-
Die
DIN-Norm für
koaxiale Steckverbinder (DIN 47 299, Teil 1) definiert spezifische
Begriffe für
unterschiedliche Elemente eines koaxialen Steckverbinders. Statt
der in der DIN-Norm definierten Begriffe werden hierin die folgenden
Begriffe verwendet:
-
Aus
Gewohnheit und Bequemlichkeit ist der bevorzugte Verbinder für eine Allzweckverwendung
an vielen Artikeln einer Testausrüstung ein weiblicher BNC (BNC
steht für
Bayonet Navy Connector = Bajonettsteckverbinder). Der weibliche
BNC-Verbinder weist eine weibliche bzw. Buchsen-Hülle oder
eine zylindrische Abschirmung auf, deren Außenoberfläche zwei gegenüberliegende
Bajonettstifte trägt,
die jeweilige spiralförmige
Rillen in Eingriff nehmen, und Arretierungen bei einer Bajonettverriegelung,
die Teil des männlichen
bzw. Stecker-BNC-Verbinders ist. Die tatsächliche HF-Verbindung wird
zwischen männlichen
und weiblichen Mittelleiterabschnitten und zwischen männlichen
und weiblichen zylindrischen Abschirmungsabschnitten hergestellt.
Um die Mitteleiter zu verbinden, weist ein männlicher Stift einen Abschnitt
mit reduziertem Durchmesser auf, der sich über eine Schulter hinaus erstreckt.
Der männliche
Stift tritt in eine weibliche Buchse ein, deren Außendurchmesser
mit dem der Schulter des männlichen
Stifts übereinstimmt.
Auf diese Weise zeigen die zusammengepaßten männlichen und weiblichen Mittelleiterabschnitte
keine Änderung
in ihrem Außendurchmesser,
vorausgesetzt, daß sie
tatsächlich
vollständig
zusammengepaßt
sind. Auf ähnliche
Weise weist die zylindrische Abschirmung um den männlichen
Stift einen Außendurchmesser
auf, der gerade so in die größere zylindrische
Abschirmung über
dem weiblichen Stift paßt.
Die größere (weibliche)
zylindrische Abschirmung weist eine innere Stufe auf einen reduzierten
Durchmesser auf, der mit dem Innendurchmesser der kleineren (männlichen)
zylindrischen Abschirmung über
dem männlichen
Stift übereinstimmt.
Wenn die Mittelleiter vollständig
zusammengepaßt
sind, tritt die kleinere zylindrische Abschirmung genau gegen die
Stufe in der größeren zylindrischen
Abschirmung ein und schließt
am Boden mit derselben ab, und eine Änderung des Innendurchmessers
der Abschirmung verliert sich, mit dem Ergebnis, daß sowohl
der Mittelleiter als auch die umgebende zylindrische Abschirmung
derart erscheinen, daß sie
konstante Durchmesser aufweisen. Diese mechanische Anordnung einer überlappenden
Eindringung ist derart, daß der
Mittelleiter und die Abschirmung in einer starren koaxialen Ausrichtung
gehalten werden, trotz des Vorhandenseins einer mechanischen Verbindungsstelle.
Bei einem herkömmlichen
BNC-Verbinder liefert
eine Feder hinten an der BNC-Verriegelung einen durchschnittlichen
Kraftbetrag, um das vollständige
Zusammenpassen des mittleren Stifts und der Abschirmungen zu verursachen.
Ein Ende dieser Kraft wird durch die Arretierung der Bajonettverriegelung
verankert, die die Bajonettstifte in Eingriff nimmt, und ermöglicht,
daß die
zusammengepaßten
Teile zusammengezwungen werden. (Diese eher verkürzte Erörterung der BNC-Verbindertechnik
bezieht sich nicht auf alle Fragen, die dem BNC-Entwurf über seine
lange Geschichte zugeordnet sind, wie z. B. die Verwendung von Teflon,
axiale Schlitze in der männlichen
zylindrischen Abschirmung und Kabelanbringungsverfahren. Aber sie ist
ausreichend, um die Problempunkte herauszustellen, an denen wir
interessiert sind.)
-
Ein
Nachteil des ursprünglichen
BNC-Entwurfs ist, daß die
Feder im Alter und bei starker Verwendung geschwächt werden kann, und daß alles,
wie z. B. das Gewicht eines langen Kabels oder einer Sondenhülse oder
eines anderen Gehäuses
an dem männlichen
Ende, das den männlichen
Verbinder weg von der Tafel zieht, durch Überwinden der Feder ebenfalls
verursacht, daß sich
die zusammengepaßten
Mittelleiter und zusammengepaßten
Abschirmungen zu einem größeren oder
geringeren Grad trennen. Die daraus resultierenden Durchmesseränderungen
bringen abrupte Änderungen
in der charakteristischen Impedanz ein, wodurch unerwünschte Reflexionen
für Signale
bei hohen Frequenzen verursacht werden.
-
Das
US-Patent 6, 609, 925, erteilt am 26. August 2003 mit dem Titel „Precision
BNC Connector" offenbart
eine Anordnung, bei der die zuvor genannte Feder durch eine gewollte
(nicht federnde) Verschiebung ersetzt wird, erzeugt durch die Drehung
einer gerändelten
Außenhülle, die
durch Gewinde an der BNC-Verriegelung in Eingriff genommen ist.
Wenn die gerändelte
Außenhülle in der
richtigen Richtung gedreht wird, nach einer anfänglichen Zusammenpassung des
Verbinders, werden der männliche
Stift und seine umgebende zylindrische Hülle vorwärtsgetrieben, um vollständig mit
ihren weiblichen Gegenstücken
zusammenzupassen. Wie vorher dienen die Bajonettstifte als ein Anker
für die
beteiligte Kraft.
