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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Kabelabfangung für Steckverbinder
und andere hochfrequenztechnische Komponenten, die an ein koaxiales
Kabel angeschlossen werden müssen. Diese sogenannten Koaxialkabel
werden in verschiedenen Ausführungen hergestellt. Neben
den Kabeln, die ein Geflecht aus Drähten als Außenleiter
aufweisen, sind auch Kabel bekannt, die ein hochleitfähiges
Rohr als Außenleiter aufweisen. Hier sind Kabel bekannt,
deren Außenleiter als sogenanntes Glattrohr ausgeführt
ist. Andere Kabel weisen einen gewellten Außenleiter auf,
der schraubenförmig oder auch ringförmig gewellt
ist Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abfangung für ringgewellte
Koaxialkabel ist aber auch für Glattrohrkabel geeignet.
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Stand der Technik
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Koaxiale
Steckverbinder und Armaturen werden heute an Wellrohr- und Glattrohrkabel
in verschiedenen Größen (1/4 Zoll bis zu 9 Zoll)
montiert. Dabei bedient man sich verschiedener Techniken, die – je
nach Ausführungsform – besondere Methoden der
Kabelvorbereitung, dem sog. Absetzen und dem eigentlichen Montagevorgang,
also dem Anschließen des Kabels an den Steckverbinder bzw. der
Armatur, Anwendung findet. Am häufigsten ist die Klemmung
mit Hilfe von gegeneinander verschraubten ring- oder rohrförmigen
Elementen anzutreffen. Eine besondere Ausführungsform dieser
Kabelabfangungen sind solche, die es ermöglichen, die Verbindung
zwischen Steckverbinder und Kabel herzustellen, ohne dass der Steckverbinder
dazu in mehrere Baugruppen demontiert werden muss. Dabei wird das
Kabelende final vorbereitet und dann in die voreingestellte Kabelabfangung
eingeführt bis es einrastet. Diese Art der Kabelabfangungen
ist z. B. aus den Patentschriften
DE19857528 oder
auch
DE10 2004 004 567 bekannt.
Ein großer Nachteil dieser Art der Kabelabfangungen ist
die Tatsache, dass der vorbereitete Kabelaußenleiter durch
eine radialelastische Engstelle geführt werden muss, bevor
er in seiner Endposition einrastet. Dabei muss der Kabelaußenleiter
das entsprechende radialelastische Element soweit aufweiten, dass
der minimale innere Durchmesser des radialelastischen Elements dem
maximalen Außendurchmesser des vorbereiteten Kabelaußenleiters
entspricht. Bei diesem Vorgang wird nicht selten der Kabelaußenleiter
(er besteht aus weichem, hoch leitfähigem Material wie
Kupfer oder auch Aluminium) beschädigt oder eingedrückt,
so dass ein hochfrequenztechnisch mangelhafter Kontakt zwischen
Kabelaußenleiter und Steckverbinderaußenleiter
entstehen kann. Da dies innerhalb des Steckverbinders geschieht
und dieser nach diesem Montagevorgang nicht mehr geöffnet
wird, ist die Kontaktstelle auch nicht mehr überprüfbar,
ohne den Steckverbinder dennoch in verschiedene Baugruppen zu zerlegen.
Dabei würde der Steckverbinder seinen eigentlichen Vorteil
der schnellen Montierbarkeit verlieren.
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Aufgabenstellung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine Kabelabfangung
zu schaffen, die zum einen schnell montierbar ist und zum anderen
einen sicheren Montagevorgang aufweist. Wichtig ist, die oben beschriebene
Gefahr der Deformation zu eliminieren und somit zuverlässig
einen sehr guten Kontakt zwischen Kabelaußenleiter und
dem Außenleiter einer Kabelabfangung bzw. eines Steckverbinders herzustellen.
Nach Möglichkeit sollte eine Komponente, die mit dieser
Abfangung ausgestattet ist, zur Kabelmontage nicht zusätzlich
demontiert werden müssen.
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Darstellung der Erfindung
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Diese
Aufgabe ist bei einer Kabelabfangung der einleitend beschriebenen
Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass ein Rastelement vor dem Einführen des Kabels in die
Abfangung auf das Kabel aufgebracht wird. Die Innenfläche
der rückwärtigen Verschraubung ist leicht konisch
mit einer sehr geringen Steigung ausgeführt (z. B.: 3°).
