CN101682151A - 高频-壳体耦合装置及其制造方法 - Google Patents

高频-壳体耦合装置及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高频－壳体耦合装置，其具有与壳体(1)连接的接头件(2)，该接头件具有连接结构(3)，通过该连接结构可使一个同轴插接件以可拆卸的方式与所述接头件固定地连接。本发明的特征是，所述接头件(2)被构造为可不同于所述壳体(1)的构件并且设有至少一个区域，该区域与可配置给所述壳体的壳体壁(5)至少区段地形成形锁合连接。

Description

高频-壳体耦合装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高频-壳体耦合装置，其具有一个与一壳体连接的接头件，该接头件具有一个连接结构，通过该连接结构可使同轴插接件以可拆卸的方式与所述连接件固定地连接。此外，本发明描述了一种用于制造这种高频-壳体耦合装置的方法。
背景技术
高频-壳体耦合装置是用于同轴插接件的插塞接头，该同轴插接件用于将高频信号供应给被壳体包围的高频构件或高频组件。所述类型的高频-壳体耦合装置大多具有一个平坦构成的接头法兰，该接头法兰齐平地靠置在壳体壁的外侧上并且可借助于螺钉连接装置以可拆卸的方式固定地固定在该壳体上。
在DE 30 22 102中描述了一种这样构成的壳体耦合装置。金属的接头法兰可通过四个螺钉连接装置接合以便以可拆卸的方式固定地安置在一个壳体壁上，该接头法兰与套筒状构成的外导体一体连接，在该外导体的圆柱形外轮廓上加工有螺纹，例如插接件的锁紧螺母可以与所述螺纹形成配合。此外，壳体耦合装置在其空心圆柱体形撑开的套筒内空间内部具有内导体衬套，该内导体衬套通过绝缘支撑件相对于外导体中心地固定。
从DE 101 27 862 A1可得出一种类似构造的高频-壳体耦合装置，其四边形法兰不必与外导体一体连接。这个公知的壳体耦合装置方案规定，将耦合装置通过传统的螺钉连接安置在壳体的外壁上。
通常采用由塑料制成的壳体，从而出于强度原因不能或仅仅可有条件地采用直接的螺钉连接来将耦合装置固定的塑料壳体壁上，更因为塑料遭受流动特性并且由此传统的螺钉连接不能保证持久的连接可靠性。为此目的，将所谓的、至少由金属制成的螺母置入到塑料壳体中的与高频-壳体耦合装置的连接法兰的用于接收固定螺钉的固定孔重合的部位上。螺纹的置入优选在塑料注射成型方法的范围内与壳体的制造共同进行。但是，作为替代方案，螺母也可以在壳体制造完后通过事后在壳体壁中设置钻孔并且相应地将螺母粘入到钻孔中而置入到壳体中。
由EP 1 544 963 A1公开了一种由热塑性材料制成的高频-壳体耦合装置，该高频-壳体耦合装置与壳体的制造一起通过注射成型方法构成。在此，该壳体耦合装置是由塑料制成的构件，该构件与塑料壳体一件式连接。接着，该壳体与壳体耦合装置一起被金属化，最后，在金属化之后将内导体以及承载该内导体的绝缘支撑件置入到该壳体耦合装置中。
发明内容
本发明的目的在于，这样地拓展所述类型的高频-壳体耦合装置，使得应在简化高频-壳体耦合装置的制造和装配方式的同时实现信号传输的高品质和持久性方面的改善的稳固性和增高的可靠性，所述高频-壳体耦合装置具有与一壳体连接的接头件，该接头件具有连接结构，通过该连接结构可使一个同轴插接件以可拆卸的方式与所述接头件固定地连接。为此所需的措施应能够尽可能成本低廉且方法技术简单地实现。此外，提供了一种用于制造这种高频-壳体耦合装置的相应方法。
在权利要求1中给出本发明所基于的目的的解决方案。用于制造高频-壳体耦合装置的符合解决方案的方法是权利要求19的主题。由从属权利要求的主题以及特别是参照实施例的其他说明中得出有利地拓展本发明构思的特征。
按照解决方案提出了一种高频-壳体耦合装置，其具有与一壳体连接的接头件，该接头件具有连接结构，通过该连接结构可使一个同轴插接件以可拆卸的方式与所述接头件固定地连接，该高频-壳体耦合装置的特征是：所述接头件被构造为可不同于所述壳体的构件并且设有至少一个区域，该区域与可配置给所述壳体的壳体壁至少区段地形成形锁合连接。
接头件的制造材料优选由无磨损的材料或很大程度上无磨损的材料、优选由金属或由含金属的材料构成，从而保证接头件至少在连接结构的区域中不会通过施加力的接合、例如通过设置在耦合装置侧的螺纹与待接触接通的同轴插接件的锁紧螺母的螺接而在连接结构上遭受材料磨损或其他轮廓降低，所述连接结构优选以螺纹或卡口式连接或上述两者的组合的形式构成。另一方面，通过在壳体壁材料与接头件之间产生形锁合连接产生一个紧密的、不可分开的连接，所述不可分开的连接通过成型方法或浇注方法构成、优选通过注射成型方法构成，在该注射成型方法中尤其是也制造壳体本身。