-
Es
ist nun nicht der Fall, daß die
Anordnung, beschrieben in dem US-Patent 6, 609, 925 nicht funktioniert:
sie funktioniert. Aber es gibt Situationen, in denen ein Aspekt
dieser Operation unzweckmäßig ist.
Das heißt,
es ist uneins mit einem vom Menschen erdachten Verwendungsmodell,
das aus Erwartungen entsteht, die durch Verwenden anderer Verbinder
erzeugt werden. Es wird eine solche Situation beschrieben, um eine gewünschte Eigenschaft
des verbesserten Verbinders zu verdeutlichen, der nachfolgend beschrieben
wird.
-
Es
sei angenommen, daß das
Instrument oder der Artikel der Testausrüstung einen Eingangskanal aufweist,
der einen weiblichen BNC-Verbinder verwendet, der an der Tafel befestigt
ist. Es ist üblich,
daß solche
Verbinder relativ fest an der Tafel angebracht sind, und nicht übersetzen,
schwenken oder sich drehen, sobald sie installiert sind. Es sei
nun ein ähnlicher
Verbinder an der Tafel befestigt, in einer Entfernung von demselben.
Der zweite Verbinder ist die Quelle eines Kalibrierungssignals,
das der Benutzer des Instruments von Zeit zu Zeit an den Eingangskanal
anlegen möchte.
Der Hersteller des Instruments liefert ein hochqualitatives (und
teueres!) „Kalibrierungskabel", das verwendet werden
soll, um die Verbindung herzustellen. Das Kalibrierungskabel kann
eine Ablängung
eines starren „Hartlei tungs"-Koaxialkabels oder
eines halbstarren Kabels sein. Oder es könnte flexibel sein, insofern,
daß es
etwas gebogen werden kann aber einer Torsionsdrehung oder einem
Verdrillen standhält
(und keinen Schaden erleidet). (Es gibt andere Nichtkalibrierungssituationen,
in denen eine Testausrüstung
manchmal eine extern hergestellte Verbindung aufweist, wie z. B.
Anlegen durch ein kurzes Koaxialkabel von entweder einer intern
erzeugten oder extern gelieferten Standardfrequenz oder eines anderen
Signals zu einem Eingang, der dasselbe verwendet. Es wird darauf
hingewiesen, daß diese
anderen Situationen ebenfalls durch das „Kalibrierungs"-Beispiel dargestellt
werden, das hier verfolgt wird.)
-
Es
sei abschließend
angenommen, daß ein
solches Kalibrierungskabel in der Form eines flachen breiten U vorlag
und herkömmliche
männliche
BNC-Verbinder an jedem Ende aufwies. Es ist üblicherweise relativ kurz,
z. B. 6 bis 12 Zoll. Es kann gebogen werden aber nicht mit einem
kleinen Radius, und die zwei 90°-Bögen der
U-Form bedeuten, daß die
Länge des
Kabels bereits relativ weit verbraucht ist, nur um demselben diese Form
zu geben. Um es anzubringen, würde
man zwischen Daumen und Zeigefinger wahrscheinlich jede männliche
BNC-Verriegelung mit einer anderen Hand greifen und die Kabel-befestigten
Verbinder mit ihren Kabel-befestigten Gegenstücken ausrichten. Da die Bajonettstifte
in einer bestimmten Distanz zurück
von dem Ende des Tafel-befestigten weiblichen Verbinders angeordnet
sind, ist ein koaxialer Eingriff möglich, bevor ein weiterer Eingriff
entlang der Achse erfordert, daß die
Bajonettstifte tatsächlich
in die Rillen in der BNC-Verriegelung an dem männlichen Verbinder eintreten.
Eine Ineingriffnahme der Bajonettstifte mit den Rillen erfordert eine
Drehausrichtung. Die BNC-Verriegelung kann sich üblicherweise frei drehen, so
daß eine
solche Ausrichtung möglich
ist. Üblicherweise
dreht die Bedienperson die BNC-Verriegelung mit einer Handgelenksbewegung
oder durch Rollen derselben zwischen Daumen und Zeigefinger. Sobald
die Bajonettstifte in die Rillen der Verriegelung ein treten, verbindet
eine Vorwärtsbewegung
und ein weiteres Drehen der Verriegelungen das Kalibrierungskabel.
Das „einzige" Problem hier ist
die geringe Qualität
der Verbindung, die durch einen herkömmlichen Nichtpräzisions-BNC-Verbinder
gebildet wird. Leider können
für ein
Kalibrierungssignal im Gigahertzbereich unzulängliche Verbinder verursachen,
daß das
Instrument seine Spezifikationen nicht erfüllt. Deshalb und aus anderen
Gründen
gibt es solche Dinge wie Präzisions-BNC-Verbinder.
-
Nun
wird dieselbe Operation mit dem Präzisions-BNC-Verbinder des US-Patents 6, 609, 925
wiederholt. Es sei momentan angenommen, daß die Verbinder kabelgetragene
männliche
BNC-Verbinder sind (d. h., sie sind direkt an dem Kalibrierungskabel
angebracht anstatt Kreuzreihenadapter zu sein, wie in dem Patent gezeigt
ist). Dies funktioniert nicht, außer das Kabel kann gedreht
werden, wenn es den Verbinder verläßt, oder außer das Kabel kann nach der
90°-Biegung, die die
Hälfte
der U-förmigen
Biegung ist, weiter gebogen werden, um das U zu eine W zu machen,
und dann (später)
wieder zu einem U zurückgebogen
werden. Der Grund dafür
ist, daß die
Hinterseite des Verbinders (das Teil, das an dem Kabel angebracht
ist oder das „Adapterteil" trägt) nicht
relativ zu der BNC-Verriegelung gedreht werden kann. (Unter Betrachtung
von 3 des US-Patents
6, 609, 925 ist der Grund dafür,
daß Sperrklinken 40 nur
gleiten können
und sich nicht drehen können,
in Schlitzen 41 einer männlichen
Hülle 39,
und daß das
Element 50 – das
das Kabel oder den Adapter darstellt – fest in die Hülle 39 geschraubt
wird.) Somit, um z. B. die Bajonettstifte des linken Paares von
Verbindern in Eingriff zu nehmen, müßte die linke BNC-Hülle um 90° im Uhrzeigersinn
gedreht werden (von hinten betrachtet), um zu verursachen, daß der Spiralabschnitt
der Rillen die Bajonettstifte überquert,
bis diese Bajonettstifte in die Arretierungen eintreten. Das bedeutet,
daß eine
Kabelanordnung, die kein Verdrehen erlaubt, sich ebenfalls drehen
muß, da
die Verriegelung verdreht wird. Aber wie können die rechten Verbinder
dann mit einander in Eingriff bleiben? (Man könnte die rechten Verbinder
auseinanderziehen (durch Verzerren der U-Form), um zu ermöglichen,
daß sich
das gesamte Kabel um die linken Verbinder dreht, aber im Endeffekt
wird dies nicht helfen. Lesen Sie weiter.) Damit die rechten Verbinder
in Eingriff bleiben (auch wenn dieselben nicht vollständig zusammengepaßt sind),
würde dies
erfordern, daß das
Kalibrierungskabel nachgibt, entweder durch Drehen, wenn es in einen
männlichen
Verbinder eintritt, der gedreht wird (wobei angenommen wird, daß dies nicht
der Fall ist), oder dadurch, daß es
extra lang in der Mitte des U ist, so daß es an einer Reihe von Stellen
gebogen werden kann, um temporär
zu einem W zu werden. Wie umständlich!
Und was für
eine verschwenderische Handlung an einer teueren Ablängung eines
Hochqualitätskabels.
(Um nicht zu erwähnen,
es sei eine Festleitung ...) Nun, da die linken Verbinder zusammengepaßt sind,
werden dieselben Schwierigkeiten wiederholt, um die rechten Verbinder
zusammenzupassen, außer
daß es
diesmal noch etwas schwieriger wird, da die linken Verbinder nun
fest an Ort und Stelle gehalten werden. Das Ergebnis ist, daß das Kalibrierungskabel
nicht ohne weiteres installiert werden kann, wenn es nur biegbar
ist und nicht verdreht werden kann, und fast überhaupt nicht installiert
werden kann, wenn es starr ist. Die Entfernung des Kabels stellt
umgekehrt dieselben Probleme dar.
-
Jene,
die vertraut mit einem Hochqualitäts-Koaxialkabel sind (z. B.
dem Sucoflex-Mikrowellenkabel von Huber & Suhner) werden erkennen, daß abgesehen
davon, daß es
relativ teuer ist, ein solches Kabel auch nicht verdreht werden
kann, steif ist und sich nicht abrupt biegt. Diese verschiedenen
Eigenschaften des Kabels bedeuten, daß wir das Beispiel des Kalibrierungskabels
nicht übertrieben
haben, um es schlimmer erscheinen zu lassen als es wirklich ist.
-
Es
existiert ein verwandtes Beispiel, wenn die Verbinder an der Tafel
Präzisions-BNC-Verbinder
sind, und das Kalibrierungskabel mit einem SMA- oder noch besser
einem APC 3,5- Verbinder
ausgerüstet
ist. Nun liegt tatsächlich
ein Hochqualitäts-
(und noch teuereres) Kalibrierungskabel vor, das vielleicht auch
andere Verwendungen hat. Es wird weiter angenommen, daß sich dasselbe
nicht verdrehen läßt, und
daß ein
abruptes Biegen desselben nicht ratsam ist. Nun soll jeder der weiblichen
Präzisions-BNC-Verbinder
an der Tafel einen Präzisions-Kreuzreihen-Adapter
aufnehmen, um mit der Art des Verbinders zusammenzupassen, der durch das
Kalibrierungskabel verwendet wird. Wie zuvor ist das Wesen des Kreuzreihenadapters
so, wie in dem US-Patent 6, 609, 925 gezeigt ist, und das „Adapterteil" dreht sich nicht
relativ zu dem BNC-Verriegelungsteil. Nun könnte man einfach fortfahren
durch Zusammenpassen und Spannen der Mutterähnlichen Hüllen der Verbinder an dem Kalibrierungskabel,
so als ob das Instrument ursprünglich
jene unterschiedlichen Verbinder aufweisen würde anstelle von BNC. Dies
funktioniert, ist jedoch auch keine gute Erfahrung. Die Mutterähnlichen Hüllen sind
klein, schwer mit Daumen und Zeigefinger zu spannen (ein spezieller
Drehmomentschlüssel
wird häufig
durch Meßspezialisten
verwendet), und eine wiederholte Verwendung der Verbinder setzt
dieselben Schaden und Verschlechterung aus. Nach ein Paar Runden
wunder Finger und um die teueren APC 3,5-Verbinder zu schützen, entscheidet
sich die Bedienperson, die Kreuzreihenadapter mit dem Kalibrierungskabel verbunden
zu lassen, und erwartet, daß es
viel einfacher ist, die größeren BNC-Verriegelung
zu drehen, und erwartet ferner, daß die mechanisch robusteren
und besser geschützten
Präzisions-BNC-Verbinder
eine bessere Wahl für
wiederholtes Befestigen und Abnehmen sind. Die Motive sind begründet, aber
die schlechte Nachricht ist, daß wir
wieder beim ersten Beispiel sind, wo etwas verdreht oder gebogen
werden soll. Entweder müssen
die Verbinder an den Enden des Kalibrierungskabels gelockert werden,
so daß sie
vor Ort verdreht werden können
und dann wieder festgezogen werden können (wodurch der Vorteil ausgeglichen
wird und wahrscheinlich ein unnötiger
Drehverschleiß an
den Zusammenpassungsoberflächen
der teueren Verbinder verursacht wird ...), oder das Kabel muß an dem
Verbinder verdreht werden oder sich zusätzlich zwischen den Schenkeln
des U biegen (was es entweder nicht tun wird oder sollte).
-
Wie
kann also die Leichtigkeit der Verwendung und die elektrischen Verhaltensvorteile
des Präzisions-BNC-Verbinders, beschrieben
in dem US-Patent 6, 609, 925, beibehalten werden, während der
Verwendung (oder ähnlichem),
entweder als ein männlicher
Verbinder, der direkt an den Enden des Kalibrierungskabels befestigt
ist, oder als Teil von Präzisions-Kreuzreihen-Adaptern,
die dauerhaft an den Enden des Kalibrierungskabels angebracht bleiben.
Es scheint, als ob sich etwas drehen soll. Was ist zu tun?
-
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine männliche
BNC-Verbinderhälfte
zu schaffen, die eine Verbindung mit einer weiblichen BNC-Verbinderhälfte ohne
eine Drehung eines starren Kabels ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine männliche
BNC-Verbinderhälfte
gemäß Anspruch
1 gelöst.
-
Eine
Lösung
des Problems der Installation eines männlichen Präzisionsverriegelungs-BNC-Verbinders,
die das Verdrehen des Kabels oder mehrere Biegungen erfordert, um
die Drehung der BNC-Verriegelung unterzubringen, ist zu verursachen,
daß sich
der Hüllenabschnitt
des männlichen
Verbinders, der den Adapterverbinder oder die Kabelklemme an einem
Ende trägt
und der die männliche
zylindrische Abschirmung an dem anderen Ende ist sich frei drehen
kann, immer wenn der männliche
Präzisionsverriegelungs-BNC-Verbinder
nicht gesperrt ist, egal ob derselbe mit einem weiblichen Verbinder
zusammengepaßt
ist oder nicht. Eine gerändelte
Hülse oder
eine Ziehmutter ist an einer Position entlang der männlichen
Hülle gefangen,
kann sich jedoch frei drehen. Die gerändelte Hülse weist Innengewinde auf,
die Außengewinde
an einem Abschnitt der BNC-Verriegelung in Eingriff nehmen. Eine
Radialreibungsvorrichtung ist in Kontakt mit sowohl einer externen Oberfläche der
BNC-Verriegelung als auch der internen Oberfläche der gerändelten Hülse, an einer Positi on benachbart
zu dem zuvor erwähnten
Außen-
und Innen-Gewinde.
Wenn sie nicht in Eingriff mit den Bajonettstiften eines weiblichen
Verbinders ist, dreht das Drehen der gerändelten Hülse die BNC-Verriegelung aufgrund
der Reibungsvorrichtung, aber beide drehen sich als eine Einheit
frei hinsichtlich der Hülle.
Sobald die Bajonettstifte den spiralförmigen Abschnitt des Schlitzes
in der BNC-Verriegelung in Eingriff nehmen, ist die Reibung zwischen
der Hülse
und der Verriegelung ausreichend, um die Verriegelung (im Uhrzeigersinn
betrachtet von hinten) vollständig
in die Arretierung zu drehen. An diesem Punkt kann sich die Verriegelung
nicht mehr drehen und eine weitere Drehung im Uhrzeigersinn der
Hülse um
ungefähr
drei Viertel einer Drehung verursacht eine gewindegetriebene Verschiebung
der männlichen
Hülle hin
zu den weiblichen Teilen um ungefähr 0,076 cm (0,03 Zoll). Dadurch
wird die Komprimierung angewendet, die den gesperrten Zustand erzeugt.
Um die Verbinder zu entsperren wird die gerändelte Hülse in der Richtung entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn gedreht. Die Reibungsvorrichtung überträgt nicht
genug Drehmoment, um die Arretierung zu überwinden, so daß die Hülle anfänglich still
steht, wenn sich die gerändelte
Hülse um
dieselbe dreht, was die gewindeinduzierte Verschiebung aufhebt,
bis keine weitere Verschiebung in der anderen Richtung mehr möglich ist.
Eine Federunterlegscheibe hilft, die Bajonettstifte und die Arretierungen
in Eingriff zu halten, bis die Ziehmutter ausreichend gedreht wurde,
um ein ausreichendes lineares Spiel für ihre nicht-verbindende Lockerung zu
liefern. Wenn keine weitere Verschiebung verfügbar ist, dreht sich die gerändelte Hülle nicht
weiter in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, ohne diese Drehung
auf die Verriegelung zu übertragen.
