DE19942065A1 - HF-Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine HF-Steckverbindung mit einem Steckerkopf und einer Buchse, wobei in einer in der Buchse eingearbeiteten ringförmigen Ausnehmung ein Federring eingeklemmt ist, über den der Steckerkopf beim Einführen in die Buchse elektrisch kontaktierbar ist. Der HF-Steckverbindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beim Einschieben des Steckerkopfes in die Buchse der Steckerkopf den elastisch ausgebildeten Federring beiseite schiebt, wodurch dieser in die Führung der ringförmigen Ausnehmung gedrückt wird. Auf diese Weise kann ein definierter elektrischer Kontakt und damit ein niedriger Kontaktierungswiderstand des Federrings zum Steckerkopf und zur Buchse garantiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine HF-Steckverbindung mit einem Ste­ ckerkopf und mit einer Buchse, die an ihrem steckerseitigen Ende eine konzentrische Ausnehmung mit einer innenwandigen Ringfläche aufweist.

HF-Steckverbindungen dieser Konstruktion, die als HF-Kontakte zunehmend auch bei Mobilfunktelefonen Verwendung finden, sind vielfach bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläute­ rung.

Bei Steckverbindungen der einleitend angegebenen Gattung wird ein elektrischer Kontakt zwischen Buchse und Stecker typi­ scherweise dadurch erzielt, daß der Steckerkopf in eine ei­ gens dafür vorgesehene Ausnehmung in der Buchse gesteckt wird. Mit derartigen Steckverbindungen läßt sich jedoch der geforderte, sehr niedrige und vor allem auch über die gesamte Lebensdauer des HF-Kontaktes im wesentlichen konstante Kon­ taktierungswiderstand zwischen Steckerkopf und Buchse nicht erreichen. Mit anderen Worten ist die bisher erzielbare Kon­ taktierungsgüte nicht immer ausreichend.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine HF-Steckverbindung anzugeben, die einen möglichst guten elektrischen Kontakt zwischen Steckerkopf und Buchse gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine HF-Steckver­ bindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß ist eine HF-Steckverbindung der eingangs genannten Gattung vorgesehen, bei der in der innenwandigen Ringfläche der Buchse mindestens eine ringförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in die jeweils ein leitfähiger Federring derart festge­ klemmt ist, daß der Steckerkopf unter elektrischer Kontaktga­ be des Federrings radial von außen in die konzentrische Aus­ nehmung der Buchse einsteckbar ist.

Die Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.

In einer in der Buchse eingearbeiteten Ausnehmung ist eine Federring eingeklemmt. Erfindungswesentlich ist hierbei, daß der Federring zumindest teilweise über die innenwandige Ring­ fläche der Buchse in die für den Steckerkopf vorgesehene Aus­ nehmung ragt, so daß der Steckerkopf in die Buchse einklipst, wenn er von außen in die Buchse eingeschoben wird. Der erfin­ dungsgemäßen Steckerverbindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beim Einschieben des Steckerkopfes in die Buchse der Ste­ ckerkopf den elastischer ausgebildeten Federring beiseite schiebt, wodurch dieser in die Führung der ringförmige Aus­ nehmung gedrückt wird. Auf diese Weise kann ein definierter elektrischer Kontakt und damit ein niedriger Kontaktierungs­ widerstand des Federrings zum Steckerkopf und zur Buchse ge­ währleistet werden. Insbesondere kann die Forderung eines gu­ ten elektrischen Kontaktes auch bei einer langen Lebensdauer des HF-Kontaktes noch gewährleistet werden.

Aus Kostengründen ist es ferner vorteilhaft, daß der Feder­ ring nicht fest mit der Buchse verbunden ist, sondern wieder aus der Buchse entfernbar ist. Dadurch muß bei einem HF-Kon­ takt mit einem defekten bzw. durch häufiges Öffnen abgenutzen Federring lediglich dieser Federring und nicht die gesamte Buchse ausgetauscht werden.

Eine typische HF-Steckverbindung enthält einen Steckerkopf, der eine zylinderförmige Außenleiter-Kontakthülse zur Kontak­ tierung eines Außenleiters eines Koaxialkabels und einen in­ nerhalb des Außenleiters angeordneten und durch ein Dielek­ trikum von diesem getrennten Innenleiter aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Außenleiter-Kontakthülse im Be­ reich konzentrischen Ausnehmung eine zylindrische Form auf­ weist. Jedoch wäre auch jede andere Form, wie beispielsweise eine konische, kegelstumpfförmige oder ähnliche Form denkbar.

Eine deutliche Verbesserung der Kontaktierung kann dadurch erzielt werden, daß der die Buchse und den Stecker kontaktie­ rende Federring einen durchgehenden Schlitz aufweist. Durch diesen Schlitz wird die Elastizität des Federringes und damit die elektrische Kontaktierung signifikant verbessert. Vor­ zugsweise ist der Schlitz an einer der Ecken des Federringes angeordnet. Bei einem Einschieben des Steckerkopfes in die Buchse kann sich so der Federring, indem sich dessen Schlitz etwas öffnet, optimal an die neue Konstellation anpassen. Auf diese Weise werden zudem zusätzliche Verspannungen des Feder­ ringes, die negativen Einfluß auf dessen Lebensdauer haben, weitestgehend vermieden.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser der ringförmigen Ausnehmung etwas größer ist als der Querschnitt des Federrings. Durch das Einschieben des Steckerkopfes in die Buchse kann somit der Federring in die ringförmige Ausnehmung gedrückt werden, wobei die ringförmige Ausnehmung als Führung die Bewegungsrichtung des Federringes vorgibt. Durch diese Bewegung des Federringes in die ringför­ mige Ausnehmung kann der Federring derart verspannt werden, daß ein optimaler elektrischer Kontakt zwischen Buchse und Stecker entsteht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Federring trian­ gelförmig ausgebildet. Der triangelförmige Federring kontak­ tiert an seinen Ecken die ringförmige Ausnehmung der Buchse und an seinen Sehnen die zylinderförmige Außenleiter-Kontakt­ hülse des Steckerkopfes. Durch diese je drei Kontaktflächen zur Buchse bzw. zum Steckerkopf wird eine sehr gute Kontakt­ sicherheit gewährleistet.

Es wäre selbstverständlich auch von Vorteil, wenn der Feder­ ring eine quadratischen, pentagonale, hexagonale, etc. Form aufweist. Insbesondere bei Verwendung von solchen mehreckigen Federringen ließe sich aufgrund der größeren Anzahl von Kon­ taktflächen im Vergleich zu triangelförmigen Federringen die gesamte Kontaktfläche erhöhen und damit der elektrische Kon­ takt noch verbessern. Denkbar wären jedoch auch kreisrunde oder ovale, an einer Seite geschlitzte Federringe.

Aus herstellungstechnischen Gründen ist es von Nutzen, wenn der Federring aus drahtförmigem Material besteht. In diesem Zusammenhang ist es weiters vorteilhaft, wenn dieser draht­ förmige Federring zumindest teilweise aus Federstahl besteht, da Federstahl typischerweise über eine sehr lange Zeitdauer die gewünschte Elastizität behält und darüber hinaus eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit aufweist.

Ein weitere Verbesserung der elektrischen Kontaktierung läßt sich durch eine ringförmige Einrastrille, die in die Außen­ wand der Außenleiter-Kontakthülse des Steckerkopfes eingear­ beitet ist, erzielen. Wird der Steckerkopf in die Buchse ge­ steckt, dann klipst der Federring in diese Einrastrille ein. Eine derartige Einrastrille erweist sich als sehr zweckmäßig, da sich dadurch der Stecker nicht versehentlich, beispiels­ weise durch Vibrationen oder eine leichte Zugbewegung, wieder aus der Buchse lösen kann und der HF-Kontakt dadurch unge­ wollt unterbrochen wird. Um den eingeklipsten Federring wie­ der aus der Einrastrille zu lösen, ist es sodann erforder­ lich, eine gewisse Zugkraft auf den Steckerkopf entgegen der Einschubrichtung auszuüben.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Draht des Federringes die Einrastrille maximal in einem Win­ kel von 120° kontaktiert, da bis zu diesem Winkel die aufzu­ bringende Zugkraft zum Lösen der Steckverbindung nicht zu groß ist.

Eine bestmögliche elektrische Kontaktierung erhält man fer­ ner, wenn der Durchmesser der Einrastrille und der Durchmes­ ser des Drahts des Federrings annähernd gleich groß gewählt sind. In diesem Fall ist die gemeinsame Oberfläche von Ein­ rastrille und Draht am größten, wodurch ein optimaler elek­ trischer Kontakt erzielt werden kann.

Schließlich empfiehlt es sich, daß der Durchmesser des Drahts des Federrings und die Höhe der ringförmigen Ausnehmung annä­ hernd gleich groß sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, das der Federring in der Führung der ringförmigen Ausnehmung nahezu kein Spiel aufweist und somit ein stabiler HF-Kontakt geschaffen wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung angegebenen, vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt dabei:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen HF-Steck­ verbindung, bei der der Steckerkopf bereits in die Buchse eingeschoben ist;

Fig. 2 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen HF-Stecker­ verbindung gemäß Fig. 1 in der Ebene des Federrin­ ges;

In beiden Figuren der Zeichnung sind gleiche oder funktions­ gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen HF- Steckverbindung 1, die eine Buchse 2 und einen in die Buchse 2 eingeschoben Steckerkopf 3 aufweist.

Der Steckerkopf 3 besteht hier aus einer Außenleiter-Kontakt­ hülse 4 und einen Steckerkern 5. Der Steckerkern 5 umfaßt ei­ nen in Fig. 1 nicht gezeigten durch ein Dielektrikum von der Außenleiter-Kontakthülse 4 getrennten Innenleiter. Ferner weist der Steckerkopf 3 eine Einrastrille 6 auf, deren Funk­ tion nachfolgend anhand von Fig. 2 noch genau erläutert wird. Damit der Steckerkopf 3 besser in die Buchse 2 einge­ führt werden kann, ist eine Einführphase 7 an dem buchsensei­ tigen Ende des Steckerkopfes 3 vorgesehen.

Die Buchse 2 weist an der zum Steckerkopf 3 entgegengesetzten Seite einen Flansch 8 auf, über den die Buchse 2 beispiels­ weise mit einem Gehäuse eines HF-Geräts verbunden werden kann. Ferner weist die Buchse 2 einen Buchsenkern 9 auf, in dem ein von der Buchsenhülle 10 durch ein Dielektrikum ge­ trennter Innenleiter vorgesehen ist(in Fig. 1 nicht darge­ stellt). In dem steckerseitigen Ende der Buchse 2 ist eine zum Buchsenkern 9 konzentrische Ausnehmung 11 vorgesehen, in die der Steckerkopf 3 nahezu bündig einsteckbar ist. Durch diese konzentrische Ausnehmung 11 wird eine Innenwandung de­ finiert, die aus einer in Einschubrichtung I des Steckerkop­ fes 3 befindlichen Stirnfläche 12 und einer seitlich dazu an­ geordneten Ringfläche 13 besteht.

In die Ringfläche 13 ist eine ringförmige Ausnehmung 14 vor­ gesehen, in die ein Federring 15 eingeschoben ist. Es ist hierbei darauf zu achten, daß die ringförmige Ausnehmung 14 sowie der darin angeordnete Federring 15 und die Einrastrille 6 sich bei eingeschobenem Steckerkopf 3 im wesentlichen in einer Ebene befinden und der Steckerkopf 3 dabei möglichst nicht die Stirnfläche 12 der konzentrische Ausnehmung 14 kon­ taktiert.

In einer Weiterbildung der Erfindung wäre es auch denkbar, mehr als einen Federring 15 sowie mehr als eine ringförmige Ausnehmung 14 vorzusehen.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen HF- Steckerverbindung gemäß Fig. 1 in der Ebene des Federringes 15. Der Federring 15 in Fig. 2 hat die Form einer Triangel, wobei ein Schlitz 16 an einer der Ecken 17 des triangelfömi­ gen Federringes 15 vorgesehen ist. Der so ausgebildete trian­ gelförmige Federring 15 kontaktiert an den Ecken 17 des Fe­ derringes 15 über drei Kontaktflächen 18 die Buchse 2 an de­ ren ringförmigen Ausnehmung 14. Ferner kontaktiert der Feder­ ring 15 über seine Sehnen 19 drei weitere Kontaktflächen 20 an der Außenwandung der 21 der zylinderförmigen Außenleiter- Kontakthülse 4. Durch diese Kontaktflächen 18, 20 kann eine sehr gute Kontaktsicherheit zwischen Federring 15 und Buchse 2 bzw. Steckerkopf 3 gewährleistet werden.

Der Federring 15 ist im vorliegend Ausführungsbeispiel als elektrisch leitender Draht, der typischerweise Federstahl enthält, ausgebildet. Der Drahtdurchmesser d1 des Federringes 15 orientiert sich typischerweise an der Höhe h der ringför­ migen Ausnehmung 14 bzw. vorteilhafterweise auch an dem Durchmesser der Einrastrille 6.

Der Durchmesser d2 der ringförmigen Ausnehmung 14 sollte zu­ mindest minimal kleiner sein als der doppelte Radius r1 des Federringes 15, wobei der Radius r1 des Federringes 15 defi­ niert wird als der Abstand des Mittelpunktes des Federringes 15 zu einem seiner Außenecken 17 bei unbelastetem Zustand des Federringes (vgl. strichlierte Kontur in Fig. 2).

Die Einrastrille 6 dient zum einen der Fixierung des Feder­ ringes 15 auf der Außenwandung 21 der Außenleiter-Kontakthül­ se 4, wodurch die Kontaktflächen 18 dort vergrößert werden und sich ein verbesserter elektrischer Kontakt ergibt. Zum anderen soll die Einrastrille 6 verhindern, daß sich der Ste­ ckerkopf 3 versehentlich aus der Buchse 2 löst. Die besten Ergebnisse ergeben sich, wenn der Federring 15 und die Einra­ strille 6 denselben Durchmesser d1 aufweisen und der Feder­ ring 15 die Einrastrille 6 in einem Umfang von maximal 120° kontaktiert.

Typischerweise - jedoch nicht notwendigerweise - weisen zy­ lindrisch ausgebildete Außenleiter-Kontakthülsen 4 an deren buchsenseitigen Außenwandung 21 einen annähernd gleichen Durchmesser d3 wie die innenwandige Ringfläche 13 der Buchse 2 auf.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen HF- Steckverbindung anhand der Fig. 1 und 2 kurz erläutert:

Durch eine Bewegung des Steckerkopfes 3 in Einschubrichtung I wird der Federring 15 in die ringförmige Ausnehmung 14 ge­ drückt. Die ringförmige Ausnehmung 14 dient dabei dem Feder­ ring als Führung und gibt die Bewegungsrichtung II des Feder­ ringes 15 vor. Durch die Einführphase 7 am Steckerkopf 3 wird gewährleistet, daß der Federring 15 langsam und nicht abrupt in die ringförmige Ausnehmung 14 gedrückt wird. Auf diese Weise läßt sich ein unerwünschtes Verklemmen des Federringes 15 vermeiden.

Durch das Eindrücken des Federringes 15 in die ringförmige Ausnehmung 14 wird der Schlitz 16 in bezüglich Bewegungsrich­ tung III geöffnet. Gleichzeitig mit der Bewegung des Feder­ ringes 15 in die ringförmige Ausnehmung 14 rastet der Feder­ ring 15 auch in die Einrastrille 6 ein. Durch dieses Einra­ sten und die entsprechende Verspannung des Federringes 15 legt sich dieser über die Kontaktflächen 18, 20 optimal an die Buchse 2 und den Steckerkopf 3 an, wodurch ein bestmögli­ cher elektrischer Kontakt gewährleistet ist.

Bezugszeichenliste

1

HF-Steckverbindung

2

Buchse

3

Steckerkopf

4

Außenleiter-Kontakthülse

5

Steckerkern

6

Einrastrille

7

Einführphase

8

Flansch

9

Buchsenkern

10

Buchsenhülle

11

konzentrische Ausnehmung

12

Stirnfläche

13

(innenwandige) Ringfläche

14

ringförmige Ausnehmung

15

Federring

16

Schlitz

17

Ecken

18

,

20

Kontaktflächen

19

Sehnen

21

Außenwandung der Außenleiter-Kontakthülse
h Höhe der ringförmigen Ausnehmung
d1 Drahtdurchmesser; Durchmesser der Einrastrille
d2 Durchmesser der ringförmigen Ausnehmung
d3 Durchmesser der Ringfläche
r1 Radius des äußern Umkreises des Triangels des unbe­ lasteten Federringes
I Einschubrichtung des Steckerkopfes
II Bewegungsrichtung des Federringes in der ringförmi­ gen Ausnehmung
III Bewegungsrichtung des Schlitzes des Federringes

Claims (10)

1. HF-Steckverbindung mit einem Steckerkopf (3) und mit einer Buchse (2), die an ihrem steckerseitigen Ende eine konzentrische Ausnehmung (11) mit einer innenwandigen Ringfläche (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der innenwandigen Ringfläche (13) der Buchse (2) mindestens eine ringförmige Ausnehmung (14) vorgesehen ist, in die jeweils ein leitfähi­ ger Federring (15) derart festgeklemmt ist, daß der Stecker­ kopf (3) unter elektrischer Kontaktgabe des Federrings (15) radial von außen in die konzentrische Ausnehmung (14) der Buchse (2) einsteckbar ist.

2. HF-Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerkopf (3) ei­ ne zylinderförmige Außenleiter-Kontakthülse (4) zur Kontak­ tierung eines Außenleiters eines Koaxialkabels und einen in­ nerhalb des Außenleiters angeordneten und durch ein Dielek­ trikum von diesem getrennten Innenleiter aufweist.

3. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (15) ei­ nen durch den Federring (15) durchgehenden Schlitz (16) an einer seiner Kanten aufweist.

4. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d2) der ringförmigen Ausnehmung (14) kleiner ist als der doppelte Radius (r1) des Federrings (15), wobei der Radius (r1) be­ stimmt ist durch den Abstand des Mittelpunktes und zu einer Ecke (17) des Federrings (15).

5. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (15) eine triangelförmige Gestalt aufweist.

6. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (15) zu­ mindest teilweise aus drahtförmigem Federstahl besteht.

7. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ring­ förmige Einrastrille (6) an einer Außenwandung (21) der Au­ ßenleiter-Kontakthülse (4) bzw. des Steckerkopfes (3) vorge­ sehen ist.

8. HF-Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d1) der Einrastrille (6) und der Drahtdurchmesser (d1) des Feder­ rings (15) annähernd gleich groß sind.

9. HF-Steckverbindung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht des Feder­ rings (15) maximal in einem Winkel von 120° die Einrastrille (6) kontaktiert.

10. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtdurchmesser (d1) des Federrings (15) und die Höhe (h) der ringförmigen Ausnehmung (14) annähernd gleich groß sind.