CH684910A5 - Coaxial Connectors. - Google Patents
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Description
1 1
CH 684 910 A5 CH 684 910 A5
2 2nd
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft einen koaxialen Steckverbinder der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art. The invention relates to a coaxial connector of the type mentioned in the preamble of claim 1.
Steckverbinder dieser Gattung sind für hochwertige Koaxialkabel, insbesondere solche mit massivem Aussenieiter, der glatt, schraubenförmig gewellt oder ringförmig gewellt sein kann, allgemein bekannt. Zur mechanischen Klemmung, vor allem aber zur sicheren elektrischen Kontaktierung wird der Aussenieiter gewöhnlich im Bereich seines Stirnendes aufgeweitet oder rechtwinklig nach aussen unter Bildung eines Kragens umgebördelt. Der aufgeweitete Bereich oder der Kragen wird zwischen einer entsprechenden Ringfläche des Steckverbindergehäuses und der ringförmigen Stirnfläche oder auch Kegelfläche eines Druckringes durch Eindrehen eines hohlen Schraubgliedes, dessen Stirnfläche auf dem Druckring aufliegt, festgeklemmt und dadurch gleichzeitig auch mit dem Steckverbindergehäuse elektrisch kontaktiert. Connectors of this type are generally known for high-quality coaxial cables, in particular those with a solid outer conductor which can be smooth, corrugated or corrugated. For mechanical clamping, but above all for reliable electrical contacting, the outer conductor is usually widened in the region of its front end or flanged outward at a right angle to form a collar. The widened area or the collar is clamped between a corresponding annular surface of the connector housing and the annular end surface or conical surface of a pressure ring by screwing in a hollow screw member, the end surface of which rests on the pressure ring, and at the same time thereby makes electrical contact with the connector housing.
Es hat sich nun gezeigt, dass diese sehr nieder-ohmige und daher reflexionsarme Kontaktierung in manchen Fällen dennoch unbefriedigend ist, nämlich dann, wenn ein besonders hoher Intermodulati-onsabstand, z.B. von mehr als 120 dB für die Inter-modulationsprodukte dritter Ordnung, gefordert wird. Dies ist z.B. bei Koaxialverbindern der Fall, über die gleichzeitig Signale mit hoher Leistung gesendet und mit sehr kleiner Leistung empfangen werden. It has now been shown that this very low-ohmic and therefore low-reflection contacting is nevertheless unsatisfactory in some cases, namely when a particularly high intermodulation distance, e.g. of more than 120 dB for the third order inter-modulation products. This is e.g. the case with coaxial connectors, via which signals with high power are simultaneously sent and received with very low power.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen besonders intermodulationsarmen koaxialen Steckverbinder der einleitend angegebenen Art zu schaffen. The invention is therefore based on the object of providing a particularly low-intermodulation coaxial connector of the type specified in the introduction.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. The solution to this problem is specified in claim 1.
Die scheinbar einfache Lösung, bei einem Steckverbinder der vorliegenden Gattung den Druckring auf den Aussenieiter im Bereich dessen Stirnrandes aufzulöten, mit einer axial überstehenden Ringschulter zu versehen und über diese einen Ringbund in dem Steckverbindergehäuse zu kontaktieren, sowie alle kontaktgebenden Teile zu versilbern, setzt jedoch die Erkenntnis voraus, dass die Inter-modulationssignale mit dem gemessenen Pegel ihre Ursache in der bisherigen Art der mechanischen Kontaktierung haben, dass nämlich bei dieser Art der Kontaktierung der Kontaktwiderstand einen wenn auch sehr kleinen nichtlinearen Anteil hat, der die Ursache für die Entstehung von Intermodulati-onssignalen ist. Zurückzuführen ist dieser nichtlineare Anteil vermutlich auf die im Kontaktierungs-bereich aufeinandertreffenden, gewöhnlich unterschiedlichen Metalle und vor allem deren Oberflächenoxyde, die wiederum bei den für die Aussenieiter von Koaxialkabeln meist verwendeten Metallen, nämlich Kupfer bzw. Kupferlegierungen und Aluminium, unvermeidbar sind. Die allgemein bekannte halbleitende Wirkung beispielsweise von Kupferoxydul könnte als Bestätigung der diesseitigen Vermutung angesehen werden. However, the apparently simple solution of soldering the pressure ring onto the outer conductor in the area of its front edge in a connector of the present type, providing it with an axially projecting ring shoulder and using this to contact a ring collar in the connector housing, and silvering all contacting parts, sets the standard Knowledge beforehand that the intermodulation signals with the measured level have their cause in the previous type of mechanical contacting, namely that with this type of contacting the contact resistance has a small, albeit very small, non-linear component, which is the reason for the development of intermodulation. signals. This non-linear component is probably due to the usually different metals encountering one another in the contact area and, above all, their surface oxides, which in turn are unavoidable in the case of the metals which are mostly used for the outer conductors of coaxial cables, namely copper or copper alloys and aluminum. The well-known semiconducting effect of copper oxide, for example, could be seen as confirmation of this assumption.
Die mit dem Anspruch 1 vorgeschlagene Lösung hat zudem den Vorteil, dass der Aussenieiter im Kontaktierungsbereich nicht mehr aufgeweitet und umgebördelt werden muss, da er im Steckverbindergehäuse nicht mehr mechanisch geklemmt sondern statt dessen mit dem Druckring verlötet wird, der seinerseits mittels der üblichen Hohlschraube in dem Steckverbindergehäuse geklemmt und mit diesem kontaktiert wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass auf diese Weise nichtlineare Anteile des Kontaktwiderstandes weitestgehend vermieden werden und sich damit Intermodulationseffekte unter die Messbarkeitsgrenze drücken lassen, wenn zusätzlich alle kontaktgebenden Teile versilbert sind. Damit wird allerdings auf einen Vorteil der bisher bekannten Steckverbinder verzichtet, der darin bestand, dass sie gewöhnlich vom Kunden montiert werden konnten. The solution proposed with claim 1 also has the advantage that the outer conductor in the contacting area no longer has to be widened and flanged, since it is no longer mechanically clamped in the connector housing but instead is soldered to the pressure ring, which in turn by means of the conventional banjo bolt in the Connector housing clamped and contacted with this. It has been shown that nonlinear components of the contact resistance are largely avoided in this way and intermodulation effects can thus be suppressed below the measurability limit if all the contacting parts are additionally silver-plated. However, this dispenses with an advantage of the previously known connectors, which consisted in the fact that they could usually be installed by the customer.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen dieser Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Advantageous embodiments and further developments of this solution are specified in the dependent claims 2 to 6.
Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2 und 3 erleichtern die relative Positionierung von Druckring und Aussenieiter vor und während des Auflötens des Druckringes. The embodiments according to claims 2 and 3 facilitate the relative positioning of the pressure ring and outer conductor before and during the soldering of the pressure ring.
Die Ausführungsform nach Anspruch 4 berücksichtigt, dass die Kontaktierungsflächen zwischen dem Druckring und dem Gehäuse einerseits sowie zwischen der Hohlschraube und dem Gehäuse andererseits elektrisch gesehen parallelgeschaltete Übergangs- oder Kontaktierungswiderstände darstellen, so dass es sich empfiehlt, zur Minimierung des insgesamt wirksamen Kontaktwiderstandes auch die Kontaktfläche zwischen der Hohlschraube und dem Druckring möglichst gross zu machen und gleichzeitig eine hohe Flächenpressung in diesem Bereich zu erzielen. The embodiment according to claim 4 takes into account that the contact surfaces between the pressure ring and the housing, on the one hand, and between the banjo bolt and the housing, on the other hand, represent electrically connected transition or contact resistances, so that it is advisable to minimize the overall effective contact resistance also the contact surface between make the banjo bolt and the pressure ring as large as possible and at the same time achieve a high surface pressure in this area.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 wird zusätzlich noch die Flächenpressung zwischen der Hohlschraube und dem Steckverbindergehäuse speziell in dem stromführenden Bereich erhöht. The development according to claim 5 additionally increases the surface pressure between the banjo bolt and the connector housing, especially in the current-carrying area.
Durch die Ausführungsform nach Anspruch 6 wird erreicht, dass der Steckverbinder wasserdicht ist. Etwa von der Kabelseite her in den Steckverbinder eindringendes Wasser kann nämlich lediglich bis zu der kabelseitigen Stirnfläche des Druckringes vordringen, nicht aber in den kritischen Bereich zwischen dem Innenleiterkontaktelement und dem Aussenieiter des Kabels bzw. dem Innenleiterkontaktelement und dem Gehäuse des Steckverbinders gelangen. The embodiment according to claim 6 ensures that the connector is watertight. For example, water penetrating into the connector from the cable side can only penetrate as far as the end face of the pressure ring on the cable side, but not into the critical area between the inner conductor contact element and the outer conductor of the cable or the inner conductor contact element and the housing of the connector.
In der Zeichnung ist der Steckverbinder nach der Erfindung in schematisch vereinfachten, beispielhaft gewählten Ausführungsformen im Längsschnitt bzw. in Teillängsschnitten dargestellt. Es zeigt: In the drawing, the connector according to the invention is shown in schematically simplified, exemplary embodiments chosen in longitudinal section or in partial longitudinal sections. It shows:
Fig. 1 eine Ausführungsform des koaxialen Steckverbinders, 1 shows an embodiment of the coaxial connector,
Fig. 2 eine Ausführungsform in einer abgedichteten Variante, 2 shows an embodiment in a sealed variant,
Fig. 3 eine zweite Möglichkeit zur Verwirklichung der Abdichtung und Fig. 3 shows a second way of realizing the seal and
Fig. 4 eine dritte Möglichkeit zur Verwirklichung der Abdichtung. Fig. 4 shows a third way of realizing the seal.
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10 10th
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25 25th
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2 2nd
3 3rd
CH 684 910 A5 CH 684 910 A5
4 4th
In allen Figuren bedeuten: In all figures:
1 = Kabelinnenleiter 1 = inner cable
2 = Kabeldielektrikum 2 = cable dielectric
3 = Kabelaussenleiter 3 = outer cable
4 = Kabelmantel 4 = cable sheath
11 = Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders 11 = inner conductor contact element of the connector
12 = Steckerdielektrikum 12 = connector dielectric
13 = Steckverbindergehäuse 13 = connector housing
14 = steckseitiger Flansch 14 = plug-side flange
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Steckverbinder erfolgt die Kontaktierung zwischen dem Kabelaussenleiter 3 und dem Steckverbindergehäuse 13 über einen Druckring 15 und eine in das Gehäuse 13 eingedrehte Hohlschraube 16. Der Druckring 15 hat ein zu der Wellung des Aussenleiters 3 komplementäres Profil, wie bei 15b zu erkennen ist. Der Druckring 15 ist auf das Ende des Aussenleiters 3 aufgelötet und hat eine in axialer Richtung über das Stirnende des Aussenleiters 3 überstehende Ringschulter 15a, mit der er einen Ringbund 13a des Steckverbindergehäuses 13 kontaktiert. Zumindest in diesem Kontaktierungsbereich sind sowohl das Steckverbindergehäuse 13 als auch der Druckring 15 versilbert. Es empfiehlt sich jedoch, das Gehäuse 13 wenigstens im gesamten Anlagebereich des Druckringes 15 zu versilbern. Der Druckring 15 sollte insgesamt versilbert sein. Gleiches gilt für den vorderen, also steckseitigen Bereich der Hohlschraube 16. Zur Vergrösserung der Kontaktfläche zwischen dem Druckring 15 und dem Vorderende der Hohlschraube 16 sind deren Stirnfläche 16a und die Gegenfläche des Druckringes 15 als komplementäre Kegelflächen ausgebildet. Ausgehend von ihrer Stirnfläche 16a ist die Hohlschraube 16 des weiteren mit umfangssymmetrisch verteilten, axialen Schlitzen 16b versehen, die sich bis zu dem Gewindeabschnitt 16c der Hohlschraube 16 erstrecken. Das dadurch im Bereich der ringförmigen Stirnfläche 16a der Hohlschraube 16 erzielte, in radialer Richtung federnde Verhalten führt in Verbindung mit den Kegelflächen zu einer mit fortschreitendem Anziehen der Hohlschraube 16 wachsenden Anpressung deren vorderen Bereiches an die Innenwand des Steckverbindergehäuses 13. Es lässt sich rechnerisch leicht zeigen, dass sowohl die Kegelmantelfläche zwischen dem Druckring 15 und der Hohlschraube 16 als auch die Zylinderfläche zwischen letzterer und dem Steckverbindergehäuse 13 Kontaktierungsflächen bilden, über die ein - wenn auch sehr kleiner - Bruchteil des Stromes zwischen dem Kabelaussenleiter 3 und dem Steckverbindergehäuse 13 fliesst. Daher empfiehlt es sich, bei sehr hohen Anforderungen an die Dämpfung von Intermodulationsprodukten auch diese Kontaktierungsbereiche durchgängig zu versilbern, da es anderenfalls zu in Umfangsrichtung schwankenden, spezifischen Übergangs- oder Kontaktie-rungswiderständen, vor allem aber zur Bildung von Oxydschichten kommen kann, die wegen ihrer nichtlinearen elektrischen Eigenschaften in erster Linie als Ursache für die Entstehung von Intermodulationsprodukten angesehen werden. In the connector shown in Fig. 1, the contact between the cable outer conductor 3 and the connector housing 13 via a pressure ring 15 and a screwed into the housing 13 hollow screw 16. The pressure ring 15 has a complementary to the corrugation of the outer conductor 3, as in 15b can be seen. The pressure ring 15 is soldered onto the end of the outer conductor 3 and has an