Nachdem die Dreivierteldrehung im Uhrzeigersinn durch die Drehung
entgegen dem Uhrzeigersinn aufgehoben ist, werden die männliche
und weibliche Hülle
nicht weiter zusammengezwungen, und eine weitere Drehung entgegen dem
Uhrzeigersinn der gerändelten
Hülse wird
durch das Fehlen eines weiteren Gewindewegs auf die BNC-Verriegelung übertragen,
wodurch verursacht wird, daß die selbe
ihre Arretierung verläßt und die
Spirale über
die Bajonettstifte überquert,
bis dorthin, wo dieselben gegenüber
dem Eingang der Rille sind, woraufhin ein einfaches axiales Ziehen
die Verbinder trennt. Die Reibungsvorrichtung kann eine Neoprenunterlegscheibe sein,
die zwischen zwei benachbarten Metallunterlegscheiben gehalten wird.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
Seitenansicht eines herkömmlichen
bekannten BNC-Verbinders;
-
2 eine
isometrische Frontansicht eines männlichen Präzisionssperr-BNC-Verbinders,
dessen Verriegelungsmechanismus eine Kabeldrehung ermöglicht;
-
3 eine
auseinandergezogene isometrische Ansicht des männlichen Präzisionsverriegelungs-BNC-Verbinders,
der in 2 gezeigt ist;
-
4 eine
auseinandergezogene Seitenansicht des männlichen Verriegelungspräzisions-BNC-Verbinders
aus 2; und
-
5 eine
Querschnittsseitenansicht des männlichen
Verriegelungspräzisions-BNC-Verbinders
aus 2 zusammengepaßt mit einem weiblichen BNC-Verbinder.
-
Es
wird nun Bezug auf 1 genommen, in der eine Seitenansicht 1 eines
herkömmlichen
männlichen
BNC-Verbinders gezeigt ist, der mit einem teilweise gezeigten weiblichen
BNC-Verbinder 2 zusammengepaßt ist. Der männliche
Abschnitt umfaßt
eine BNC-Verriegelung 4, die einen Schlitz 5 aufweist,
der bei Bajonettstifte 3 in Eingriff nimmt, wenn der Verriegelungsabschnitt 4 relativ
zu dem weiblichen Verbin der 2 gedreht wird. Ein Arretierungsbereich 6 des
Schlitzes 5 hält
die Verbinder in Eingriff. Eine Kabelklemme 7 verankert
ein Kabel 8 an der Rückseite
des männlichen
Verbinders. Ein Artikel von Interesse, der den Verbinder betrifft,
der in der Figur gezeigt ist, ist, daß vor und während des Zusammenpassens die
BNC-Verriegelung 4 relativ zu dem Kabel 8 und
seiner Klemme 7 gedreht werden kann. Dies, wie im Hintergrund
erklärt
wurde, ist eine erwünschte
Eigenschaft, die bei dem Verriegelungspräzisions-BNC-Verbinder des US-Patents
6, 609, 925 fehlt.
-
Es
wird nun Bezug auf 2 genommen, in der ein weiblicher
BNC-Verbinder 9 gezeigt ist, der mit einem männlichen
Präzisionsverriegelungs-BNC-Verbinder 13 zusammengepaßt werden
soll. Der weibliche Verbinder 9 könnte im Prinzip ein beliebiger
weiblicher BNC-Verbinder sein, obwohl bevorzugt ist, daß ein bestes
elektrisches Verhalten erreicht wird, wenn auch derselbe ein Präzisionsverbinder
ist. In dieser Figur ist der weibliche Präzisions-BNC-Kreuzreihen-Adapter gezeigt,
der in dem US-Patent 6, 609, 925 offenbart ist. Auf dieselbe Weise
könnte
der männliche
Präzisionsverriegelungs-BNC-Verbinder 13 ein
kabelbefestigter Verbinder sein, oder wie gezeigt ist, ein Kreuzreihenadapter.
-
Es
wird darauf hingewiesen, daß der
weibliche Verbinder 9 ein Paar von Bajonettstiften 12 (einer
ist nicht sichtbar) aufweist, die an einer weiblichen Hülle 11 angeordnet
sind, die einen weiblichen Mittelleiterstift 10 umschließt.
-
Bezug
nehmend nun auf den männlichen
Präzisionsverriegelungs-BNC-Verbinder 13 wird
darauf hingewiesen, daß derselbe
einen männlichen
Mittelleiterstift 16 aufweist, der mit dessen weiblichem
Gegenstück 10 zusammenpaßt. Derselbe
weist ferner eine männliche
Hülle 15 auf,
die, wenn die Verbinderhälften
zusammengepaßt
werden, in die weibliche Hülle 11 einpaßt. Die
BNC-Verriegelung 14 paßt über die
männliche
Hülle 15 ein,
wobei diese eine Eintrittsrille 17 umfaßt, die zu einer Spiralrille 18 führt, die
in einer Arretierung 19 endet.
-
Es
wird auf die Ziehmutter 20 hingewiesen, die vorzugsweise
für ein
einfacheres Greifen gerändelt
ist. Ihr Zweck ist das Liefern der „Verriegelungs"-Aktion eines Verriegelungspräzisions-BNC-Verbinders,
was sie durch Bereitstellen einer positiven Verschiebung der männlichen
Hülle 15 und
des männlichen
Mittelstifts 16 hin zu ihren Gegenstücken (11 und 10)
der weiblichen Hülle
bewirkt. Diese Verschiebung tritt auf, bis die Teile in festem physischen
und elektrischen Kontakt sind, und wird „verankert", durch die Bajonettstifte 12,
die in ihren jeweiligen Arretierungen 19 angeordnet sind
(von denen nur eine sichtbar ist). Wie dieses „Verriegeln" erreicht wird, wird
nachfolgend detailliert beschrieben.
-
Hin
zu der Rückseite
des männlichen
BNC-Verbinders 13 ist ein Körper 21, der als eine
Rückwärts-Erweiterung
der männlichen
Hülle 15 verstanden
wird, wenn 3 und 4 betrachtet
werden. Das heißt,
die männliche
Hülle 15 und
der Körper 21 sind
unterschiedliche Abschnitte desselben Teils, das einfach als der männliche
Körper
bezeichnet werden kann. Ein Adapter 22 ist in die Rückseite
des männlichen
Körpers 21 eingepaßt und bildet
in diesem Fall einen APC 3,5-f- zu BNC-m-Kreuzreihenadapter. Es
wird natürlich
darauf hingewiesen, daß der
Adapter 22 durch einen Kabelbefestigungsmechanismus oder
durch Verbinder anderer Arten oder Geschlechter ausgetauscht werden
könnte.
-
Etwas
Wichtiges, auf das über
den männlichen
Sperrpräzisions-BNC-Verbinder 13 hingewiesen
werden sollte, der in 2 gezeigt ist, ist, daß außer dessen
Sperrmechanismus wurde in Eingriff genommen (was offensichtlich
nicht dasselbe ist wie die Bajonettstifte 12, die in ihren
Arretierungen 19 vorliegen), sich die BNC-Verriegelung 14 frei
und ohne Beschränkung
um die männliche
Hülle/den
männlichen
Körper
(15/21) drehen kann. Es ist dann offensichtlich,
daß ein Kabel,
das mit dem Adapter 22 verbunden ist, oder ein Kabel, das einen
Verbinder 13 trägt,
der an dessen Ende installiert ist, sich ebenfalls frei relativ
zu der BNC-Verriegelung 14 drehen
kann. Doch wie diese Eigenschaft erhalten wird, während auch
die Fähigkeit
zur Sperrung geliefert wird und die Fähigkeit zum Drehen der BNC-Verriegelung 14,
so daß deren
Rillen/Arretierungen (17, 18, 19) sich
quer über
die Bajonettstifte 12 bewegen können, wird nachfolgend weiter
erklärt.
Der unterstrichene Gegenstand des vorangehenden Satzes ist nicht
unwichtig. Der freiliegende Abschnitt der Verriegelung 14 selbst erfordert
keine große
Greifregion, ist glatt, und erfordert etwas Drehkraft, um die Arretierungen
in Eingriff zu nehmen und später
zu überwinden.
Die kurze Antwort ist, daß ein
Reibungsantrieb zwischen dem Inneren der gerändelten Ziehmutter 20 und
einem äußeren Abschnitt
der BNC-Verriegelung 14 existiert, die durch die Ziehmutter 20 eingeschlossen
ist.
-
Als
weitere Einleitung wird hier beschrieben, was auftreten würde, wenn
die zwei Teile 9 und 13 aus 2 zusammengepaßt und dann
verriegelt werden würden.
Es sei angenommen, daß der
männliche
Verbinder 13 entsperrt ist und daß der weibliche BNC-Verbinder 9 starr
an einer Tafel angebracht ist (die natürlich nicht gezeigt ist). Man
würde den
männlichen
Verbinder 13 greifen, mit der gerändelten Ziehmutter zwischen einem
Daumen und Zeigefinger. Der männliche
Verbinder 13 muß mit
der Achse des weiblichen Verbinders ausgerichtet sein, durch Schwenken
desselben um 90° entgegen
dem Uhrzeigersinn, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, derart, daß die Biegung
bei der gepunkteten Linie zwischen den zwei Verbinderhälften beseitigt wird.
Nachfolgend wäre
es dann nötig,
die BNC-Verriegelung 14 so zu drehen, daß die Eingänge 17 zu
den Rillen mit den Bajonettstiften 12 ausgerichtet werden.
Das kann ohne Nachdenken erreicht werden, einfach durch Rollen der
gerändelten
Ziehmutter 20 zwischen Daumen und Zeigefinger. Es wird
darauf hingewiesen, daß diese
Drehung durchgeführt
werden kann (wie oben in dem vorangehenden Abschnitt ausgeführt wurde), sogar
wenn sich das Kabel (nicht gezeigt) weigert zu drehen. Sobald die
Rillen in der BNC-Verriegelung und die Bajonettstifte 12 ausgerichtet
sind, wird die männliche
Hälfte 13 auf
die weibliche Hälfte 9 gedrückt. An
diesem Punkt sind die Bajonettstifte an der Verbindungsstelle zu
den Eintrittsrillen 17 und den Spiralabschnitten 18.
Dann wird die gerändelte
Ziehmutter 20 um eine Vierteldrehung im Uhrzeigersinn (betrachtet
von hinten) gedreht, um zu verursachen, daß die Spiralabschnitte 18 der
Rillen die Bajonettstifte 12 überqueren, bis die Bajonettstifte
in den Arretierungen 19 eingesetzt sind. Der geringe Widerstand
der relativen Bewegung der Bajonettstifte und der Spiralrille wird
zu der gerändelten
Ziehmutter kommuniziert. Dann wird die gerändelte Ziehmutter 20 weiter
frei um eine Dreivierteldrehung im Uhrzeigersinn gedreht, um die
Sperraktion durchzuführen. Während dieser
zusätzlichen
Dreivierteldrehung im Uhrzeigersinn blockieren die Bajonettstifte 12 eine
weitere Drehung der Bajonettverriegelung 14 (der Reibungsantrieb
wird gezwungen zu gleiten), und eine gewindegetriebene Verschiebung
tritt zwischen der BNC-Verriegelung 14 und der Ziehmutter 20 auf.
Die Ziehmutter 20 kann sich nicht frei axial bewegen und
die Verschiebung wird durch Schultern mit überlagernden Durchmessern zu
der männlichen
Hülle 14 (und
zu dem männlichen
Mittelstift 16) kommuniziert, als ein Vorwärtsschub in
die weibliche Verbinderhälfte 9.
Wenn ein fester Kontakt hergestellt wird (nach ungefähr einer
halben Drehung im Uhrzeigersinn und einer Verschiebung von ungefähr 0,076
cm (0,030 Zoll)), wird es schwierig, die gerändelte Ziehmutter 20 weiter
zu drehen, und die Sperroperation ist abgeschlossen.
-
Um
die männliche
BNC-Verbinderhälfte 13 zu
lösen und
zu entfernen, wird die gerändelte
Ziehmutter, sobald die Sperrspannung überwunden ist, einfach entgegen
dem Uhrzeigersinn um eine halbe Drehung gedreht. Dies löst die Sperraktion
völlig,
nach der eine weitere Gewinde-„Aufhebungs-Verschiebung" durch einen Haltemechanismus
blockiert wird) (C-Ring 24 in 3–5,
der jedoch in der Ansicht aus 3 nicht
ohne weiteres ersichtlich ist). Während des anfänglichen
Lösens
des Sperrmechanismus bleiben die Bajonettstifte 12 in den
Arretierungen 19; der Reibungsantrieb überträgt nicht ausreichend Drehmoment,
um die Arretierungen zu überwinden.
Das graduelle Lösen
einer federnden Komprimierung der Waffelunterlegscheibe 30 (oder Federunterlegscheibe 30 – und es
könnte
tatsächlich
eine Feder sein) um ungefähr
0,05 cm (0,020 Zoll) hilft, die Bajonettstifte in den Arretierungen
zu halten, bis die Ziehmutter ausreichend entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
wurde, um einen ausreichenden linearen Spielraum für die Arretierungen
bereitzustellen, um über
die Bajonettstifte zu klettern. Ohne dieses Merkmal besteht eine
Möglichkeit,
daß die
Bajonettstifte in den Arretierungen festklemmen. Sobald jedoch die
gewindegetriebene „Aufhebungsverschiebung" blockiert ist, verursacht
eine weitere (und temporär
schwierigere) Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn der gerändelten
Ziehmutter 20, daß sich
die BNC-Verriegelung ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn dreht
und die Arretierungen 19 die Bajonettstifte verlassen ohne
die Möglichkeit
eines Festklemmens. Wenn sich die Bajonettstifte und die Arretierungen
abrupt trennen, löst
eine weitere relativ einfache Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn
der Ziehmutter/BNC-Verriegelung-Kombination die Bajonettstifte vollständig aus
der Rille und die Verbinderhälften können auseinandergezogen
werden, um dieselben zu trennen.
-
Es
wird nun Bezug auf 3 genommen, die eine auseinandergezogene
isometrische Ansicht der männlichen
Verbinderhälfte 13 ist.
Ein vorteilhafter Ort zum Beginnen ist der männliche Körper 21/15.
An einem Ende ist es die männliche
Hülle 15, über die
die BNC-Verriegelung 14 gleitet, für eine Drehung auf derselben.
Es wird darauf hingewiesen, daß die
Verriegelung externe Gewinde 31 an ihrem Innenende aufweist. Ferner
gleitet über
die männliche
Hülle 15 eine
Reibungsantriebsanordnung 23, die durch einen C-Ring vor Ort
gehalten wird (oder eine andere geeignet Haltevorrichtung), die
in der Rille 38 im Inneren der Ziehmutter 20 gefangen
gehalten wird.
-
Eine
Waffelunterlegscheibe 30 und die gerändelte Ziehmutter 20 gleiten
von der anderen Richtung über
den männlichen
Körper 21.
Die Waffelunterlegscheibe (oder Federunterlegscheibe) liefert ungefähr 0,05 cm
(0,020 Zoll) Federkomprimierung. Es könnte auch eine andere Form
von Feder sein. Die Waffelunterlegscheibe 30 grenzt an
die Schulter 33 an den männlichen Körper 21 an und dient
als eine Sicherung für
das einfache Lösen
und das Fehlen einer potentiellen Bajonettstiftverbindung in den
Arretierungen während
einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, um die Sperraktion zu
lösen.
Eine Bohrung mit reduziertem Durchmesser an dem entfernten Ende
der Ziehmutter gleitet eng anliegend über den Abschnitt 21,
und eine Innenschulter an der Rückseite
der Ziehmutter grenzt an die Waffelunterlegscheibe 30 an.
(Siehe Bezugszeichen 36 und 37 in 5 für Bohrung
und Innenschulter.) Wenn die Ziehmutter 20 über dem
männlichen
Körper 21/15 ist, können die äußeren männlichen
Gewinde 31 der Verriegelung 14, nachdem der Reibungsantrieb 23 am
anderen Ende der Verriegelung installiert ist, in die weiblichen
Gewinde 32 im Inneren der Ziehmutter gedreht werden.
-
Der
Reibungsantrieb 23 kann aus zwei nickelplattierten Berylliumkupfer-Federringen
(25, 27) an jeder Seite einer Neoprenunterlegscheibe 26 bestehen.
Das herausgeschraubte Ende der BNC-Verriegelung 14 weist
wie üblich
eine Region mit vergrößertem Durchmesser
auf. Die Federringe 25 und 27 werden durch Federn
derselben auseinander und dann Verdrehen derselben installiert.
Die Neoprenunterlegscheibe 26 kann einfach gedehnt werden,
wenn sie in Position gedrückt
wird. Sobald der Reibungsantrieb 22 in Position ist, und die
Gewinde 31 vollständig
in die Gewinde 32 gedreht sind, wird der Reibungsantrieb
vollständig
in das Ende der Ziehmutter 20 gezogen. An diesem Punkt
wird der C-Ring 24 in die Rille 38 geschnappt.
Dies hält
die Ziehmutter 20, die BNC-Verriegelung 14 und
den Reibungsantrieb 23 alle an dem männlichen Körper 21 fest.
-
Um
die Anordnung der männlichen
Verbinderhälfte 13 fertigzustellen,
wird auf die Mittelleiter-Stützrippe 28 hingewiesen.
Wie aus einer Untersuchung von 5 ersichtlich
ist, wird sie durch ein Schulterinneres mit reduziertem Durchmesser
an dem männlichen
Körper 21 vor
Ort gehalten, und durch die Gewindeeinfügung des Adapters 22.
Die Mittelleiter-Stützrippe 28 trägt wiederum
die zwei Mittelleiter 16 und 29. Die Details dieses
Teils der männlichen
Verbinderhälfte 13 sind
wesentlich, wie in dem entsprechenden Abschnitt des US-Patents 6,
609, 925 ausgeführt
ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Details, die hier für einen
Kreuzreihenadapter gezeigt sind, etwas unterschiedlich wären (obwohl
auf herkömmliche
Weise), wenn ein Kabel anstelle des Adapters 22 befestigt
wäre.
-
Hier
sind nun weitere Details, die ein erfolgreiches Ausführungsbeispiel
für die
Reibungsvorrichtung 23 beschreiben. Der Außenabschnitt 39 der
BNC-Verriegelung 14, die den Reibungsantrieb 23 trägt, weist
einen Außendurchmesser
von 1,143 cm (0,450 Zoll) auf. Die Neoprenunterlegscheibe 26 ist
0,089 cm (0,035 Zoll) dick und weist einen Außendurchmesser von 1,605 cm
(0,632 Zoll) und einen Innendurchmesser von 1,135 cm (0,447 Zoll)
auf. Die zwei Federringe 25 und 27 sind identisch
zueinander, und 0,020 cm (0,008 Zoll) dick, weisen einen Innendurchmesser
von 1,153 cm (0,454 Zoll) und einen Außendurchmesser von 1,595 cm (0,628
Zoll) auf. Der Innendurchmesser der Ziehmutter an der Position in
derselben, der den Reibungsantrieb (siehe 35 in 5)
aufnimmt, ist 1,605 cm (0,632 Zoll). Es wird darauf hingewiesen,
daß diese
Abmessungen etwas Überlagerungsbetrag
zwischen der Neoprenunterlegscheibe 26 und den Oberflächen (35, 39)
sicherstellen, so daß ein
Reibungsantrieb zwischen denselben geschaffen wird. Es wird darauf
hingewiesen, daß andere
Möglichkeiten
vorliegen, wie ein Reibungsantrieb 23 implementiert werden
könnte.
-
4 zeigt
dieselben Teile wie 3, nur als eine Seitenansicht.
-
Abschließend wird
nun Bezug auf 5 genommen, die eine Querschnittseitenansicht
der zusammengepaßten
Verbinderhälften 9 und 13 aus 2 ist.
In der Figur sind jedoch die Bajonettstifte nicht sichtbar. Die
Außengewinde 31 an
der BNC-Verriegelung 14 und die Innengewinde 32 in
der Ziehmutter 20 sind Rechtsgewinde. Dies entsteht aus
der Drehung im Uhrzeigersinn (betrachtet von hinten), die erforderlich
ist, um den standardmäßigen BNC-Verriegelungsmechanismus
in Eingriff zu nehmen. Es wird darauf hingewiesen, daß wenn die
Ziehmutter vollständig
gegen den Uhrzeigersinn über
die Verriegelung 14 gedreht wird, die Schulter 37 der
Ziehmutter 20 in der Lage ist, weg von der Schulter 33 des
männlichen
Körpers 21 zu
ziehen, wenn sich die Verriegelung nach außen von der Ziehmutter erstreckt.
Dies löst
die Waffelunterlegscheibe 30 aus der Komprimierung und
ermöglicht
die Kombination der Ziehmutter und der Verriegelung, sich frei um
den männlichen
Körper 21 zu
drehen, oder in dem Fall daß sich
ein Kabel bewegen muß (während des
Zusammenpassens eines anderen Verbinders an einem distalen Ende
dieses Kabels ...), kann sich der Kabelkörper 21 innerhalb
einer stationären
Ziehmutter-/Verriegelungs-Kombination
drehen. Der Betrag einer solchen Drehung der Ziehmutter entgegen
dem Uhrzeigersinn ist dadurch beschränkt, wie weit die Verriegelung
ausgedehnt werden kann, bevor das (wie in der Figur ersichtlich)
rechte Ende der Gewinderegion 31 gegen den Reibungsantrieb verklemmt,
der durch die Halteeinrichtung 34 gestützt wird. Der Betrag der zugeordneten
linearen Bewegung beträgt
ungefähr
0,102 cm (0,040 Zoll). Während
des Zusammenpassens der Verbinder verwendet die Drehung der Ziehmutter
im Uhrzeigersinn ungefähr
0,076 cm (0,030 Zoll) der verfügbaren
Bewegung, um die Einzugssperre zu erreichen, was als Spielraum ungefähr 0,025
cm (0,010 Zoll) übrig
läßt. Es sei
nun angenommen, daß für einen
nicht zusammengepaßten
männlichen
Verbinder die gesamte verfügbare
Drehung im Uhrzeigersinn der Ziehmutter angewendet wird (dies erfordert
das Halten des Endes der Verriegelung). In diesem Fall würde das
linke Ende der Gewinderegion 31 gegen die Schulter 34 unten
anstehen und eine weitere Drehung verhindern. Dies ist ein unnatürlicher
Zustand, der normalerweise nicht durch Verwenden des Verbinders erzeugt
werden würde,
und eine geringfügige
Behinderung für
das Zusammenpassen des Verbinders darstellt. Der Zustand wird leicht überwunden,
einfach durch Starten der BNC-Verriegelungsrillen auf die Bajonettstifte (um
die Verriegelung zu halten), und dann Anwenden einer Drehung entgegen
dem Uhrzeigersinn an die Ziehmutter, um die männliche Hälfte zu entsperren, und dann
Fortschreiten wie gewohnt.
