DE69214199T2 - Verbinder für Koaxialkabel mit einem schraubenförmig gewellten Innenleiter - Google Patents
Verbinder für Koaxialkabel mit einem schraubenförmig gewellten InnenleiterInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Verbinderanordnung, die ein koaxiales Kabel umfaßt, das einen Außenleiter und einen Innenleiter hat.
- US-A-3,199,061 offenbart eine Verbindereinrichtung für ein koaxiales Kabel, das einen Außenleiter und einen Innenleiter hat. Die Verbindereinrichtung umfaßt ein zylindrisches, inneres Kontaktteil, das eine mit einem Gewinde versehene Außenfläche hat, einen Aufweitungsr und ein Klemmteil, die entgegengesetzt abgeschrägte Oberflächen zum Eingriff an der jeweiligen Innen- und Außenfläche des Außenleiters des Kabels aufweisen. Ein Körperteil hat Mittel zum Ziehen und Halten der abgeschrägten Oberflächen des Aufweitungsringes und des Klemmteils zusammen gegen entgegengesetzte Oberflächen des Außenleiters des Kabels.
- US-A-3,291,895 offenbart eine ähnliche Verbindereinrichtung für ein koaxiales Kabel, das einen Außenleiter und einen schraubenförmigen, gewellten Innenleiter hat, in den ein zylindrisches Kontaktteil mittels einer mit einem Gewinde versehenen Außenoberfläche geschraubt werden kann, die an den schraubenförmigen Wellungen des Innenleiters eines Koaxialkabels angepaßt ist.
- Es ist die Zielsetzung der Erfindung, eine Verbindereinrichtung nach dem Stand der Technik zu verbessern, so daß sie leicht und schnell eingebaut oder entfernt und erneut eingebaut werden kann, insbesondere unter Feldbedingungen.
- Diese Zielsetzung wird durch die Merkmale, wie sie im Anspruch 1 beansprucht sind, gelöst.
- Gemäß der Erfindung hat das innere Kontaktteil ein schraubenförmiges Gewinde mit der gleichen Ganghöhe wie der schraubenförmig gewellte Innerenleiter. Das innere Kontaktteil hat Schraubenschlüsselflächen oder ein ähnliches Merkmal, das verwendet wird, das Drehen des inneren Kontaktteils in den Innenleiter zu unterstützen. Indem ein Schraubenschlüssel verwendet wird, wenn das Teil Schraubenschlüsselflächen aufweist, wird das innere Kontaktteil in den schraubenförmigen Innenleiter gedreht, wodurch bewirkt wird, daß der kleinere Außendurchmesser des inneren Kontaktteils gegen den kleineren Innendurchmesser des schraubenförmig gewellten Innenleiters gedrückt wird. Dies erzeugt ein geringfügiges Bersten des schraubenförmig gewellten Innenleiters bei dem kleineren Durchmesser, wodurch ein Preßsitz hervorgerufen wird, der zwischen dem Leiter und dem inneren Kontaktteil auftritt. Deshalb kann das innere Kontaktteil leicht befestigt werden, indem es in den Innenleiter gedreht wird. Dies schließt die Zeit und Ungenauigkeiten beim Anschlußflächenausweiten des Innenleiters wie bei den Verbindereinrichtungen nach dem Stand der Technik aus.
- Weitere Entwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
- Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Verbinderausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Verbinders, wobei nur zwei der Teile an dem Koaxilkabel angebracht sind; und
- Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Verbinders, wobei der Verbinder vollständig zusammengebaut ist.
- Während die Erfindung für verschiedene Abänderungen alternative Formen empfänglich ist, ist eine besondere Ausführungsform davon in beispielhafter Weise in den Zeichnungen gezeigt worden und wird im einzelnen beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, daß es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die besondere beschriebene Form zu beschränken, sondern daß im Gegenteil die Absicht ist, alle Abänderungen, Äquivalente und Alternativen zu überdecken, die in den Geist und Bereich der Erfindung fallen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.
- Es wird sich nun den Zeichnungen zugewandt, in denen eine Verbindereinrichtung für ein Koaxialkabel 10 gezeigt ist, das einen schraubenförmig gewellten Außenleiter 11 aufweist, der konzentrisch von einem schraubenförmig gewellten Innenleiter 12 durch ein dielektrisches Abstandsteil (nicht gezeigt) beabstandet ist. Wie es dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet gut bekannt ist, unterscheidet sich ein schraubenförmig gewellter Leiter von einem ringförmig gewellten Leiter dahingehend, daß die schraubenförmigen Wellungen ein fortlaufendes Muster von Wellengipfeln und Tälern über die Länge des Kabels bilden, so daß jedem Gipfel ein Tal entlang dem Umfang des Leiters gegenüber ist. Infolgedessen ist irgendein Querschnitt, der durch den Leiter senkrecht zu seiner Achse genommen wird, radial asymmetrisch, was bei ringförmig gewellten Leitern nicht der Fall ist.
- Um das Kabel 10 zur Befestigung an der Verbindereinrichtung vorzubereiten, wird das Ende des Kabels entlang einer Ebene geschnitten, die sich senkrecht zu der Achse des Kabels erstreckt und durch den Scheitel einer der Gipfel des gewellten Außenleiters 11. Dies legt die saubere und etwas ausgeweitete Innenfläche des Außenleiters 11 frei. Irgendwelche Grade oder rauhen Kanten an den Schnittenden der Metalleiter 11 und 12 werden vorzugsweise entfernt, um Störungen mit dem Verbinder zu vermeiden. Die Außenfläche des Außenleiters 11 ist normalerweise mit einer Kunststoffumhüllung 13 überdeckt, die von dem Ende des Außenleiters 11 über eine ausreichende Länge abgeschnitten wird, um die Verbindereinrichtung aufzunehmen.
- Ein abgestuftes zylindrisches Körperelement 20 erstreckt sich um das geschnittene Ende des Koaxialkabels 10 herum. Der Endabschnitt des Körperelements 20 mit verringertem Durchmesser trägt eine herkömmliche Verbindungsmutter 21. Diese Verbindungsmutter 21 ist an dem Körperelement 20 durch einen Federhaltering 22 befestigt, der die Mutter 21 an dem Körperelement 20 gefangen hält, whrend eine freie Drehung der Mutter 21 auf dem Element 20 gestattet wird. Wie es aus der folgenden Beschreibung offensichtlich wird, dient diese Verbindungsmutter 21 als ein Teil der elektrischen Verbindung des Außenleiters 11 des Kabels 10 und ist von dem Innenleiter 12 isoliert.
- Ein Klemmteil 30 hat eine mit einem Gewinde versehenen Innenfläche 31, das zu den schraubenförmigen Wellungen des Außenleiters 11 paßt. Somit kann das Element 30 auf den Außenleiter 11 geschraubt werden, bis mindestens ein Hauptabschnitt einer konisch abgeschrägten Oberfläche 32 an dem Ende des Klemmteils 30 den Außenleiter 11 überlappt. Die konisch abgeschrägte Oberfläche 32 verläuft schräg nach innen in Richtung zu der mit einem Gewinde versehenen Innenfläche 31 des Klemmteils 30.
- Um eine elektrische Verbindung mit der Innenfläche des Außenleiters 11 des Koaxialkabels 10 herzustellen, wird ein Aufweitungsring 40 in das Körperelement 20 geschraubt. Das vordere Ende des Ringes 40 bildet eine konisch abgeschrägte Oberfläche 41, die zu der abgeschrägten Oberfläche 32 im Klemmteil 30 paßt. Der Innendurchmesser des vorderen Endes des Aufweitungsringes ist mindestens so klein wie der kleinere Innendurchmesser des Außenleiters 11, so daß die abgeschrägte Oberfläche 41 an der Innenfläche des Endabschnitts des Außenleiters 11 über den gesamten Umfang des abgeschnittenen Endes im Eingriff ist. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wirkt die abgeschrägte Oberfläche 41, das Ende des Außenleiters 11 nach außen aufzuweiten, wenn der Aufweitungsring in den Außenleiter während des Zusammenbaus des Verbinders gedrückt wird, d.h., wenn das Klemmteil 30 und das Körperelement 20 zusammengeschraubt werden.
- Infolgedessen ist der Verbinder sich selbst aufweitend und es besteht keine Notwendigkeit, das Ende des Außenleiters mit Zangen oder einem anderen Werkzeug von Hand zu erweitern. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Oberfläche 41 unter einem Winkel von ungefähr 30º an dem vorderen Ende und um 45º an dem rückwärtigen Ende abgeschrägt, so daß die anfängliche Aufweitungswirkung mehr nach und nach als die endgültige Dehnungswirkung ist. Der optimale Winkel der abgeschrägten Oberfläche 41 für irgendeine gegebene Anwendung hängt von der Größe des Koaxialkabels 10 ab.
- Weil der Innendurchmesser des vorderen Endes des Aufweitungsringes 40 kleiner als der kleinere Innendurchmesser des Außenleiters 11 des Koaxialkabels ist, neigt der Aufweitungsring dazu, eine geringfügige Zunahme bei dem Welligkeitsfaktor der Übertragungsleitung hervorzurufen. Um diese Wirkung zu minimieren, die durch das vordere Ende des Aufweitungsringes hervorgerufen wird, ist der Innendurchmesser des rückwärtigen Abschnitts des Dehnungsringes etwas größer als der kleinere Innendurchmesser des Außenleiters 11. Ferner befindet sich der Übergang zwischen den zwei verschiedenen Innendurchmessern des Aufweitungsringes 40 nahe an dem vorderen Ende des Aufweitungsringes.
- Zum Zweck, den Aufweitungsring 40 und das Klemmteil 30 fest gegen entgegengesetzte Seiten des aufgeweiteten Endabschnitts des Außenleiters 11 zu ziehen, schließen das Körperteil 20 und das Klemmteil 30 entsprechende, teleskopierende Hülsenabschnitte 23 und 33 mit zusammenarbeitenden, mit Gewinde versehenen Flächen ein. Somit werden, wenn das Körperteil 20 in das Klemmteil 30 eingeschraubt wird, die zwei Teil in Richtung zueinander in der axialen Richtung vorwärts bewegt, so daß der Aufweitungsring 40 und das Klemmteil 30 in elektrischleitenden Eingriff mit dem Außenleiter 11 gezogen werden. Wenn der aufgeweitete Endabschnitt des Außenleiters 11 zwischen die abgeschrägte Oberfläche 41 des Aufweitungsringes 40 und die abgeschrägte Oberfläche 32 des Klemmteils 30 geklemmt wird, ist er auch mindestens teilweise abgeflacht, um zu den ebenen Klemmoberflächen zu passen. Um die Verbindereinrichtung außer Eingriff zu bringen, wird das Körperteil 20 einfach von dem Klemmteil 30 abgeschraubt, um die zwei Teile voneinander fortzuziehen, bis ihre mit Gewinde versehenen Oberflächen außer Eingriff sind.
- Um eine Feuchtigkeitssperre zwischen der Innenfläche des Klemmteils 30 und der Außenfläche des Außenleiters 11 zu schaffen, ist eine Dichtung 50 im dem zylindrischen Abschnitt des Klemmteils hinter der mit Gewinde versehenen Innenfläche 31 angeordnet. Die Dichtung 50 hat eine mit Gewinde versehene Innenfläche 51, die zu den schraubenförmigen Wellungen des Außenleiters 11 paßt. Wenn das Klemmteil 30 auf den Außenleiter 11 geschraubt wird, wird die Dichtung 50 etwas zusammengedrückt, so daß die Dichtung fest gegen die Außenfläche des Leiters 11 und die innere Oberfläche des Klemmteils 30 anliegt. Der benachbarte Endabschnitt des Klemmteils 30 bildet eine etwas vergrößerte Ausnehmung 52, so daß sie über das Ende der Polymerhülle 13 auf dem Koaxialkabel 10 passen kann. Eine Feuchtigkeitssperre ist auch durch einen O-Ring 53 vorgesehen, der zwischen entgegengesetzten Oberflächen der Hülsenabschnitte 23 und 33 des Teils 20 bzw. 30 angeordnet ist.
- Ein elektrischer Kontakt mit dem Innenleiter 12 des Kabels 10 wird durch ein inneres Verbinderelement 60 ausgeführt, das eine mit Gewinde versehene großen Oberfläche bildet, um einen elektrischen Kontakt mit der inneren Oberfläche des hohlen Innenleiters 12 herzustellen. Das Verbinderelement 60 schließt einen Kopf 61 und einen Gewindeschaft 62 ein, der in eine leitende Hülse 63 geschraubt wird. Es ist die äußere Oberfläche der Hülse 63, die mit Gewinde versehen ist, um an der inneren Oberfläche des gewellten Innenleiters 12 anzugreifen. Die Basis des Kopfes 61 bildet einen vergrößerten Hals 64, der das Eindringen der Hülse 63 in den Innenleiter 12 begrenzt, indem an dem abgeschnittenen Ende des Innenleiters eingriffen wird.
- Eine Isolierhülse 65 zentriert das innere Verbinderelement 60 innerhalb des Hauptkörperteils 20 der Verbinderanordnung und isoliert elektrisch das innere und äußere Leiterelement voneinander. Man beachte, daß das Innere des Körperteils 20 eine abgestufte Ausnehmung 66 zur Aufnahme des Isolators 65 einschließt.
- Um einen engen Kontakt zwischen der inneren Oberfläche des Innenleiters 12 und der äußeren Oberfläche der Hülse 63 sicherzustellen, ist mindestens ein Abschnitt des Außendurchmessers der Hülse 63 so groß wie der Innendurchmesser des passenden Abschnittes des Innenleiters 12. Beispielsweise ist der kleinere Außendurchmesser der Hülse 63 etwas größer als der kleinere Innendurchmesser des Innenleiters 12. Wenn dann die Hülse 63 in den gewellten Leiter 12 geschraubt wird, drückt der kleinere Außendurchmesser der Hülse 63 gegen den kleineren Innendurchmesser des Leiters 12. Dies bewirkt ein geringes Bersten des Leiters 12 an seinem kleineren Durchmesser und erzeugt einen dichten Preßsitz zwischen der Hülse 63 und dem Leiter 12. Ein solcher Preßsitz stellt einen zuverlässigen, elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen dem inneren Verbinderelement 60 und dem Leiter während beispielsweise Temperaturverläufen und Schwingungen dar.
- Um das Schrauben des Leiterelements 60 in den gewellten Innenleiter 12 zu erleichtern, sind Flächen 67 vorzugsweise an dem Hals 64 des Kopfes des Teils 60 gebildet. Diese Flächen 67 erlauben, daß an dem Hals 64 ohne weiteres mit einem Schraubenschlüssel zum Drehen des Teils 60 eingegriffen werden kann und es dadurch in den Innenleiter 12 geschraubt wird, selbst wenn die mit Gewinde versehene Oberfläche der Hülse 63 und der Leiter 12 miteinander in engem Eingriff sind.
- Der kleine Abschnitt des Kopfes 61 des Leiters 60 ist elektrisch mit einem Stift 70 mittels mehrerer Federfinger 71 verbunden, die als einstückige Teile der Basis des Stifts 70 gebildet sind. Diese Federfinger 71 passen über und dicht gegen die Außenoberfläche des Kopfes 61. Der Kopf 72 des Stifts 70 bildet den männlichen Abschnitt eines herkömmlichen Verbinders.
- Wie man am klarsten in Fig. 3 sehen kann, wird der Stift 70 in seiner Lage innerhalb der Verbinderanordnung durch die isolierende Hülse 65 gehalten, deren innere Oberfläche komplementär zu der äußeren Oberfläche des Stiftes 70 ist. Ein O-Ring 73 bildet eine Luftdichtung zwischen der Hülse 65 und dem Körperteil 20.
- Wie man aus der vorstehenden, ins einzelne gehende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung sehen kann, kann die verbesserte Verbinderanordnung leicht unter beschwerlichen Feldbedingungen eingebaut oder ausgebaut werden. Die Verbindereinrichtung hat eine minimale Anzahl von Teilen, um die Möglichkeit des Verlustes von Teilen während des Einbaus zu minimieren. Des weiteren ist die Verbinderanordnung selbstaufweitend und verlangt keinerlei vorherigen Aufweitungsvorgänge von Hand vor dem Einbau der Verbinderanordnung. Der Verbinder liefert einen positiven elektrischen Kontakt, insbesondere mit dem schraubenförmig gewellten Außenleiter, um eine zuverlässige elektrische Leistung sicherzustellen. Ferner kann die Verbindereinrichtung wirksam und wirtschaftlich hergestellt werden.
Claims (8)
1. Verbinderanordnung mit einem Koaxialkabel (10), das einen
Außenleiter (11) und einen schraubenförmig gewellten
Innenleiter (12) hat, mit:
einem zylindrischen inneren Kontaktteil (60), das eine mit
Gewinde versehene Außenfläche hat, die mit den schraubenförmigen
Wellungen des Innenleiters (12) des Koaxialkabels (10)
zusammenpaßt, wobei das Kontaktteil (60) in den schraubenförmig
gewellten Innenleiter (12) eingeschraubt ist; wobei
der Außendurchmesser mindestens eines Teils des inneren
Kontaktteils (60) etwas größer als der Innendurchmesser des
passenden Teils des Innenleiters (12) ist, so daß das Gewinde des
inneren Kontaktteils (60) in dem Innenleiter (12) eine feste
Preßpassung zwischen dem inneren Kontaktteil (60) und dem
Innenleiter (12) bildet;
einem Ausweitring (40) und einem Klemmteil (30), die einander
gegenüberliegende abgeschrägte Oberflächen (41, 32) haben, die
die jeweiligen Innen- und Außenflächen des Außenleiters (11)
des Kabels (10) beaufschlagen, und
einem Körperteil (20), das Einrichtungen zum Zusammenziehen und
Zusammenhalten der abgeschrägten Oberflächen (41, 32) des
Ausweitrings (40) und des Klemmteils (30) an gegenüberliegenden
Seiten des Außenleiters (11) des Kabels (10) hat.
2. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das innere
Kontaktteil (60) einen Kopfteil (61) hat, der diametral
gegenüberliegende flache Oberflächen (67) bildet, um das Einschrauben
des Kontaktteils (60) in den Innenleiter (12) zu erleichtern.
3. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, die ein dielektrisches
Abstandsteil umfaßt, das den Innenleiter (12) derart umfaßt,
daß es diesen bezüglich des Außenleiters (11) zentriert.
4. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das Klemm- und das
Körperteil (30, 20) einstückige Teleskophülsen (33, 32) mit
zusammenwirkenden Gewindeflächen umfassen, die die Einrichtungen
zum Zusammenziehen und Zusammenhalten bilden.
5. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der Außenleiter
einen großen Innendurchmesser an den Spitzen seiner Wellungen
und einen kleinen Innendurchmesser an den Tälern der Wellungen
hat und der Innendurchmesser des Ausweitringes (40) geringer
als der kleine Innendurchmesser des schraubenförmig gewellten
Außenleiters (11) ist.
6. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei der Außenleiter
(11) einen großen Innendurchmesser an den Spitzen seiner
Wellungen und einen kleinen Innendurchmesser an den Tälern seiner
wellungen hat und der Innendurchmesser der abgeschrägten
Oberfläche (41) des Ausweitrings (40) mindestens so klein wie der
kleine Innendurchmesser des Außenleiters (11) ist sowie der
Innendurchmesser eines Teils des Ausweitrings (40) größer als der
kleine Innendurchmesser des Außenleiters (11) ist.
7. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei die abgeschrägte
Oberfläche (41) des Ausweitrings (40) mit einem flacheren
Winkel am Ende der abgeschrägten Oberfläche, die anfangs mit dem
Außenleiter (11) in Eingriff gelangt, als am verbleibenden Teil
der abgeschrägten Oberfläche abgechrägt ist.
8. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ende des
Ausweitrings (40), das der abgeschrägten Oberfläche (41) des
Ringes (40) gegenüberliegt, in das Körperteil (20) eingeschraubt
ist, und
das Körperteil (20) eine Einrichtung (23) zum Zusammenziehen
und Zusammenhalten der abgeschrägten Oberflächen (41, 32) des
Ausweitrings (40) und des Klemmteils (30) an gegenüberliegenden
Oberflächen des Außenleiters (11) des Kabels (10) hat.
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