annular shoulder 15a which projects axially beyond the front end of the outer conductor 3 and with which it contacts an annular collar 13a of the connector housing 13. At least in this contacting area, both the connector housing 13 and the pressure ring 15 are silver-plated. However, it is advisable to silver the housing 13 at least in the entire contact area of the pressure ring 15. The pressure ring 15 should be silver-plated overall. The same applies to the front, that is to say plug-in, area of the hollow screw 16. In order to enlarge the contact area between the pressure ring 15 and the front end of the hollow screw 16, the end face 16a thereof and the counter surface of the pressure ring 15 are designed as complementary conical surfaces. Starting from its end face 16a, the banjo bolt 16 is further provided with circumferentially symmetrical, distributed axial slots 16b, which extend as far as the threaded section 16c of the banjo bolt 16. The resultant, in the area of the annular end face 16a of the hollow screw 16, resilient behavior in connection with the conical surfaces leads to a growing pressure of the front area against the inner wall of the connector housing 13 as the hollow screw 16 is tightened. It can easily be shown by calculation that both the conical outer surface between the pressure ring 15 and the banjo bolt 16 and the cylindrical surface between the latter and the connector housing 13 form contacting surfaces over which a - albeit very small - fraction of the current flows between the cable outer conductor 3 and the connector housing 13. It is therefore advisable to silver-coat these contacting areas consistently if there are very high demands on the damping of intermodulation products, since otherwise there may be fluctuations in the circumferential direction, specific contact or contacting resistances, but above all the formation of oxide layers, which can occur due to their nonlinear electrical properties are primarily regarded as the cause of the development of intermodulation products.
Der steckseitige Flansch 14 ist als Schraubflansch ausgebildet und hat eine nach innen vorspringende Ringschulter 14a zur Sicherung der Lage des Steckverbinderdielektrikums 12. Der Kabelinnenleiter 1 ist in einer entsprechenden Bohrung des Innenleiterkontaktelemets 11 aufgenommen und in dieser verlötet. Um den Lötvorgang zu ermöglichen, hat das Innenleiterkontaktelement eine zu der Lötstelle führende, axiale Bohrung 11 a. The plug-in flange 14 is designed as a screw flange and has an inwardly projecting annular shoulder 14a for securing the position of the connector dielectric 12. The inner cable 1 is received in a corresponding bore in the inner conductor contact element 11 and is soldered therein. In order to enable the soldering process, the inner conductor contact element has an axial bore 11 a leading to the soldering point.
In Fig. 2 ist eine abgedichtete Ausführungsform des Steckverbinders nach Fig. 1 dargestellt. Die Abdichtung erfolgt mittels eines O-Ringes 17, der in eine Umfangsnut eingelegt ist, die von der hier kreisringförmigen Stirnfläche 16a der Hohlschraube 16, der wie im Fall der Fig. 1 kegelig abgeschrägten Gegenfläche des Druckringes 15 und der Innenwand der Bohrung des Steckverbindergehäuses 13 begrenzt wird. Auf die Schlitze in dem vorderen Bereich der Hohlschraube 16 wurde bei dieser Ausführungsform verzichtet. FIG. 2 shows a sealed embodiment of the connector according to FIG. 1. Sealing takes place by means of an O-ring 17, which is inserted into a circumferential groove, that of the annular end face 16a of the hollow screw 16, the conical beveled counter surface of the pressure ring 15, as in the case of FIG. 1, and the inner wall of the bore of the connector housing 13 is limited. The slots in the front area of the hollow screw 16 have been dispensed with in this embodiment.
Gemäss Fig. 3 kann anstelle eines einfachen O-Ringes zur Abdichtung auch ein Profilring 17a verwendet werden. According to FIG. 3, a profile ring 17a can also be used instead of a simple O-ring for sealing.
Gemäss Fig. 4 lässt sich eine Abdichtung in gleicher Weise auch durch einen Dichtring 17b erzielen, der in eine Umfangsnut des Druckringes 15 eingelegt ist. 4, a seal can also be achieved in the same way by means of a sealing ring 17b which is inserted into a circumferential groove of the pressure ring 15.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |