Abschnitt 36 unmittelbar angrenzen. Vorzugsweise ist die Länge des Abschnittes 36 mit verringertem Querschnitt kleiner als der Durchmesser der Bohrung 34 des Isolierteils 14, so daß die gegenüberliegenden Schultern 40 vom Stopfen 38 umschlossen und erfaßt werden.

Man erkennt, daß in der beschriebenen Konstruktion der Innenleiter 16 mit Hilfe des Stopfens 38 am Außenleiter 12 fixiert und somit beim Aufstecken und Abziehen eines anderen Kupplungsstücks gegen axiale Verschiebung gegenüber dem Außenleiter gesichert ist. In ähnlicher Weise ist der Isolierteil 14 am Außenleiter 12 und am Innenleiter 16 fixiert, so daß keine besonderen Halteschultern und Federringe erforderlich sind, um den Isolierteil 14 am Außenleiter 12 zu befestigen.

Der Abschnitt 36 mit verringertem Durchmesser stellt für die zu übertragende Hochfrequenzwelle eine elektrische Unstetigkeitsstelle, d. h. eine Impedanzänderung, dar. Derartige Unstetigkeiten beeinflussen die Übertragung einer Hochfrequenzwelle in ungünstiger Weise, beispielsweise durch Erzeugung unerwünschter Reflexionen usw. Um das Kupplungsstück 10 von diesen nachteiligen Wirkungen im wesentlichen zu befreien, wird der Stopfen 38 aus einem Material hergestellt, das eine höhere Dielektrizitätskonstante hat als der Isolierteil 14. Auf diese Weise ist es durch richtige Auswahl des Durchmessers des dünneren Abschnittes 36 unter Berücksichtigung des Unterschieds der Dielektrizitätskonstanten von Isolierteil 14 und Stopfen 38 möglich, über die ganze Länge des elektrischen Laufweges des Kupplungsstücks 10 eine im wesentlichen konstante Impedanz herzustellen.

Bei einer bestimmten Ausführungsform besteht der Stopfen 38 aus einem Epoxydharz. Zusätzlich zu der erwünschten hohen Dielektrizitätskonstante zeichnen sich Epoxydharze durch ausgezeichnete Haftwirkung, niedrige Gießviskosität, geringes Schwinden beim Aushärten und andere vorteilhafte Eigenschaften aus. Man beachte, daß der Epoxydharz-Stopfen 38 eine höhere Dielektrizitätskonstante aufweist als der aus Polytetrafluoräthylen bestehende Isolierteil 14.

Um den Zusammenbau zu erleichtern, wird die Bohrung 32 in dem Außenleiter 12 vor dem Einbau des Isolierteils 14 hergestellt und erhält einen größeren Durchmesser als die Bohrung 34 des Isolierteils 14, so daß sie als Führungsbohrung für diese Bohrung dienen kann.

Um den Innenleiter 22 gegen Drehung und dadurch verursachte Lockerung zu sichern, kann der Abschnitt 36' mit verringertem Durchmesser auf seiner Oberfläche gerändelt oder aufgerauht sein, wie in F i g. 3 zu erkennen ist. .

F i g. 4 zeigt eine gegen die F i g. 1 und 2 abgeänderte Ausführungsform des Kupplungsstückes 10, in der entsprechende Bauteile mit entsprechenden Funktionen mit gleichen Bezugszeichen unter Hihzufügung eines Buchstabenindex bezeichnet sind. Demgemäß besitzt das in F i g. 4 gezeigte Kupplungsstück 10 a einen Innenleiter 16 a, der in Steckhülsen-Endteilen 22 a endet, und weiter einen Außenleiter 12 a, der in Außengewinde-Endteilen 20 α endet. Wiederum werden die Außenleiter 12 a, der Innenleiter 16 a und der dielektrische Isolierteil 14 α von einem Stopfen 38 a zusammengehalten. Man erkennt, daß die Steckhülsen-Endteile 22 a mit einer öffnung versehen sind, in der ein Endteil (ähnlich dem Endteil 22 nach Fig. 1) aufgenommen werden kann, und ferner der Länge nach geschlitzt und zusammengedrückt sind, um die Öffnung zu verengen und ein federndes Ergreifen des eingeführten Stecker-Endteils eines angeschlossenen Verbindungsstückes sicherzustellen. Im übrigen ist das Kupplungsstück 10a der Fig. 4 im wesentlichen mit dem Kupplungsstück 10 der F i g. 1 und 2 identisch.

Somit ist klar, daß bei den erfindungsgemäßen Kupplungsstücken der Innenleiter gegen axiale Bewegung (und erforderlichenfalls auch gegen Drehung) gegenüber dem Außenleiter durch eine Verbindungsvorrichtung gesichert ist, die keine Verschlechterung der elektrischen Impedanzkennwerte des Verbindungsstückes hervorruft. Darüber hinaus wird auch der den Innenleiter tragende zentrale Isolierteil gegenüber dem Innenleiter und dem Außenleiter fixiert, so daß andere mechanische Vorrichtungen zur Festlegung des Isolierteils überflüssig sind.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Koaxial-Kupplungsstück mit einem in einem Isolierteil eingeschlossenen Innenleiter und einem rohrförmigen Außenleiter, bei dem mindestens ein Leiter eine Querschnittsveränderung zur Verankerung mit dem Isolierteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stopfen (38) quer zur Achse des Kupplungsstücks (10) in dem Isolierteil (14) und im Bereich der Querschnittsveränderung (36) eingebettet ist und der Stopfen eine derart abweichende Dielektrizitätskonstante aufweist, daß der Wellenwiderstand an dieser Stelle im wesentlichen die gleichen Werte wie im übrigen Leiterbereich aufweist.

2. Kupplungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderung (36; 36 a) am Innenleiter (16; 16 a) vorgesehen ist und etwa in dessen Mitte liegt und in einem verminderten Durchmesser besteht.

3. Kupplungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (38; 38 a) aus einem festen, ursprünglich fließendem Werkstoff besteht und eine sich diametral erstreckende öffnung (32; 34; 32 a; 34 a) des

Aüßenleitefs (12; 12 α) und des Isolierteils (14; 14 ά) vollständig ausfüllt.

4. Kuppiungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (32; 34; 32 ά; 34α) durch diametrale Bohrungen iffi Außenleiter (12; 12 ά) und Isöliefteil (14; 14 α) gebildet wird.

5. Kuppiungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierten¹ (14; 14 ά) aus Polytetrafiuoräthylen und der Stopfen (38; 38 ά) äüs Epoxyharz! besteht.

6. Küpplungs'stück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche

des Innenleiters im Abschnitt der Querschnittsverminderung (36; 36') aufgerauht ist und in enger Berührung mit dem Stopfen (38; 38a) steht.

7. Kupplungsstück nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (32, 34; 32 α; 34 α) einen größeren Durchmesser aufweist als der Abschnitt der Quefschnittsvernlinderung (36; 36 a).

8. Kupplungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzten Enden des Außenleiters (12; 12 a) gleichgestältet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen