NL8702537A - Coaxiale connector. - Google Patents

Description

ΡΗΕ 87006 1 ; ί * AT&T en Philips Telecommunicatiebedrijven B.V. te Hilversum.

Coaxiale connector.

De uitvinding heeft betrekking op een coaxiale connector bevattende een eerste en een tweede connectorgedeelte, elk bevattende een elektrisch geleidend binnenste kontaktorgaan dat coaxiaal omgeven is door en via een elektrisch isolerend lichaam mechanisch verbonden is met 5 een elektrisch geleidend buitenste kontaktorgaan.

Een dergelijke connector is bijvoorbeeld uit US-A-4 506 939 bekend en kan dienen om elektronische bouwstenen, bijvoorbeeld panelen met gedrukte bedrading, met elkaar te verbinden. Wanneer slechts één signaal van de ene bouwsteen naar de andere moet worden 10 overgezonden, is slechts één connector nodig. In dat geval kunnen de beide gedeelten van die connector precies ten opzichte van elkaar uitgericht worden, waarna de definitieve verbinding tussen de beide bouwstenen, bijvoorbeeld door middel van schroeven, tot stand gebracht kan worden. Wanneer echter een betrekkelijk groot aantal signaalwegen 15 tussen de beide bouwstenen en dus een overeenkomstig groot aantal connectoren nodig is, wordt het moeilijk, de beide gedeelten van elke connector precies ten opzichte van elkaar uit te richten. De connectorgedeelten zijn immers star verbonden met de bouwstenen en als gevolg van toleranties in de positie die elk connectorgedeelte op de 20 desbetreffende bouwsteen inneemt zullen niet alle met elkaar samenwerkende connectorgedeelten bij het verbinden van de bouwstenen precies goed tegenover elkaar komen te staan. Als gevolg hiervan zullen sommige elektrische verbindingen tussen de bouwstenen van inferieure kwaliteit zijn of zelfs geheel onderbroken zijn.

25 In beginsel zou het bovengenoemde probleem opgelost kunnen worden door de verbindingen via flexibele kabels tot stand te brengen, waardoor de mechanische toleranties kunnen worden opgevangen.

Deze oplossing heeft echter het nadeel, dat de signaalwegen daardoor langer worden, waardoor bij de overdracht van de signalen tijverlies kan 30 optreden. Bovendien moeten de connectoren met de kabels verbonden worden, hetgeen extra montagetijd kost en de constructie duurder maakt.

De uitvinding heeft tot doel, een connector van de in de 8702537 v PHE 87006 2 r 'tl aanhef genoemde soort te verschaffen, die ook bij afwijkingen in de onderlinge positie van de connectorgedeelten een elektrische verbinding van goede kwaliteit tot stand kan brengen en die zeer compact is. De connector volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat elk 5 van de kontaktorganen aan zijn vrije uiteinde een loodrecht op zijn as staand kontaktvlak bevat, waarbij overeenkomstige kontaktvlakken van de beide connectorgedeelten kunnen samenwerken, dat van elk paar samenwerkende kontaktvlakken er ten minste een zodanig grote afmetingen heeft, dat na het aan elkaar koppelen van de beide connectorgedeelten 10 een goede elektrische verbinding tussen de met elkaar samenwerkende kontaktorganen bestaat, wanneer de as van het eerste connectorgedeelte over ten hoogste een tevoren bepaalde afstand verschoven is ten opzichte van de as van het tweede connectorgedeelte, en dat de kontaktorganen van tenminste het eerste connectorgedeelte onafhankelijk 15 van elkaar in axiale richting tegen de kracht van een veer in beweegbaar zijn ten opzichte van het isolerende lichaam.

Dank zij deze constructie komen de met elkaar samenwerkende kontaktvlakken goed tegen elkaar te liggen ook als de onderlinge posities van de beide connectorgedeelten afwijkingen in 20 radiale of axiale rihting vertonen.

Een uitvoeringsvorm van de connector volgens de uitvinding, die constructief eenvoudig en zeer betrouwbaar is, heeft het kenmerk, dat tenminste het eerste connectorgedeelte een vast met het isolerende lichaam verbonden, elektrisch geleidend, buisvormig 25 verlengstuk bevat, waarvan het binnenoppervlak als lager dient voor een axiaal beweegbare, het binnenste kontaktorgaan dragende binnenste köntaktdrager en het buitenoppervlak als lager voor een axiaal beweegbare, het buitenste kontaktorgaan dragende buitenste köntaktdrager, waarbij zich tussen een radiaal naar buiten stekende 30 schouder van de binnenste köntaktdrager en een radiaal naar binnen stekende schouder van het verlengstuk een binnenste schroefveer bevindt en tussen radiaal naar buiten stekende schouders van de buitenste köntaktdrager en het verlengstuk een buitenste schroefveer.