Dadurch wird die Bewegung des Rastelementes während der
Kabeleinführung im Vergleich zum Stand der Technik umgekehrt.
Das Rastelement wird über die konisch ausgeführte
Innenfläche der rückwärtigen Verschraubung
beim Einführen des Kabels in die Kabelabfangung radialelastisch
nach innen gedrückt. Dabei sind die Durchmesser des Rastelementes
und der korrespondierenden Ausnehmung am entsprechenden Druckglied
so gewählt, dass das Rastelement bei Erreichen der Endposition
nach außen einrastet. Bei diesem Vorgang schützt
das Rastelement mit seinem Außendurchmesser, der größer
als der maximale Außendurchmesser des vorbereiteten Kabelaußenleiters
ist, den Kabelaußenleiter vor ungewollten Deformationen
und Beschädigungen. Gleichzeitig werden der Steckverbinder
und das Kabel konzentrisch ausgerichtet, so dass zuverlässig
ein hochfrequenztechnisch einwandfreier Kontakt am Außenleiter
entsteht.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die
Erfindung wird nachstehend am Beispiel eines 7–16 Steckverbinder
für ein Wellrohrkabel mit Ringwellung der Größe
7/8'' ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen jeweils:
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1 Eine
Ausführungsform eines Rastelementes, das als Kontaktkorb
mit mehreren Einzelelementen ausgeführt ist.
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2 Eine
Ausführungsform eines Rastelementes, das als offener Ring
ausgeführt ist.
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3 Das
abisolierte Koaxialkabel mit aufgelegtem Dichtring und radialelastischem
Rastelement. Hier ist das Rastelement als offener Ring ausgeführt.
Dieses Rastelement ist Stand der Technik.
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4 Das
abisolierte Koaxialkabel mit aufgelegtem Dichtring und radialelastischem
Rastelement. Hier ist das Rastelement als Kontaktkorb mit mehreren
Einzelelementen ausgeführt. Dieses Rastelement ist Stand
der Technik.
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5 Längsschnittdarstellungen
durch einen 7–16 Steckverbinder für ein ringgewelltes
Koaxialkabel sowie durch das vorbereitete Koaxialkabel (Siehe auch 1).
Das Koaxialkabel ist fertig vorbereitet, befindet sich aber noch
außerhalb der Kabelabfangung (Phase 1).
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6 Längsschnittdarstellungen
durch einen 7–16 Steckverbinder für ein ringgewelltes
Koaxialkabel sowie durch das Koaxialkabel. Der Montagevorgang hat
bereits begonnen und das Koaxialkabel ist etwas in die Kabelabfangung
eingeführt (Phase 2).
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7 Längsschnittdarstellungen
durch einen 7–16 Steckverbinder für ein ringgewelltes
Koaxialkabel sowie durch das Koaxialkabel. Das Kabel ist bis zur
engsten Stelle der Kabelabfangung eingeführt (Phase 3).
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8 Längsschnittdarstellungen
durch einen 7–16 Steckverbinder für ein ringgewelltes
Koaxialkabel sowie durch das Koaxialkabel. Das Rastelement ist in
der Kabelabfangung eingerastet. Die Außenleiterklemmung
ist aber noch nicht geschlossen (Phase 4).
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9 Längsschnittdarstellungen
durch einen 7–16 Steckverbinder für ein ringgewelltes
Koaxialkabel sowie durch das Koaxialkabel. Der Montagevorgang ist
abgeschlossen. Die Kabelabfangung ist vollständig geschlossen
(Phase 5).
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Wege zur Ausführung der Erfindung,
gewerbliche Verwendbarkeit
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Im
Folgenden wird eine erfindungsgemäße Abfangung
und deren Funktion anhand der Montage der Abfangung auf einem Koaxialkabel
beschrieben.
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Der
Montagevorgang gliedert sich in 5 Phasen.
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Phase 1:
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Die 3 und 4 zeigen
abisolierte Koaxialkabel (1). Bei diesen Koaxialkabeln
(1) ist der Kabelmantel (14) soweit entfernt worden,
dass beispielsweise 3 Wellentäler des gewellten Kabelaußenleiters
(13) freigelegt sind. Wird eine andere Länge gewählt
(z. B. 4 Wellentäler) so muss die Kabelabfangung konstruktiv
entsprechend angepasst werden.
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Ausgehend
von der abisolierten Stirnseite (15) des Kabels (1)
wurde in das erste Wellental das Rastelement (3) bzw. (7)
eingelegt. Diese Rastelemente sind radialelastisch ausgeführt.
In der ersten Ausführungsvariante (1) ist das
Rastelement (3) ein Ring, der in axialer Richtung am Umfang
einmal geschlitzt ist. Die Schlitzbreite (S) wird so gewählt, dass
die Umfangsreduzierung des elastischen Rastelementes (3)
beim Passieren der engsten Stelle (42) in der Abfanghülse
(4) entspricht. In einer zweiten Ausführungsvariante
(2), bei dem das Rastelement (7) mehrere
Schlitze aufweist, muss die Summe der Breite aller Schlitze (S)
der Umfangsreduzierung entsprechen.
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In
das dritte Wellental wird ein dauerelastischer Dichtring (2)
eingelegt. Dieser dichtet den Spalt zwischen Koaxialkabel und Kabelabfangung
im fertig montierten Zustand ab. Sowohl die gezeigten Rastelemente
(3 un 7) sowie die Verwendung von sogenannten
O-Ringen zur Abdichtung zwischen Kabel und Kabelabfangung sind Stand
der Technik und aus der Literatur und anderen Patentschriften bekannt.
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Der
Kabelaußenleiter wird zur sicheren Kontaktgabe mit dem
Steckverbinderaußenleiter (6) an der Stirnseite
(15) des Kabels mit Hilfe eines Werkzeuges so aufgeweitet,
dass der Kontaktkegel (61) bei der Montage sicher unter
dem entstandenen Kontaktkonus (131) des Kabelaußenleiters
(13) zu liegen kommt. Die Kabelabfangung wird nun wie in 5. dargestellt
axial zum vorbereiteten Koaxialkabel (1) ausgerichtet.
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In 5 ist
der Endzustand der Phase 1 dargestellt. In diesem Zustand ist die
Abfanghülse (4) soweit auf den Steckerkörper
(6) aufgeschraubt, dass die Facette (45) an der
Stirnseite der Abfanghülse (4) den korrespondierenden
Dichtring (5) gerade berührt.
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Die
Abfanghülse (4) ist an der rückwärtigen Seite
im Inneren (41) konisch ausgeführt. Die Steigung
(z. B. 3°) ist dabei so gewählt, dass die zur
Montage notwendigen Kräfte gering sind. Die Abfanghülse
(4) weist außerdem eine zylindrische Ausnehmung
(43) auf, in die das Rastelement (4) nach dem Passieren
der Engstelle (42) einrastet (Phase 4). Dabei sind der
Innendurchmesser der zylindrischen Ausnehmung (43) und
der Außendurchmesser (31) des Rastelementes (3)
im entspannten Zustand gleich.
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Phase 2:
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Wird
die Abfanghülse (4) nun weiter über das Koaxialkabel
(1) geschoben, so wird bis zur Stelle (101), an
der der Außendurchmesser (31) des Rastelements
(3) gleich dem Innendurchmesser des Einführungskonus
(46) der Abfanghülse (4) ist, eine erste
Vorzentrierung der Abfangung gegenüber dem Koaxialkabel
(1) erzeugt.
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Der
Endzustand der Phase 2 ist in 6 dargestellt.
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Phase 3:
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Bei
weiterem Aufschieben der Abfanghülse (4) auf das
Koaxialkabel (1) wird das Rastelement (3) radial
im Durchmesser verringert und dadurch vorgespannt. Das Rastelement
gleitet entlang des Innenkonus (41) der Abfanghülse
(4), bis die engste Stelle (42) erreicht wird.
Während dieses Vorgangs wird die Stirnseite (131)
des aufgeweiteten Kabelaußenleiters (13) durch
den größeren Außendurchmesser (31) des
Rastelements (3) vor Beschädigungen geschützt.
Gleichzeitig wird die Abfanghülse (4) immer stärker
gegenüber dem Koaxialkabel zentriert.
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Am
Ende der Phase 3 ist die maximale Vorspannung des Rastelementes
(3) erreicht. Die Längen der einzelnen Segmente
der Abhanghülse (4) sind nun so gewählt,
dass erst danach der Dichtring (2) in den Innenkonus (41)
der Abfanghülse (4) eingeführt wird.
Dies bewirkt eine Entkoppelung der Montagekräfte, die zum
Vorspannen des Rastelementes (3) und zur Komprimierung
des Dichtringes (2) notwendig sind.
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Der
Endzustand der Phase 3 ist in 7 dargestellt.
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Phase 4:
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Beim
weiteren Aufschieben der Abfanghülse (4) auf das
Kabel (1) wird der Dichtring (2) komprimiert und
das Rastelement (3) gleitet durch den zylindrischen Teil
(42) bis die rückwärtige Schulter (32) des
Rastelements (3) die Ringschulter (44) der Abfanghülse
(4) passiert. Das radial vorgespannte Rastelement (3)
entspannt sich und rastet dabei in die zylindrische Ausnehmung (43)
in der Abfanghülse (4) ein. Das Koaxialkabel (1)
ist jetzt sicher mit der Abfanghülse (4) verbunden.
Dabei ist die Endposition des Rastelements (3) in der Abfanghülse
(4) erreicht. Es sind keine weiteren Relativbewegungen
in axialer Richtung zwischen Abfanghülse (4) und
Koaxialkabel mehr notwendig.
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Der
Endzustand der Phase 4 ist in 8 dargestellt.
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Phase 5:
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Zum
Abschluss des Montagevorgangs wird die Abfanghülse (4) über
das Innengewinde (47) der Abfanghülse (4)
und das Außengewinde (62) des Steckerkörpers
(6) nach vorne geschraubt. Dabei wird das Koaxialkabel
(1) über die Ringschulter (44) der Abfanghülse
(4) und der rückwärtigen Stirnfläche (32)
des Rastelements (3) mit in Richtung Steckerkörper
(6) genommen. In der Endposition sind der Steckerkörper
(6) und die Abfanghülse (4) miteinander
verspannt. Über die Ringschulter (44) der Abfanghülse
(4) wird das Rastelement (3) auf den aufgeweiteten
Außenleiter (131) des Koaxialkabels (1), und
dieser gegen den Kontaktkegel (61) des Steckerkörpers
(6) gepresst. An dieser Stelle ist der elektrische Kontakt.
Der Montagevorgang ist abgeschlossen.
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Der
Endzustand der Phase 5 ist in 9 dargestellt.
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- 1
- Koaxialkabel
- 11
- Kabelinnenleiter
- 12
- Dielektrikum
Kabel
- 13
- Kabelaußenleiter
- 14
- Kabelmantel
- 2
- Dichtring
Abfangung
- 3
- Rastelement
- 31
- Außendurchmesser
des Rastelement
- 32
- Rastschulter
des Rastelement
- 4
- Abfanghülse
- 41
- Konische
Innenfläche der Abfanghülse
- 42
- Engste
Stelle der Abfanghülse
- 43
- Zylindrische
Ausnehmung der Abfanghülse
- 44
- Ringschulter
der Abfanghülse
- 45
- Stirnseite
der Abfanghülse
- 46
- Einführkonus
- 47
- Innengewinde
der Abfanghülse
- 5
- Dichtring
Steckerkörper
- 6
- Steckerkörper
- 61
- Kontaktkonus
des Steckerkörper
- 62
- Außengewinde
des Steckerkörpers
- 7
- Rastelement
als Kontaktkorb
- 101
- Stelle
an der der Innendurchmesser von 41 gerade gleich dem Außendurchmesser
des Rastelements (3) ist.
- 102
- Kontaktstelle
des Kabelaußenleiters
- 103
- Dichtstelle
zwischen Abfanghülse und Steckerkörper
- 131
- aufgeweitetes
Ende des Kabelaußenleiters
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19857528 [0002]
- - DE 102004004567 [0002]