为了保证接头件与壳体尽可能刚性地连接并且也保持、即不可通过转矩形式或拉力或压力形式的外部作用从壳体联合体中松脱或松动，所述优选套筒状构成的接头件在一个被壳体材料浇注包封的套筒区段中在其套筒表面上具有槽状凹陷部形式或接片状突出部形式的结构，它们能够接收旋转力以及轴向地作用在所述套筒状构成的接头件上的力或者将所述力引导到周围的壳体材料中。换句话说，设置在该套筒区段中的结构是所述套筒状构成的接头件与壳体之间形锁合连接的优化，由此将接头件合乎规定地固定地锚固在壳体壁内部。
有利的是，壳体壁用一个凸缘完全地包围所述套筒状构成的接头件的圆周边缘，该凸缘优选通过在外围环绕所述凸缘的、沟形式的空槽与邻接的壳体壁保持距离和/或该凸缘相对于通常平坦构成的壳体壁以阶梯或接片状的突出部的形式构成。在下面参照图示的实施例的说明中对此进行详细描述。
在壳体壁的区域中对所述套筒状构成的接头件的圆周边缘进行凸缘类型的包围的原因在于在壳体材料与金属的接头件之间产生尽可能对流体密封的密封，所述密封通过在制造壳体时在冷却过程中塑料材料的收缩产生，由此防止湿气侵入到壳体壁与接头件之间。在下面参照图示的实施例的说明中对此进行详细描述。
在成型过程和/或浇注过程中得到具有部分地浇注在其中的接头件的注射成型壳体，紧接着所述成型过程和/或浇注过程进行壳体和接头件的金属化。然而所述金属化不必在壳体的整个表面上进行，而是主要对穿过壳体壁的空心通道的内壁进行金属化，所述套筒状构成的接头件围绕该空心通道同轴地设置并且通过所述高频-壳体耦合装置供入或输出的高频信号沿着该空心通道被传导以进行进一步处理。
最后，为了完成该高频-壳体耦合装置，将一个外导体套筒压入到接头件中，该外导体套筒的外轮廓合适地适配于所述套筒状构成的接头件的内轮廓。在此，外导体套筒已经设有位于内部的内导体构件，所述内导体构件通过绝缘支撑件、优选通过压配合支撑在外导体套筒内部的中心。
外导体套筒通过所述压入过程与沉积在空心通道内壁上的金属层接触并且此外至少在通往所述在壳体壁中延伸的空心通道的过渡部的区域中具有与该空心通道尺寸相同的内横截面，以便在该外导体套筒与沿着壳体壁延伸的金属化的空心通道之间保证无损失的高频信号传导。
如前所述，外导体套筒在轴向方向上沿着接头件内轮廓的装配仅仅通过压入过程进行，一旦该外导体套筒止挡在壳体壁内部的对接边缘上，该压入过程就结束，通过所述对接边缘定义了外导体套筒沿着接头件的最大接合深度。原则上无需另外的接合措施，例如对于外导体套筒无需设置和置入粘附地起作用的接合介质或者其他固定措施。
除了外导体套筒与接头件之间的本来就起作用的压配合之外，一个轴向地作用在外导体套筒上的压紧力也用于在插接连接期间保证外导体套筒在接头件的内部轴向固定的可靠配合，所述压紧力通过套装在高频-壳体耦合装置上的插接件单元引起。同时，相同的、在高频-壳体耦合装置与该插接件单元之间起作用的压紧力也保证：在连接状态中，在座置于耦合装置上的插接件单元之间，耦合装置侧的外导体套筒和插接件侧的外导体套筒处于机械预紧力下，所述机械预紧力在任何情况下在轴向方向上向着壳体壁取向。在此，分别在耦合装置侧和插接件侧设置在外导体套筒上的端面或支撑面通过力的施加彼此形成紧密的接触，由此，最终实现插接件的和壳体耦合装置的外导体套筒之间的电接触。在下面参照图示的实施例的进一步说明中对此进行进一步描述。
附图说明
以下在不限制一般性的发明构思的情况下借助于实施例参照附图示例性描述本发明。在此：
图1是按照解决方案构成的高频-壳体耦合装置的纵剖面图，其示出了两个替换的构型方式，
图2是按照解决方案构成的高频-壳体耦合装置的纵剖面图，该高频-壳体耦合装置具有插套上的同轴插接件，以及
图3是按照解决方案构成的高频-壳体耦合装置的纵剖面图。
具体实施方式
在图1中示出两个按照解决方案构成的高频-壳体耦合装置的组合的纵剖面图，其中，分别关于所示的纵轴线A示出的壳体耦合装置半部示出两个替换的实施方式。
首先详细阐述在图1的右半部示出的实施例，该实施例示出一个高频-壳体耦合装置，该高频-壳体耦合装置设有一个通过塑料注射成型方法制成的塑料壳体1和一个部分地与该塑料壳体浇注在一起的接头件2。套筒状构成的、由金属制成的接头件2具有两个彼此一体连接的套筒区段2.1和2.2，其中，在形成形锁合连接的情况下，套筒区段2.1几乎完全被壳体1的塑料材料包围。另一个套筒区段2.2突出超过壳体1的壁并且在其上圆周边缘上具有外螺纹3。可将一个插接件的锁紧螺母配合在该外螺纹3上，以便以可拆卸的方式固定地进行固定。同样，作为替换方案或者组合地，可以在套筒区段2.2上设置卡口式连接或者作用方式类似的连接机构来代替所述外螺纹3，用于以可拆卸的方式固定地接收插接件。
与此相反的是，与壳体材料浇注在一起的套筒区段2.1设有槽状的凹陷部形式或接片状的肋形式的结构4，通过它们可以与所述由塑料构成的壳体材料形成紧密的形锁合，从而可以将起作用的拧紧力矩直接传递给壳体1，而不会使接头件2相对于壳体1松动甚至松脱，所述拧紧力矩通过插接件的锁紧螺母与螺纹3之间的相互的螺纹扭转引起。
为了产生注射成型壳体1以及该壳体1与金属的接头件2之间的形锁合连接，使用注射成型模具。通过该注射成型模具，套筒区段2.1在其外圆周边缘2.11处被接片状构成的凸缘5完全包围。此外，凸缘5与壳体1的其余材料通过沟状的空槽6分开。这有助于：在注射塑料时在冷却过程期间通过塑料材料的收缩而使凸缘5与接头件2的套筒区段2.1的外圆周边缘2.11对流体密封地进行密封，由此防止湿气的侵入。此外，如已经提及的那样，注射成型壳体件1为了形成所述形锁合连接而包围套筒区段2.1的套筒内轮廓4，并且此外相对于所述套筒状构成的接头件同轴地设有一个圆柱形构成的空心通道7，该空心通道在套筒区段2.1的区域中通过边缘8经历不稳定的直径增大。该边缘8用作事后要装配的外导体套筒10的机械式止挡。
然而，在装配外导体套筒10之前，使壳体1与浇注在其中的接头件2一起金属化，例如特别是空心通道7的和边缘区域8的在注射成型方法中产生的内壁。接下来，借助于压入进行金属的外导体套筒10的装配，该外导体套筒一方面在内壁方面齐平地靠触在接头件2的空心圆柱体形构成的内轮廓上以及另一方面以其环形的端面9为了形成紧密的接触而靠触在边缘8上并且特别是在形成电接触的情况下靠触在沉积在边缘8上的金属层上。
设置在外导体套筒10内部的内导体构件11以及将该内导体构件11在中心支撑在外导体套筒10内部的绝缘支撑件12在外导体套筒10压到接头件2的内部之前已经预先装配好。就此而言，按照本解决方案构成的壳体耦合装置不需要费事的方法步骤，从而可将与此相关的生产成本保持很小。另外，也不必然需要用于将外导体套筒10固定地坐置于接头件2内部的附加的接合介质、例如粘附地起作用的粘接材料，特别是，就像参照图2的进一步描述所示的那样，通过与插接件连接而产生向着壳体1的方向轴向地从外部作用在外导体套筒10上的力，通过该力将外导体套筒10向着对接边缘8的方向压。在描述图2之前，下面阐述用于构成按照本解决方案构成的高频-壳体耦合装置的在图1中左边所示的实施例。
与上述实施变型方案的不同之处在于：改型后的接头件2′同时也用作外导体套筒。为此，将前述的外导体套筒10和接头件2组合为所述改型后的接头件2′。改型后的接头件2′同样设有一个与壳体材料形锁合地连接的套筒区段2.1′，其中，结构4′现在安置在径向外部。套筒区段2.1′的内轮廓相对于空心通道7同样是圆柱形地构成，从而在套筒区段2.1′的内轮廓与该空心通道7之间提供了无缝的过渡。为了装配改型后的高频-壳体耦合装置，构件2′与以上的实施方案类似地与壳体1浇注在一起并且事后被金属化。然而与以上实施方案的不同之处在于：内导体构件11以及绝缘支撑件12是事后装入到所述与接头件组合的外导体的内轮廓中的。
在图2中示出了以上阐述的第一实施方式的高频-壳体耦合装置的纵剖面图，插接件13利用锁紧螺母14坐置于该高频-壳体耦合装置上。该高频-壳体耦合装置的外导体套筒10具有构造为空心圆柱体形的接触凸缘15，该接触凸缘设有轴向延伸的凸缘长度I，该凸缘长度大于设置在插接件侧的外导体套筒18上的接触凸缘16的凸缘长度，从而在同轴插接件13与接头件2的图2所示的连接状态中保证耦合装置侧的外导体套筒10和插接件侧的外导体套筒18处于通过锁紧螺母14的轴向起作用的螺纹力引起的机械预紧力下。由此，高频-壳体耦合装置的外导体套筒10特别是通过其轴向面向插接件13的环形端面19在形成紧密的体接触并且从而也形成电接触17的情况下压在插接件侧的支撑面20上。锁紧螺母14的轴向起作用的螺纹力不仅用于使插接件13的和耦合装置的外导体套筒18与10之间可靠地压紧，而且所述轴向起作用的螺纹力也用于使耦合装置的外导体套筒10可靠地坐置于接头件2内部，其方式是：外导体套筒10在边缘8上被压在设置在壳体侧的电接触部位上。由此，所有用于传导高频的外导体构件在装配状态中被保持在机械预紧力下，由此保证了持久的且足够的接触压力。由此避免了通过处于附加负载下的构件的挠性导致的互调产物的出现。
在图3中以纵剖面图示出了高频-壳体耦合装置的另一个特别有利的实施方式，其设有以上已经阐述过的附图标号。接头件2以特别简单的方式构成，例如由金属的管件制成，在其上端部上设有外螺纹3并且其下面的管端部设有至少沿着管圆周边缘区段地向内变形的管壁区域4′。所述下面的管端部的至少区域地进行的变形优选以冷变形的途径进行。
这种预制的接头件2以图3中所示的方式与壳体1浇注在一起，其中，所述下面的、向内弯曲的或变形的管壁区段4′在轴向投影中很大程度上处于所述环形构成的端面9的下方。如前所阐述的那样，如果图3中未详细示出的锁紧螺母通过与接头件2的螺纹3配合而引起的轴向指向的螺纹力起作用，则外导体套筒10被轴向地压紧在壳体1的所述环形构成的端面9上，从而通过图3中箭头表示的轴向取向的靠触力F作用在所述环形构成的端面9上。然而，由此引起的轴向起作用的力F通过所述金属的、向内弯曲的管壁区段4′接收，从而例如通过所述环形构成的端面9区域中的冷流可排除形状退化。通过图3中所示的接头件2的特殊的几何造型可以使得所有轴向起作用的力完全被捕获，所述力通过锁紧螺母与螺纹3之间的旋拧连接引起的拧紧力矩产生。产生本身闭合的力流，该力流允许几乎完全不考虑高频-壳体耦合装置区域中的塑料壳体区域的强度。
此外，按照本解决方案构成的高频-壳体耦合装置与迄今已知的耦合装置系统的区别在于内置件的数量降低并且壳体插塞接头的空间需求更少。
附图标号表
1           壳体
2           接头件
2′         改型后的接头件
2.1，2.2    套筒区段
2.1′，2.2′改型后的套筒区段
3           连接结构，螺纹
4           结构
4′         向内变形的管壁区段
5           凸缘
6           沟状的空槽
7           空心通道
8           边缘，止挡
9           环形构成的端面
10          外导体套筒
11          内导体套筒
12    绝缘支撑件
13    插接件
14    锁紧螺母
15    耦合装置侧的接触凸缘
16    插接件侧的接触凸缘
17    接触部位
18    插接件的外导体套筒
19    耦合装置侧的端面
20    插接件侧的支撑面

Claims (22)

1.一种高频-壳体耦合装置，其具有与一壳体连接的接头件，该接头件具有连接结构，通过该连接结构可使一个同轴插接件以可拆卸的方式与所述接头件固定地连接，其特征在于，所述接头件被构造为可不同于所述壳体的构件并且设有至少一个区域，该区域与可配置给所述壳体的壳体壁至少区段地形成形锁合连接。
2.如权利要求1所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述接头件仅仅通过所述至少一个形锁合连接与所述壳体壁连接。
3.如权利要求1或2所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述接头件由金属材料或由至少含有金属的材料制成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述壳体是塑料壳体，该塑料壳体能够通过注射成型方法或与所述注射成型方法同类的方法制成，在所述方法中，能流动的塑料以可预给定的形状硬化。
5.如权利要求4所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述壳体至少在其表面的部分区域中被金属化。
6.如权利要求1至5中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述壳体壁至少部分地包围背离所述接头件的结构空间，高频构件或高频-组件可置入到该结构空间中。
7.如权利要求4至6中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述接头件在所述至少一个形锁合连接的区域中被壳体壁材料浇注包封。
8.如权利要求7所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述接头件在所述形锁合连接的区域中具有结构化的表面。
9.如权利要求1至8中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述接头件被构造为套筒状并且设有一个第一套筒区段和一个在轴向上位于第一套筒区段对面的第二套筒区段，所述第一套筒区段与所述壳体壁形成所述至少一个形锁合连接，在所述第二套筒区段上设置螺纹形式和/或卡口式连接形式的连接结构。
10.如权利要求9所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述第一套筒区段至少在其外圆周边缘处被所述壳体壁完全包围。
11.如权利要求10所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述壳体壁在所述第一套筒区段的区域中设有环绕所述圆周边缘的凸缘，该凸缘在径向内部对流体密封地与所述圆周边缘密封。
12.如权利要求9至11中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述套筒状的接头件至少区段地具有内轮廓，一个外导体套筒齐平地置入到该内轮廓中，该外导体套筒具有一空腔，在该空腔中设有内导体构件，该内导体构件通过一绝缘支撑件与该外导体套筒连接。
13.如权利要求9至11中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述套筒状的接头件用作外导体套筒并且包括一空腔，在该空腔中设置内导体构件，该内导体构件通过一绝缘支撑件与该外导体套筒连接。
14.如权利要求12或13所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述外导体套筒设有至少一个内部的套筒区段，该内部的套筒区段齐平地靠触在壳体壁内部的、相对于该外导体套筒同轴的、被金属化的空心通道上。
15.如权利要求12至14中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述外导体套筒设有被构造为空心圆柱体状的接触凸缘，该接触凸缘设有轴向延伸的凸缘长度，该凸缘长度大于插接件侧的外导体的设置在插接件侧的接触凸缘的凸缘长度，从而在同轴插接件与接头件的连接状态中，耦合装置侧的外导体和插接件侧的外导体处于机械预紧力下，所述机械预紧力沿轴向方向朝着壳体壁指向。
16.如权利要求15所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述外导体套筒的接触凸缘设有轴向取向的端面，该端面在轴向上面向设置在插接件侧的支撑面取向并且在连接状态中在形成电接触的情况下可借助于机械预紧力沿轴向方向压在该支撑面上。
17.如权利要求9至16中任一项所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述接头件以管件的类型构成并且所述第一套筒区段在该管端部的区域中具有向内变形的管壁区段。
18.如权利要求15和17所述的高频-壳体耦合装置，其特征在于，所述向内变形的管壁区段在轴向投影中布置在所述设置在插接件侧的支撑面的下方。
19.一种用于制造高频-壳体耦合装置的方法，该高频-壳体耦合装置具有与壳体连接的接头件，该接头件具有连接结构，通过该连接结构可使一个同轴插接件以可拆卸的方式与所述接头件固定地连接，其特征在于，所述壳体通过成型方法或浇注方法、特别是注射成型方法制成，其中，该接头件被这样地浇注在可配置给所述壳体的壳体壁中，使得该接头件与所述壳体壁至少区段地形成形锁合连接。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，使用金属构件或含有金属部分的构件作为接头件，并且通过塑料注射成型方法制造所述壳体。
21.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在所述壳体壁中在所述接头件的区域中通过成型方法或浇注方法设置空心通道，并且所述壳体至少在该空心通道的区域中被金属化。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，将一个具有处于内部的绝缘支撑件和内导体构件的外导体套筒这样地压入到一个设置在接头件中的空槽中，使得该外导体套筒止挡在一个设置在壳体壁中的对接边缘上，通过该对接边缘，外导体套筒抵抗沿压入方向起作用的力被固定。
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