DE102011001753A1

DE102011001753A1 - Koaxialdruckverbinder

Info

Publication number: DE102011001753A1
Application number: DE102011001753A
Authority: DE
Inventors: Shawn Chawgo; Noah Montena
Original assignee: PPC Broadband Inc
Current assignee: PPC Broadband Inc
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2011-12-29
Also published as: US20130316575A1; US20130323968A1; US8591253B1; US7934954B1; US20130323966A1; US20130183858A1; WO2011123828A3; US8602818B1; TW201140953A; US8591254B1; US8956184B2; CN102214881A; CN202205994U; CA2795254A1; US20140213106A1; US8708737B2; WO2011123828A2; US8388375B2; US20110244722A1; DE202011000776U1

Abstract

Koaxialsteckverbinder. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Koaxialsteckverbinder zum Abschließen eines Koaxialkabels bereitgestellt. Das Koaxialkabel weist einen Innenleiter, eine isolierende Schicht, einen Außenleiter und einen Kabelmantel auf. Der Koaxialsteckverbinder weist eine innere Verbindungsstruktur, eine äußere Verbindungsstruktur und einen leitfähigen Pin auf. Die äußere Verbindungsstruktur bildet zusammen mit der inneren Verbindungsstruktur einen zylinderförmigen Zwischenraum, der konfiguriert ist, einen zylinderförmigen Abschnitt des Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen. Die äußere Verbindungsstruktur ist konfiguriert, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, so dass der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der äußeren Verbindungsstruktur und der inneren Verbindungsstruktur radial zusammen gepresst wird. Der leitfähige Pin ist konfiguriert, den Innenleiter zu verformen.

Description

Hintergrund
Koaxialkabel werden verwendet, um Hochfrequenzsignale in verschiedenen Anwendungen zu übertragen, wie beim Verbinden von Funksendern und Empfängern mit ihren Antennen, in Verbindungen von Computernetzwerken und beim Übertragen von Signalen für Kabelfernsehen. Ein Koaxialkabel weist üblicherweise einen Innenleiter, eine isolierende Schicht, die den Innenleiter umgibt, einen Außenleiter, der die isolierende Schicht umgibt, und einen schützenden Kabelmantel, der den Außenleiter umgibt, auf.
Jede Bauart von Koaxialkabeln hat einen Kennwiderstand, der einem Signalfluss in dem Koaxialkabel entgegen wirkt. Die Impedanz eines Koaxialkabels hängt von seinen Abmessungen und den zu seiner Herstellung verwendeten Materialien ab. Ein Koaxialkabel kann beispielsweise mittels einer Auswahl der Durchmesser des Innenleiters und des Außenleiters sowie der dielektrischen Konstante der isolierenden Schicht auf eine spezielle Impedanz abgestimmt werden. Alle Bauelemente eines Koaxialsystems sollten die gleiche Impedanz haben, um innere Reflexionen an Verbindungen zwischen den Bauteilen zu verringern. Solche Reflexionen erhöhen den Signalverlust und können dazu führen, dass das reflektierte Signal einen Empfänger mit einer kleinen Verzögerung gegenüber dem Original erreicht.
Zwei Abschnitte eines Koaxialkabels in denen es schwierig sein kann, eine übereinstimmende Impedanz zu behalten, sind die Endabschnitte an jedem Ende des Kabels, an denen Verbinder befestigt werden. Beispielsweise erfordert das Befestigen einiger Verbinder das Entfernen eines Abschnitts der isolierenden Schicht an dem abzuschließenden Ende des Koaxialkabels, um eine Tragstruktur des Verbinders zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter einzuführen. Die Tragstruktur des Verbinders verhindert einen Zusammenbruch des Außenleiters, wenn der Verbinder Druck auf die Außenseite des Außenleiters ausübt. Oft ist jedoch leider die dielektrische Konstante der Tragstruktur verschieden von der dielektrischen Konstante der isolierenden Schicht, die von der Tragstruktur ersetzt wird, so dass die Impedanz der abgeschlossenen Enden des Koaxialkabels verändert ist. Diese Änderung der Impedanz an den abgeschlossenen Enden des Koaxialkabels verursacht erhöhte innere Reflexionen, die zu einem erhöhtem Signalverlust führen.
Eine weitere Schwierigkeit mit vor Ort einbaubaren Verbindern, wie zum Beispiel Druckverbindern oder Schraubverbindern, ist das Beibehalten zulässiger Werte von passiver Intermodulation (PIM). PIM kann in den Abschlussabschnitten eines Koaxialkabels durch einen nichtlinearen und instabilen Kontakt zwischen verschiedenen Bauteilen des Verbinders entstehen. Ein nichtlinearer Kontakt zwischen zwei oder mehreren dieser Flächen kann eine Mikrobrückenbildung oder Sprühentladung zwischen den Flächen verursachen, was zur Erzeugung von interferierenden RF-Signalen führen kann. Wenn das Koaxialkabel beispielsweise in einem Mobilfunkturm eingesetzt ist, können unzulässig hohe PIM-Werte in Abschlussabschnitten des Koaxialkabels und hieraus entstehende interferierende RF-Signale die Verbindung zwischen empfindlicher Empfangs- und Sendeausrüstung des Turms und Mobiltelefonen mit niedriger Leistung stören. Die gestörte Verbindung kann beispielsweise zu unterbrochenen Gesprächen oder stark eingeschränkten Datenraten führen, was zu unzufriedenen Kunden und Kundenabwanderung führen kann.