Bij coaxiale verbindingen is het in het algemeen van 35 belang, dat de buitenste geleider continu is en geen openingen vertoont, waardoor elektromagnetische straling van hoge frequentie van de binnenste geleider naar buiten zou kunnen lekken of omgekeerd. Daarom is 8702537 PHE 87006 3 t . * het gewenst, dat de buitenste kontaktdrager over zijn gehele omtrek elektrisch geleidend verbonden is met het buitenoppervlak van het verlengstuk, ook gedurende en na een axiale verplaatsing van de buitenste kontaktdrager.

5 Teneinde een dergelijke elektrische verbinding te waarborgen heeft een voorkeursuitvoeringsvorm van de connector volgens de uitvinding het kenmerk dat zich in de buitenste kontaktdrager een naar binnen toe open kamer bevindt, waarin een elastische, elektrisch geleidende ring is aangebracht, die elektrische geleidend verbonden is 10 met het buitenste kontaktorgaan en het verlengstuk.

Opgemerkt wordt, dat een voorbeeld van een dergelijke elektrisch geleidende ring op zichzelf bekend is uit FR-A-2 209 483.

Een verdere uitvoeringsvorm, waarbij de elektrische continuïteit van de buitenste geleider ook gegarandeerd is, wanneer de 15 assen van de beide connectogedeelten een kleine hoek met elkaar maken, heeft het kenmerk, dat de buitenste kontaktdrager het verlengstuk met een radiale speling orageeft, zodat de buitenste kontaktdrager over een tevoren bepaalde hoek kan kantelen ten opzichte van het verlengstuk.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand 20 van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld in langsdoorsnede toont.

De afgebeelde coaxiale connector bevat een eerste connectorgedeelte 1 en een tweede connectorgedeelte 3, elk waarvan bevestigd kan worden aan een (niet getekende) elektronische bouwsteen.

Het eerste connector gedeelte 1 bevat een elektrisch geleidend binnenste 25 kontaktorgaan 5 in de vorm van een metalen pen, waarvan een uiteinde elektrisch verbonden is met en axiaal beweegbaar is in een metalen bus 7 die elektrisch verbonden kan zijn met een geleider van een eerste elektronische bouwsteen (niet getekend). Het binnenste kontaktorgaan 5 is aan zijn vrije uiteinde (het rechter uiteinde in de figuur) voorzien 30 van een loodrecht op zijn as staand kontaktvlak 5'. De bus 7 is bevestigd in een elektrisch isolerend lichaam 9, bijvoorbeeld van kunststof. Op het isolerende lichaam 9 is via een bus 10 een elektrisch geleidend buisvormig verlengstuk 11 bevestigd, dat het binnenste kontaktorgaan 5 coaxiaal omgeeft en dat elektrisch verbonden kan zijn 35 met een (niet getekende) massa-aansluiting van de eerste elektronische bouwsteen. Het binnenste kontaktorgaan 5 is bevestigd in een binnenste kontaktdrager 13 van elektrisch isolerend materiaal, die axiaal 8702537 f PHE 87006 4 beweegbaar gelagerd is in het verlengstuk 11, waarbij het binnenoppervlak van het verlengstuk als lager dient. De binnenste kontaktdrager 13 bevat nabij zijn van het isolerende lichaam 9 afgekeerde uiteinde (het rechter uiteinde in de figuur) een radiaal naar 5 buiten stekende schouder 15 en het verlengstuk 11 bevat een dichter bij het isolerende lichaam geplaatste, radiaal naar binnen stekende schouder 17. Tussen deze beide schouders 15, 17 bevindt zich een de binnenste kontaktdrager 13 omgevende binnenste schroefveer 19 die bij een axiale verplaatsing van de binnenste kontaktdrager in de richting 10 van het isolerende lichaam 9 een die verplaatsing tegenwerkende kracht uitoefent.

Het buitenoppervlak van het verlengstuk 11 dient als lager voor een axiaal beweegbare buitenste kontaktdrager 21 die aan zijn van het isolerende lichaam 9 afgekeerde uiteinde een ringvormig 15 elektrisch geleidend buitenste kontaktorgaan 23 draagt, dat het binnenste kontaktorgaan 5 coaxiaal omgeeft. Het buitenste kontaktorgaan 23 is aan zijn vrije uiteinde (het rechter uiteinde in de figuur) voorzien van een loodrecht op zijn as staand kontaktvlak 23'. In het getekende uitvoeringsvoorbeeld is het buitenste kontaktorgaan 23 met de 20 buitenste kontaktdrager 21 als een geheel uit metaal gevormd. De buitenste kontaktdrager 21 en het verlengstuk 11 zijn beide voorzien van een radiaal naar buiten stekende schouder 25, respectievelijk 27, waartussen zich een de buitenste kontaktdrager omgevende buitenste schroefveer 29 bevindt, die bij een axiale verplaatsing van de buitenste 25 kontaktdrager in de richting van het isolerende lichaam 9 een die verplaatsing tegenwerkende kracht uitoefent. De verplaatsing van de buitenste kontaktdrager 21 in de richting van het isolerende lichaam 9 is begrensd doordat een aan de buitenste kontaktdrager gevormde eerste naar binnen gerichte schouder 31 tegen de van het isolerende lichaam 30 afgekeerde zijde van een verende klemring 33 stuit. De verplaatsing in de tegenovergestelde richting onder de invloed van de buitenste schroefveer 29 is gegrensd doordat een aan de buitenste kontaktdrager 21 gevormde tweede naar binnen gerichte schouder 35 tegen de naar het isolerende lichaam 9 toegekeerde zijde van de klemring 33 stuit. De 35 klemring 33 vormt dus een aanslag die de beweging van de buitenste kontaktdrager 21 in beide richtingen begrenst. Bij het monteren van de buitenste kontaktdrager 21 wordt eerst de buitenste schroefveer 29 om 8702537 & PHE 87006 5 het verlengstuk 11 aangebracht, waarna de klemring 33 op het verlengstuk geschoven wordt tot aan een daarop aanwezige schuin oplopende rand 37.

Daarna wordt de buitenste kontaktdrager 21 op het verlengstuk 11 geschoven waarbij de eerste naar binnen gerichte schouder 31 de daarbij 5 openverende klemring 33 over de rand 37 heen drukt. Na het passeren van de rand 37 sluit de klemring 33 zich weer, waardoor de klemring achter de rand vergrendeld is en de buitenste kontaktdrager 21 niet meer van het verlengstuk 11 verwijderd kan worden. De montage is dus bijzonder eenvoudig en goedkoop.

10 In de buitenste kontaktdrager 21 is nabij het van het isolerende lichaam 9 afgekeerde uiteinde een ringvormige, naar binnen toe open kamer 39 uitgespaard. Voordat de buitenste kontaktdrager 21 op het verlengstuk 11 geschoven wordt, plaatst men in deze kamer een elastische, elektrische geleidende ring 41. Na het boven beschreven 15 opschuiven van de buitenste kontaktdrager 21 is de opening van de kamer 39 door het eindgedeelte van het verlengstuk 11 afgesloten waardoor de geleidende ring 41 is opgesloten. In het getoonde voorbeeld bestaat de geleidende ring 41 uit een schroefvormig gewikkelde geleider die bij het plaatsen in de kamer 39 tot een ring gebogen wordt, waarbij de windingen 20 enigszins scheef komen te liggen. Een dergelijke ring is bijvoorbeeld in FR-A-2 209 483 beschreven. Andere uitvoeringsvormen van de ring 41, bijvoorbeeld van geleidende rubber of metaalwol, zijn eveneens mogelijk.

De ring 41 is elektrisch geleidend verbonden met zowel het verlengstuk 11 als het metaal van de buitenste kontaktdrager 21 en daardoor ook met 25 het buitenste kontaktorgaan 23.

De buitenste kontaktdrager 21 omgeeft het verlengstuk 11 met een tevoren bepaalde radiale speling zoals bij 43, 45 en 47 is aangegeven. Daardoor kan de buitenste kontaktdrager 21 niet alleen, zoals hierboven beschreven, in axiale richting bewegen ten opzichte van 30 het verlengstuk 11, maar ook over een tevoren bepaalde kleine hoek kantelen zodat de assen van het buitenste kontaktorgaan 23 en het binnenste kontaktorgaan 5 niet altijd exact behoeven samen te vallen.

Het kantelen gebeurt uiteraard slechts onder invloed van een op de buitenste kontaktdrager 21 uitgeoefend moment. Wanneer een dergelijk 35 moment afwezig is, zijn de binnenste en buitenste kontaktorganen 5, respectievelijk 23 precies coaxiaal.

Het tweede connectorgedeelte 3 bevat een elektrisch 87 02 537 τ % PHE 87006 6 geleidend binnenste kontaktorgaan 49 in de vorm van een metalen pen, waarvan een uiteinde onbeweeglijk bevestigd is in en elektrisch kontakt maakt met een metalen bus 51 die elektrisch verbonden kan zijn met een geleider van een tweede elektronische bouwsteen (niet getekend). Het 5 binnenste kontaktorgaan 49 is aan zijn vrije uiteinde (het linker uiteinde in de figuur) voorzien van een loodrecht op zijn as staand kontaktvlak 49'. De bus 51 is bevestigd in een elektrisch isolerend lichaam 53, bijvoorbeeld van kunststof. Op het isolerende lichaam 53 is een elektrisch geleidend buisvormig verlengstuk 55 vast bevestigd, dat 10 het binnenste kontaktorgaan 49 coaxiaal omgeeft. Tussen het vrije eindgedeelte van het verlengstuk 55 en het binnenste kontaktorgaan 49 bevindt zich elektrisch isolerend steunlichaam 57. Op het verlengstuk 55 is een ringvormig, elektrisch geleidend buitenste kontaktorgaan 59 onbeweeglijk bevestigd, dat via het verlengstuk elektrisch verbonden kan 15 zijn met een (niet getekende) massa-aansluiting van de tweede elektronische bouwsteen. Het buitenste kontaktorgaan 59 is aan zijn vrije uiteinde (het linker uiteinde in de figuur) voorzien van een loodrecht op zijn as staand kontaktvlak 59'.

Wanneer de beide connectorgedeelten 1, 3 op de in de 20 figuur aangegeven wijze met elkaar gekoppeld worden, werken de kontaktvlakken 5' en 49' samen om de binnenste kontaktorganen 5 en 49 elektrisch met elkaar te verbinden en werken de kontaktvlakken 23' en 59' samen om de buitenste kontaktorganen 23 en 59 elektrisch met elkaar te verbinden. De connectorgedeelten 1, 3 zijn, zoals vermeld, bevestigd 25 op elektronische bouwstenen die mechanisch met elkaar verbonden worden (bijvoorbeeld via een schroef- of klemverbinding) om de connectorgedeelten met elkaar te koppelen. Daarbij kan het gemakkelijk voorkomen, dat als gevolg van mechanische toleranties de beide connectorgedeelten 1, 3 niet precies met hun assen in eikaars 30 verlengde liggen, of dat de afstand tussen de isolerende lichamen 9 en 53 groter is dan in de figuur is aangegeven. Desondanks kan dan dankzij de beschreven constructie van het eerste connectorgedeelte 1 toch een uitstekende elektrische verbinding tot stand komen. Een verplaatsing van een van de connectorgedeelten 1, 3 in axiale richting wordt 35 gecompenseerd doordat het binnenste kontaktorgaan 5 en het buitenste kontaktorgaan 23 tegen de kracht van respectievelijk de binnenste schroefveer 19 en de buitenste schroefveer 29 in onafhankelijk van 8702 537

V

V

PHE 87006 7 elkaar axiaal verplaatsbaar zijn. Een verschuiving van een van de beide connectorgedeelten in radiale richting heeft geen nadelige invloed doordat de radiale afmetingen van de kontaktvlakken 5' en 59' groter zijn dan bij een exact juiste positie van de connectorgedeelten nodig 5 is. Een verplaatsing in radiale richting over een afstand d heeft geen enkele invloed op de verbinding tussen de buitenste kontaktorganen 23 en 59 en beïnvloedt de verbinding tussen de binnenste kontaktorganen 5 en 49 niet merkbaar aangezien voor een bevredigende signaaloverdracht zelfs een puntvormig kontakt tussen de kontaktvlakken 5' en 49' nog 10 voldoende is. Een kanteling van de beide connectorgedeelten 1 en 3 ten opzichte van elkaar heeft tot gevolg, dat de buitenste kontaktdrager 21 dank zij de bij 43, 45 en 47 aangegeven speling eveneens kantelt zodat de kontaktvlakken 23' en 59' over de gehele omtrek kontakt blijven maken zolang de hoek tussen de assen van de beide connectorgedeelten 1, 3 een 15 tevoren bepaalde waarde niet overschrijdt. Mede dank zij de elastische, elektrisch geleidende ring 41 die een rondom gesloten elektrische verbinding tussen het verlengstuk 11 en de buitenste kontaktdrager 21 waarborgt, vormen de beide verlengstukken 11 en 55 tezamen met de beide buitenste kontaktorganen 23 en 59 en de buitenste kontaktdrager 21 een 20 gesloten elektrisch geleidende afscherming. .

In het beschreven uitvoeringsvoorbeeld is slechts het eerste connectorgedeelte 1 voorzien van axiaal verplaatsbar kontaktorganen 5, 23 en een kantelbare buitenste kontaktdrager 21. Het is uiteraard ook mogelijk, het tweede connectorgedeelte 3 op dezelfde 25 wijze te construeren als het eerste connectorgedeelte 1. In dat geval kunnen nog grotere toleranties gecompenseerd worden.

8702 537

Claims (4)

1. Coaxiale connector bevattende een eerste en een tweede connectorgedeelte (1, 3), elk bevattende een elektrisch geleidend binnenste kontaktorgaan (5, 49) dat coaxiaal omgeven is door en via een elektrisch isolerend lichaam (9, 53) mechanisch verbonden is met een 5 elektrisch geleidend buitenste kontaktorgaan (23, 59), met het kenmerk dat elk van de kontaktorganen (5, 23, 49, 59) aan zijn vrije uiteinde een loodrecht op zijn as staand kontaktvlak (5', 23', 49', 59') bevat, waarbij overeenkomstige kontaktvlakken van de beide connectorgedeelten kunnen samenwerken, dat van elk paar samenwerkende kontaktvlakken 10 (5', 49'; 23',59') er ten minste een (5', 49') zodanig grote afmetingen heeft, dat na het aan elkaar koppelen van de beide connectorgedeelten (1, 3) een goede elektrische verbinding tussen de met elkaar samenwerkende kontaktorganen (5, 23; 49, 59) bestaat, wanneer de as van het eerste connectorgedeelte (1) over ten hoogste een tevoren bepaalde 15 afstand (d) verschoven is ten opzichte van de as van het tweede connectorgedeelte (3), en dat de kontaktorganen van tenminste het eerste connectorgedeelte (1) onafhankelijk van elkaar in axiale richting tegen de kracht van een veer (19, 29) in beweegbaar zijn ten opzichte van het isolerende lichaam (9).

2. Connector volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat tenminste het eerste connectorgedeelte (1) een vast met het isolerende lichaam (9) verbonden, elektrisch geleidend, buisvormig verlengstuk (11) bevat, waarvan het binnenoppervlak als lager dient voor een axiaal beweegbare, het binnenste kontaktorgaan (5) dragende binnenste 25 kontaktdrager (13) en het buitenoppervlak als lager voor een axiaal beweegbare, het buitenste kontaktorgaan (23) dragende buitenste kontaktdrager (21) , waarbij zich tussen een radiaal naar buiten stekende schouder (15) van de binnenste kontaktdrager (13) en een radiaal naar binnen stekende schouder (17) van het verlengstuk (11) een 30 binnenste schroefveer (19) bevindt en tussen radiaal naar buiten stekende schouders (25, resp. 27) van de buitenste kontaktdrager (21) en het verlengstuk (11) een buitenste schroefveer (29).

3. Connector volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat zich in de buitenste kontaktdrager (21) een naar binnen toe open kamer (39) 35 bevindt, waarin een elastische, elektrisch geleidende ring (41) is aangebracht, die elektrische geleidend verbonden is met het buitenste kontaktorgaan (23) en het verlengstuk (11). 8702537 PHE 87006 9 *

4. Connector volgens conclusie 2 of 3 met het kenmerk, dat de buitenste kontaktdrager (21) het verlengstuk (11) met een radiale speling (43, 45, 47) omgeeft, zodat de buitenste kontaktdrager over een tevoren bepaalde hoek kan kantelen ten opzichte van het verlengstuk. 8702 537