Gebräuchliche Versuche diese Schwierigkeiten mit vor Ort einbaubaren Verbindern zu lösen, bestehen im Allgemeinen darin, vorgefertigte Überbrückungskabel mit einer Standardlänge und fabrikgefertigten gelöteten oder geschweißten Verbindern an jedem Ende einzusetzen. Diese gelöteten oder geschweißten Verbinder zeigen im Allgemeinen eine stabile Impedanzanpassung und PIM Leistung über einen größeren Bereich dynamischer Zustände als gängige vor Ort einbaubare Verbinder. Diese vorgefertigten Überbrückungskabel sind jedoch in vielen Anwendungen unpraktisch.
Beispielsweise erfordert jeder spezielle Mobilfunkturm in einem Mobilfunknetz im Allgemeinen verschiedene spezifische Längen von Koaxialkabeln, was die Auswahl aus verschiedenen Überbrückungskabeln mit Standardlängen, die jeweils im Allgemeinen länger als nötig sind, erforderlich macht, was zu Verschwendung von Kabel führt. Darüber hinaus führt der Einsatz eines Kabels, das länger als nötig ist, zu einer erhöhten Einfügungsdämpfung in dem Kabel. Des Weiteren beansprucht übermäßige Kabellänge mehr Platz in dem Turm. Außerdem kann es für den Installationstechniker unpraktisch sein, mehrere Überbrückungskabel verschiedener Langen mit sich zu führen, anstatt einer einzelnen Rolle mit Kabel, das auf die benötigte Länge zugeschnitten werden kann. Auch zeigen fabrikseitige Tests von fabrikgefertigten gelöteten oder geschweißten Verbindern auf Übereinstimmung mit Standards für Impedanzanpassung und PIM häufig einen hohen Anteil von nicht übereinstimmenden Verbindern. Dieser Anteil der nicht übereinstimmenden und somit nicht nutzbaren Verbinder kann unter einigen Herstellungsbedingungen bis zu zehn Prozent betragen. Aus diesen Gründen ist der Einsatz von fabrikgefertigten gelöteten oder geschweißten Verbindern an Überbrückungskabeln mit Standardlängen keine ideale Lösung für die oben genannten Schwierigkeiten mit vor Ort einbaubaren Verbindern.
Zusammenfassung einiger beispielhafter Ausführungsformen
Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich allgemein auf Koaxialdruckverbinder. Die hier offenbarten beispielhaften Koaxialdruckverbinder verbessern die Impedanzanpassung in Endabschlüssen von Koaxialkabeln und verringern somit innere Reflexionen, die mit ungleicher Impedanz verbunden sind, und einen hieraus resultierenden Signalverlust. Ferner verbessern die hier offenbarten beispielhaften Koaxialdruckverbinder mechanische und elektrische Kontakte in Endabschlüssen von Koaxialkabeln, was die Werte der passiven Intermodulation (PIM) und hiermit verbundene Erzeugung von inferferierenden RF Signalen, die von den Endabschlüssen der Koaxialkabel ausgehen, verringert.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Koaxialdruckverbinder zum Abschließen eines Koaxialkabels bereitgestellt. Das Koaxialkabel weist einen Innenleiter, eine isolierende Schicht, die den Innenleiter umgibt, einen Außenleiter, der die isolierende Schicht umgibt, und einen Kabelmantel, der den Außenleiter umgibt, auf. Der Koaxialdruckverbinder weist eine innere Verbindungsstruktur, eine äußere Verbindungsstruktur und einen leitfähigen Pin auf. Die äußere Verbindungsstruktur bestimmt zusammen mit der inneren Verbindungsstruktur einen zylinderförmigen Zwischenraum, der konfiguriert ist, einen zylinderförmigen Abschnitt des Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen. Die äußere Verbindungsstruktur ist konfiguriert, beim Bewegen des Koaxialdruckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der äußeren Verbindungsstruktur und der inneren Verbindungsstruktur radial zusammenzupressen. Ferner ist eine Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin und dem Innenleiter konfiguriert, sich beim Bewegen des Koaxialdruckverbinders von der geöffneten Stellung in die kontaktierende Stellung zu erhöhen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Druckverbinder zum Abschließen eines gewellten Koaxialkabels bereitgestellt. Das gewellte Koaxialkabel weist einen Innenleiter, eine isolierende Schicht, die den Innenleiter umgibt, einen gewellten Außenleiter mit Wellenbergen und Wellentälern, der die isolierende Schicht umgibt, und einen Kabelmantel, der den gewellten Außenleiter umgibt, auf. Der Druckverbinder weist eine Hülse, eine Klemme und einen leitfähigen Pin auf. Die Hülse hat eine zylinderförmige Außenfläche mit einem Durchmesser, der größer ist als ein Innendurchmesser der Wellentäler des gewellten Außenleiters. Die Klemme hat eine zylinderförmige Innenfläche, welche die zylinderförmige Außenfläche der Hülse umgibt und zusammen mit der Hülse einen zylinderförmigen Zwischenraum bestimmt. Der zylinderförmige Zwischenraum ist konfiguriert, einen zylinderförmigen Abschnitt des gewellten Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen. Die zylinderförmige Innenfläche ist konfiguriert, beim Bewegen des Koaxialdruckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der Klemme und der Hülse radial zusammenzupressen. Ferner ist eine Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin und dem Innenleiter konfiguriert, sich beim Bewegen des Koaxialdruckverbinders von der geöffneten Stellung in die kontaktierende Stellung zu erhöhen.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist ein Druckverbinder zum Abschließen eines glatten Koaxialkabels bereitgestellt. Das glatte Koaxialkabel weist einen Innenleiter, eine isolierende Schicht, die den Innenleiter umgibt, einen glatten Außenleiter, der die isolierende Schicht umgibt, und einen Kabelmantel, der den glatten Außenleiter umgibt, auf. Der Druckverbinder weist eine Hülse, eine Klemme und einen leitfähigen Pin auf. Die Hülse hat eine zylinderförmige Außenfläche mit einem Durchmesser, der größer ist als ein Innendurchmesser des glatten Außenleiters. Die Klemme hat eine zylinderförmige Innenfläche, welche die zylinderförmige Außenfläche der Hülse umgibt und zusammen mit der Hülse einen zylinderförmigen Zwischenraum bestimmt. Der zylinderförmige Zwischenraum ist konfiguriert, einen zylinderförmigen Abschnitt des glatten Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen. Die zylinderförmige Innenfläche ist konfiguriert, beim Bewegen des Koaxialdruckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der Klemme und der Hülse radial zusammen zu pressen. Ferner ist eine Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin und dem Innenleiter konfiguriert, sich beim Bewegen des Koaxialdruckverbinders von der geöffneten Stellung in die kontaktierende Stellung zu erhöhen.
Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl der Konzepte in vereinfachter Form vorzustellen, die im Folgenden in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Mit dieser Zusammenfassung ist nicht beabsichtigt, Hauptmerkmale oder wesentliche Kennzeichen der beanspruchten Gegenstände darzustellen, noch soll diese Zusammenfassung als Hilfe beim Bestimmen des Umfangs der beanspruchten Gegenstände verwendet werden. Ferner versteht es sich, dass sowohl die vorangebende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und den Zweck haben, weitere Erläuterungen der beanspruchten Erfindung bereitzustellen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Merkmale von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ersichtlich, die in Verbindung mit den beiliegenden Figuren einer Zeichnung gegeben wird. Hierbei zeigen:
1A eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften gewellten Koaxialkabels, das an einem Ende mit einem beispielhaften Druckverbinder abgeschlossen ist,
1B eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 1A, bei der Abschnitte von jeder Schicht des beispielhaften gewellten Koaxialkabels ausgeschnitten sind,
1C eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines alternativen gewellten Koaxialkabels, bei der Abschnitte von jeder Schicht des alternativen gewellten Koaxialkabels ausgeschnitten sind,
1D eine Seitenansicht eines Querschnitts eines abzuschließendes Endes des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 1A, nachdem es zum Endabschluss mit dem beispielhaften Druckverbinder von 1A vorbereitet wurde,
2A eine perspektivische Darstellung des beispielhaften Druckverbinders von 1A,
2B eine Explosionsdarstellung des beispielhaften Druckverbinders von 2A,
2C eine Seitenansicht eines Querschnitts des beispielhaften Druckverbinders von 2A,
3A eine Seitenansicht eines Querschnitts des abzuschließenden Endes des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 1D, nachdem es in den beispielhaften Druckverbinder von 2C eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer geöffneten Stellung ist,
3B eine Seitenansicht eines Querschnitts des abzuschließenden Endes des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 1D, nachdem es in den beispielhaften Druckverbinder von 3A eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer kontaktierenden Stellung ist,
3C eine Seitenansicht eines Querschnitts des abzuschließenden Endes des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 1D, nachdem es in einen anderen beispielhaften Druckverbinder eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer geöffneten Stellung ist,
3D eine Seitenansicht eines Querschnitts des abzuschließenden Endes des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 1D, nachdem es in den beispielhaften Druckverbinder von 3C eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer kontaktierenden Stellung ist,
4A eine grafische Darstellung der passiven Intermodulation (PIM) in einem Koaxialdruckverbinder aus dem Stand der Technik,
4B eine grafische Darstellung der PIM in dem beispielhaften Druckverbinder von 3B,
5A eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften glatten Koaxialkabels, das an einem Ende mit einem anderen beispielhaften Druckverbinder abgeschlossen ist,
5B eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts des beispielhaften glatten Koaxialkabels von 5A, bei der Abschnitte von jeder Schicht des Koaxialkabels ausgeschnitten sind,
5C eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines alternativen glatten Koaxialkabels, bei der Abschnitte von jeder Schicht des alternativen Koaxialkabels ausgeschnitten sind,
5D eine Seitenansicht eines Querschnitts eines abzuschließenden Endes des beispielhaften glatten Koaxialkabels von 5A, nachdem es zum Endabschluss mit dem beispielhaften Druckverbinder von 5A vorbereitet wurde,
6A eine Seitenansicht eines Querschnitts des abzuschließendes Endes des beispielhaften glatten Koaxialkabels von 5D, nachdem es in den beispielhaften Druckverbinder von 5A eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer geöffneten Stellung ist,
6B eine Seitenansicht eines Querschnitts des abzuschließendes Endes des beispielhaften glatten Koaxialkabels von 5D, nachdem es in den beispielhaften Druckverbinder von 6A eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer kontaktierenden Stellung ist,
7A eine perspektivische Darstellung eines weiteren beispielhaften Druckverbinders,
7B eine Explosionsansicht des beispielhaften Druckverbinders von 7A,
7C eine Seitenansicht eines Querschnitts des beispielhaften Druckverbinders von 7A nachdem ein Abschlussende eines weiteren beispielhaften gewellten Koaxialkabels in den beispielhaften Druckverbinder eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer geöffneten Stellung ist, und
7D eine Seitenansicht eines Querschnitts des beispielhaften Druckverbinders von 7A nachdem das Abschlussende des beispielhaften gewellten Koaxialkabels von 7C in den beispielhaften Druckverbinder eingeführt wurde, wobei der beispielhafte Druckverbinder in einer kontaktierenden Stellung ist.
Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Koaxialdruckverbinder. In der folgenden detaillierten Beschreibung von einigen beispielhaften Ausführungsformen wird nun Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung genommen, die in den beiliegenden Figuren dargestellt sind. Wo immer es möglich ist, werden dieselben Bezugszeichen in den Figuren verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente Bezug zu nehmen. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, so dass ein Fachmann die Erfindung ausführen kann. Andere Ausführungsformen können verwendet werden und strukturelle, logische sowie elektrische Änderungen können vorgenommen werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Ferner versteht es sich, dass sich die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung nicht notwendigerweise gegenseitig ausschließen, obwohl sie unterschiedlich sind. Beispielsweise kann ein spezielles Merkmal, eine Struktur oder ein Kennzeichen, das in einer Ausführungsform beschrieben ist, in andere Ausführungsformen aufgenommen werden. Die folgende Beschreibung ist daher nicht in einer einschränkenden Weise zu verstehen und der Bereich der Erfindung wird nur durch die Ansprüche und den vollen Umfang von Äquivalenten, die durch diese Ansprüche bestimmt werden, festgelegt.
I. Beispielhaftes Koaxialkabel und beispielhafter Druckverbinder
In 1A ist ein erstes beispielhaftes Koaxialkabel 100 offenbart. Das beispielhafte Koaxialkabel 100 hat eine Impedanz von 50 Ohm und ist ein gewelltes Koaxialkabel der 1/2'' Serie (1/2'' = 1,27 cm). Es versteht sich jedoch, dass diese Kabeleigenschaften lediglich beispielhafte Eigenschaften sind, und dass die hier offenbarten beispielhaften Druckverbinder ebenso an Koaxialkabeln mit anderen Impedanzen, Abmessungen und Formen angebracht werden können.
Wie in 1A ferner offenbart ist, ist das beispielhafte Koaxialkabel 100 an der rechten Seite von 1A mit einem beispielhaften Druckverbinder 200 abgeschlossen. Obwohl der beispielhafte Druckverbinder 200 in 1A als Stiftdruckverbinder offenbart ist, versteht es sich, dass der Druckverbinder 200 stattdessen ebenfalls als Buchsendruckverbinder (nicht dargestellt) konfiguriert sein kann.
Wie in 1B gezeigt ist, weist das Koaxialkabel im Allgemeinen einen Innenleiter 102, der von einer isolierenden Schicht 104 umgeben ist, einen gewellten Außenleiter 106, der die isolierende Schicht 104 umgibt, und einen Kabelmantel 108, der den gewellten Außenleiter 106 umgibt, auf. Der Begriff „umgeben”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine innere Schicht, die allgemein von einer äußeren Schicht umhüllt ist. Es versteht sich jedoch, dass eine innere Schicht von einer äußeren Schicht „umgeben” sein kann, ohne dass die innere Schicht unmittelbar an die äußere Schicht angrenzt. Der Begriff „umgeben” lässt also die Möglichkeit von dazwischen liegenden Schichten zu. Jede der Komponenten des beispielhaften Koaxialkabels 100 wird nun der Reihe nach erörtert.
Der Innenleiter 102 ist im Kern des beispielhaften Koaxialkabels 100 angeordnet und konfiguriert, eine Bandbreite von elektrischem Strom (Ampere) sowie ein hochfrequentes/elektronisches digitales Signal zu übertragen. Der Innenleiter 102 kann aus Kupfer, kupferummanteltem Aluminium (CCA – copper-clad aluminum), kupferummanteltem Stahl (CCS – copper-clad steel) oder silberbeschichtetem kupferummanteltem Stahl (SCCCS – silver-coated copper-clad steel) gebildet sein, obwohl andere leitfähige Materialien auch möglich sind. Der Innenleiter 102 kann beispielsweise aus jeder Art von leitfähigem Metall oder leitfähiger Legierung gebildet sein. Obwohl der Innenleiter von 1B ummantelt ist, kann er stattdessen andere Ausgestaltungen haben, wie beispielsweise massiv, verlitzt, gewellt, plattiert oder hohl.
Die isolierende Schicht 104 umgibt den Innenleiter 102 und unterstützt im Allgemeinen den Innenleiter 102 und isoliert den Innenleiter 102 von dem Außenleiter 106. Obwohl es in den Figuren nicht dargestellt ist, kann ein Haftvermittler, wie zum Beispiel ein Polymer, eingesetzt werden, um die isolierende Schicht 104 an den Innenleiter 102 zu binden. Wie in 1B offenbart ist, ist die isolierende Schicht 104 aus einem geschäumten Material gebildet, wie beispielsweise, aber nicht hierauf beschränkt, einem geschäumten Polymer oder Fluorpolymer. Die isolierende Schicht 104 kann beispielsweise aus geschäumten Polyethylen (PE) gebildet sein.
Der gewellte Außenleiter 106 umgibt die isolierende Schicht 104 und minimiert allgemein den Eintritt und Austritt von hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung zu/von dem Innenleiter 102. In einigen Anwendungen ist hochfrequente elektromagnetische Strahlung eine Strahlung mit einer Frequenz von größer oder etwa gleich 50 MHz. Der gewellte Außenleiter 106 kann aus massivem Kupfer, massivem Aluminium oder kupferummanteltem Aluminium (CCA – copper-clad aluminum) gebildet sein, obwohl andere leitfähige Materialien auch möglich sind. Die gewellte Ausgestaltung des gewellten Außenleiters 106 mit Wellenbergen und Wellentälern ermöglicht es, das Koaxialkabel 100 leichter zu biegen als Kabel mit glatten Außenleitern.
Der Kabelmantel 108 umgibt den gewellten Außenleiter 106 und schützt die inneren Komponenten des Koaxialkabels 100 vor äußeren Fremdstoffen, wie zum Beispiel Staub, Feuchtigkeit und Ölen. In einer typischen Ausführungsform begrenzt der Kabelmantel 108 auch den Biegeradius des Kabels, um Knicke zu vermeiden, und schützt das Kabel (und seine inneren Komponenten) vor einem Zerdrücken oder anderen Umformungen durch eine äußere Kraft. Der Kabelmantel 108 kann aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sein, beispielsweise, aber nicht hierauf beschränkt, Polyethylen (PE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte, gummiertes Polyvinylchlorid (PVC) oder eine Kombination hiervon. Das Material aus dem der Kabelmantel 108 tatsächlich gebildet ist, wird durch eine speziell beabsichtigte Anwendung/Umgebung bestimmt.
Es versteht sich, dass die isolierende Schicht 104 aus anderen Arten von isolierenden Materialien oder Strukturen mit einer dielektrischen Konstante gebildet sein kann, die ausreicht, um den Innenleiter 102 von dem Außenleiter 106 zu isolieren. Wie beispielsweise in 1C offenbart ist, weist ein alternatives Koaxialkabel 100' eine alternative isolierende Schicht 104' auf, die aus einem spiralförmigen Zwischenstück besteht, das es ermöglicht, dass der Innenleiter 102 von dem gewellten Außenleiter 106 durch Luft getrennt ist. Das spiralförmige Zwischenstück der alternativen isolierenden Schicht 104' kann beispielsweise aus Polyethylen oder Polypropylen gebildet sein. Die gemeinsame dielektrische Konstante des spiralförmigen Zwischenstücks und der Luft in der alternativen isolierenden Schicht 104' ist ausreichend, um den Innenleiter 102 von dem gewellten Außenleiter 106 in dem alternativen Koaxialkabel 100' zu isolieren. Ferner kann der hier offenbarte beispielhafte Druckverbinder 200 ebenfalle an das alternative Koaxialkabel 100' angebracht werden.
Mit Bezug zu 1D ist ein abzuschließendes Ende des Koaxialkabels 100 offenbart, nachdem es zum Endabschluss mit dem beispielhaften Druckverbinder 200 vorbereitet wurde, der in 1A sowie 2A–3B offenbart ist. Wie in 1D offenbart ist, weist das Abschlussende des Koaxialkabels 100 einen ersten Abschnitt 110, einen zweiten Abschnitt 112, einen entkernten Abschnitt 114 und einen zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 auf. Der Kabelmantel 108, der gewellte Außenleiter 106 und die isolierende Schicht 104 wurden von dem ersten Abschnitt 110 entfernt. Der Kabelmantel 108 wurde von dem zweiten Abschnitt 112 entfernt. Die isolierende Schicht 104 wurde in dem entkernten Abschnitt 114 entkernt. Der Durchmesser eines Abschnitts des gewellten Außenleiters 106, der den entkernten Abschnitt 114 umgibt, wurde vergrößert, um einen zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des Außenleiters 106 zu erzeugen.
Der Begriff „zylinderförmig”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Bauteil mit einem Abschnitt oder einer Fläche mit einem im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser über die Länge des Abschnitts oder der Fläche. Es versteht sich somit, dass ein „zylinderförmiger” Abschnitt bzw. eine „zylinderförmige” Fläche geringfügige Fehlstellen oder Unregelmäßigkeiten in der Rundheit oder Beschaffenheit über die Länge des Abschnitts bzw. der Fläche aufweisen kann. Es versteht sich ferner, dass ein „zylinderförmiger” Abschnitt bzw. eine „zylinderförmige” Fläche eine beabsichtigte Verteilung oder ein Muster von Merkmalen aufweisen kann, wie beispielsweise Kerben oder Zinken, aber dennoch im Durchschnitt einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser über die Länge des Abschnitts bzw. der Fläche hat.
Diese Vergrößerung des Durchmessers des gewellten Außenleiters 106 kann mittels jedes der Werkzeuge erfolgen, die in der parallel anhängigen US Patentanmeldung 12/753,729 mit dem Titel „Koaxialkabel-Bearbeitungswerkzeuge” offenbart sind. Die Anmeldung wurde am 2. April 2010 eingereicht und wird durch Bezugnahme hierauf in ihrer Gesamtheit eingebunden. Alternativ kann die Vergrößerung des Durchmessers des gewellten Außenleiters 106 mittels anderer Werkzeuge erfolgen, beispielsweise mit einem gebräuchlichen Kabelaufweiter.
Wie in 1D offenbart ist, kann der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 erzeugt werden, indem ein Durchmesser von einem oder mehreren der Wellentäler 106a des gewellten Außenleiters 106 vergrößert wird, der den entkernten Abschnitt 114 umgibt. Wie beispielsweise in 1D offenbart ist, können die Durchmesser von einem oder mehreren der Wellentäler 106a vergrößert werden, bis sie gleich den Durchmessern der Wellenberge 106b sind, was zu dem in 1D offenbarten zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 führt. Es versteht sich jedoch, dass der Durchmesser des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 des Außenleiters 106 größer als der Durchmesser der Wellenberge 106b des beispielhaften gewellten Koaxialkabels 100 sein kann. Alternativ kann der Durchmesser des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 des Außenleiters 106 größer als der Durchmesser der Wellentäler 106a, aber kleiner als der Durchmesser der Wellenberge 106b sein.
Wie in 1D offenbart ist, hat der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des gewellten Außenleiters 106 einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser über die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116. Es versteht sich, dass die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 ausreichend sein sollte, um zu ermöglichen, dass eine Kraft nach innen auf den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 gerichtet sein kann, sobald das Koaxialkabel 100 mit dem beispielhaften Druckverbinder 200 abgeschlossen ist, wobei die nach innen gerichtete Kraft hauptsächlich eine radiale Komponente und im Wesentlichen keine axiale Komponente hat.
Wie in 1D offenbart ist, hat der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des gewellten Außenleiters 106 eine Länge, die größer ist als der Abstand 118 zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 106b des gewellten Außenleiters 106. Insbesondere ist die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 etwa 33-mal die Dicke 120 des Außenleiters 106. Es versteht sich jedoch, dass die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 jede Länge sein kann, die größer als zweimal die Dicke 120 des Außenleiters 106 ist. Es versteht sich weiter, das die Werkzeuge und/oder Verfahren, die den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 erzeugen, ferner Abschnitte des gewellten Außenleiters 106 mit vergrößertem Durchmesser erzeugen können, die nicht zylinderförmig sind.
Der Endabschnitt des in 1D offenbarten beispielhaften gewellten Koaxialkabels 100 kann durch Anwendung des in der parallel anhängigen US Patentanmeldung 12/753,742 beispielhaften Verfahrens 400 bearbeitet werden. Die Anmeldung mit dem Titel „Passive Intermodulation und Anpassen der Impedanz in Endabschlüssen von Koaxialkabeln” wurde am 2. April 2010 eingereicht und wird durch Bezugnahme hierauf in ihrer Gesamtheit eingebunden.
Obwohl die isolierende Schicht 104 in 1D mit einer Ausdehnung bis zu den Spitzen der Wellenberge 106b des gewellten Außenleiters 106 gezeigt ist, versteht es sich, dass zwischen der isolierenden Schicht 104 und den Spitzen der Wellenberge 106b ein Luftspalt vorhanden sein kann. Obwohl ferner der Kabelmantel 108 in 1D mit einer Ausdehnung bis zu den Böden der Wellentäler 106a des gewellten Außenleiters 106 gezeigt ist, versteht es sich, dass zwischen dem Kabelmantel 108 und den Böden der Wellentäler 106a ein Luftspalt vorhanden sein kann.
Darüber hinaus versteht es sich, dass der gewellte Außenleiter 106 entweder ein kreisförmiger gewellter Außenleiter, wie er in den Figuren offenbart ist, oder ein spiralförmiger gewellter Außenleiter (nicht dargestellt) sein kann. Ferner können die hier offenbarten beispielhaften Druckverbinder ebenfalls an einem Koaxialkabel mit einem spiralförmigen gewellten Außenleiter (nicht dargestellt) angebracht werden.
II. Beispielhafter Druckverbinder
Mit Bezug zu 2A–2C werden weitere Merkmale des beispielhaften Druckverbinders 200 offenbart. Wie in 2A–2C offenbart ist, weist der beispielhafte Druckverbinder 200 eine Verbindermutter 210, einen ersten O-Ring 220, einen Verbinderkörper 230, einen zweiten O-Ring 240, einen dritten O-Ring 250, einen Isolierkörper 260, einen leitfähigen Pin 270, ein Treibrad 280, eine Hülse 290, eine Klemme 300, einen Klemmring 310, eine Manteldichtung 320 und eine Kompressionshülse 330.
Wie in 2B und 2C offenbart ist, ist die Verbindermutter 210 mittels eines kreisförmigen Flanschs 232 mit dem Verbinderkörper 230 verbunden. Der Isolierkörper 260 richtet den leitfähigen Pin 270 im Verbinderkörper 230 aus und hält ihn in Position. Der leitfähige Pin weist einen Pinabschnitt 272 an einem Ende und einen Klemmabschnitt 274 an dem anderen Ende auf. Der Klemmabschnitt 274 weist Finger 278 auf, die durch Spalte 279 getrennt sind. Die Spalte 279 sind konfiguriert, sich beim Bewegen des Druckverbinders von einer geöffneten Stellung (wie in 3A offenbart) in eine kontaktierende Stellung (wie in 3B offenbart) zu verschmälern oder zu schließen, wie im Folgenden näher erläutert wird. Der Klemmabschnitt 274 ist konfiguriert, einen Innenleiter eines Koaxialkabels aufzunehmen und zu umschließen. Das Treibrad 280 ist innerhalb des Verbinderkörpers 230 zwischen dem Klemmabschnitt 274 des leitfähigen Pins 270 und der Hülse 290 angeordnet. Die Hülse 290 grenzt an die Klemme 300. Die Klemme 300 grenzt an den Klemmring 310, der an die Manteldichtung 320 grenzt, wobei beide in der Kompressionshülse 330 angeordnet sind.
Die Hülse 290 ist ein Beispiel für eine innere Verbindungsstruktur, weil wenigstens ein Abschnitt der Hülse 290 konfiguriert ist, innerhalb eines Koaxialkabels angeordnet zu werden. Die Klemme 300 ist ein Beispiel für eine äußere Verbindungsstruktur, weil wenigstens ein Abschnitt der Klemme 300 konfiguriert ist, außen an einem Koaxialkabel angeordnet zu werden. Die Hülse 290 hat eine zylinderförmige Außenfläche 292, welche von einer zylinderförmigen Innenfläche 302 der Klemme 300 umgeben ist. Die zylinderförmige Außenfläche 292 bildet zusammen mit der zylinderförmigen Innenfläche 302 einen zylinderförmigen Zwischenraum 340.
Die Hülse 290 hat ferner eine nach innen verjüngte Außenfläche 294, die an ein Ende der zylinderförmigen Außenfläche 292 angrenzt sowie einen kreisförmigen Flansch 296, der an das andere Ende der zylinderförmigen Außenfläche 292 angrenzt. Wie in 2B offenbart ist, weist die Klemme 300 einen Spalt 304 auf, der entlang der Länge der Klemme 300 verläuft. Der Spalt 304 ist konfiguriert, sich beim Bewegen des Druckverbinders 200 von einer geöffneten Stellung (wie in 3A offenbart) in eine kontaktierende Stellung (wie in 3B offenbart) zu verschmälern oder zu schließen, wie im Folgenden näher erläutert wird. Wie in 2C ferner offenbart ist, hat die Klemme 300 eine nach außen verjüngte Fläche 306, die an die zylinderförmigen Innenfläche 302 angrenzt. Der Spalt 300 weist ferner eine nach innen verjüngte äußere Übergangsfläche 308 auf.
Obwohl der überwiegende Teil der Außenfläche der Hülse 290 und der Innenfläche der Klemme 300 zylinderförmig ist, versteht es sich, dass Abschnitte dieser Flächen nicht zylinderförmig sein können. Beispielsweise können Abschnitte dieser Flächen Kanten, Kerben oder Rippen aufweisen, um einen mechanischen und elektrischen Kontakt mit dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des beispielhaften Koaxialkabels 100 herzustellen.
Die Außenfläche der Hülse 290 kann beispielsweise eine Rippe aufweisen, die einer zugeordneten Kerbe auf der Innenfläche der Klemme 300 entspricht. In diesem Beispiel bewirkt das Zusammendrücken des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 zwischen der Hülse 290 und der Klemme 300, dass die Rippe der Hülse 290 den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 in der zugeordneten Kerbe der Klemme 300 verformt. Das kann zu einem verbesserten mechanischen und/oder elektrischen Kontakt zwischen der Klemme 300, dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 und der Hülse 290 führen. In diesem Beispiel kann die Anordnung der Rippe und der zugeordneten Kerbe auch umgedreht werden. Ferner versteht es sich, dass wenigstens Abschnitte der Oberflächen der Rippe und der zugeordneten Kerbe zylinderförmige Flächen sein können. Ebenso können mehrere Paare von Rippen und zugeordneten Kerben auf der Hülse 290 und/oder der Klemme 300 vorgesehen sein. Demzufolge sind die Außenfläche der Hülse 290 und die Innenfläche der Klemme 300 nicht auf die in den Figuren offenbarten Ausgestaltungen beschränkt.
III. Kabelabschluss mit dem beispielhaften Druckverbinder
Mit Bezug zu 3A und 3B werden weitere Merkmale des Einsatzes des beispielhaften Druckverbinders 200 offenbart. 3A offenbart insbesondere den beispielhaften Druckverbinder 200 in einer anfänglich geöffneten Stellung, wogegen 3B den beispielhaften Druckverbinder 200 offenbart, nachdem dieser in eine kontaktierende Stellung bewegt wurde.
Wie in 3A offenbart ist, kann das abzuschließende Ende des gewellten Koaxialkabels 100 von 1D durch die Kompressionshülse 330 in den beispielhaften Druckverbinder 200 eingeführt werden. Sobald es eingeführt ist, ist der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des Außenleiters 106 von dem zylinderförmigen Zwischenraum 304 aufgenommen, der zwischen der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 und der zylinderförmigen Innenfläche 302 der Klemme 300 gebildet ist. Nach der Einführung umgibt die Kabeldichtung 320 den Kabelmantel 108 des gewellten Koaxialkabels 100 und der Innenleiter 102 ist von dem Klemmabschnitt 274 des leitfähigen Pins 270 aufgenommen, so dass der leitfähige Pin 270 den Innenleiter 102 mechanisch und elektrisch kontaktiert. Wie in 3A offenbart ist, ist der Durchmesser 298 der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 größer als der kleinste Durchmesser 122 des gewellten Außenleiters 106, welcher der Innendurchmesser der Wellentäler 106a des Außenleiters 106 ist.
3B offenbart den beispielhaften Druckverbinder 200 nachdem dieser in eine kontaktierende Stellung gebracht wurde. Wie in 3A und 3B offenbart ist, wird der beispielhafte Druckverbinder 200 durch ein Schieben der Kompressionshülse 330 zu der Verbindermutter 210 entlang des Verbinderkörpers 230 in die kontaktierende Stellung gebracht. Beim Bewegen des Druckverbinders 200 in die kontaktierende Stellung gleitet die Kompressionshülse 330 über die Außenseite des Verbinderkörpers 230 bis ein Absatz 332 der Kompressionshülse 330 an einen Absatz 234 des Verbinderkörpers 230 grenzt. Darüber hinaus presst ein distales Ende 334 der Kompressionshülse 330 den dritten O-Ring 250 in eine kreisförmige Kerbe 236, die in dem Verbinderkörper 230 gebildet ist, so dass die Kompressionshülse 330 gegen den Verbinderkörper 230 abgedicht ist.
Beim Bewegen des Druckverbinders 200 in die kontaktierende Stellung spannt ferner ein Absatz 336 der Kompressionshülse 330 axial gegen die Manteldichtung 320, die axial gegen den Klemmring 310 spannt, der die nach innen verjüngte äußere Übergangsfläche 308 der Klemme 300 axial gegen eine nach außen verjüngte Innenfläche 238 des Verbinderkörpers 230 drückt. Wenn die Flächen 308 und 238 aneinander vorbei gleiten, wird die Klemme 300 radial in den Verbinderkörper 230 gezwungen, der einen kleineren Durchmesser hat und die Klemme radial zusammenpresst, und somit den Außendurchmesser der Klemme 300 verringert, indem der Spalt 304 verschmälert oder geschlossen wird (vergleiche 2B). Beim radialen Zusammenpressen der Klemme 300 durch die auf die Kompressionshülse 330 ausgeübte Axialkraft, wird die zylinderförmige Innenfläche 302 der Klemme 300 um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des Außenleiters 106 herum geklemmt, so dass der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 zwischen der zylinderförmigen Innenfläche 302 der Klemme 300 und der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 radial zusammengepresst wird.
Beim Bewegen des Druckverbinders 200 in die kontaktierende Stellung spannt darüber hinaus die Klemme 300 axial gegen den kreisförmigen Flansch 296 der Hülse 290, der axial gegen den leitfähigen Pin 270 spannt, wodurch der leitfähige Pin 270 axial in den Isolierkörper 260 gedrückt wird, bis ein Absatz 276 des Klemmabschnitts 274 an einen Absatz 262 des Isolierkörpers grenzt. Während der Klemmabschnitt 274 axial in den Isolierkörper 260 gedrückt wird, werden die Finger 278 des Klemmabschnitts radial um den Innenleiter 102 zusammen gezogen, indem sich die Spalte 279 (vergleiche 2B) verschmälern oder schließen. Diese radiale Kontraktion des leitfähigen Pins 270 führt zu einer vergrößertem Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin 270 und dem Innenleiter 102 und kann ferner zu einer geringfügigen Verformung des Innenleiters 102, des Isolierkörpers 260 und/oder der Finger 278 führen.
Der Begriff „Kontaktkraft”, wie er hier verwendet wird, umfasst die Kombination der resultierenden Reibungskraft und der resultierenden Normalkraft zwischen den Oberflächen zweier Bauteile. Diese kontrahierende Ausgestaltung erhöht die Zuverlässigkeit des mechanischen und elektrischen Kontakts zwischen dem leitfähigen Pin 270 und dem Innenleiter 102. Der Pinabschnitt 272 des leitfähigen Pins 270 erstreckt sich ferner über den Isolierkörper 260 hinaus, um einen zugeordneten Leiter eines Buchsenverbinders zu kontaktieren, der mit der Verbindermutter kontaktiert ist (nicht dargestellt).
Mit Bezug zu 3C und 3D werden Merkmale eines anderen beispielhaften Druckverbinders 200'' offenbart. 3C offenbart insbesondere den beispielhaften Druckverbinder 200'' in einer anfänglich geöffneten Stellung, während 3D den beispielhaften Druckverbinder 200'' offenbart, nachdem dieser in eine kontaktierende Stellung gebracht wurde. Der beispielhafte Druckverbinder 200'' ist mit dem beispielhaften Druckverbinder 200 von 1A und 2A–3B identisch, außer dass der beispielhafte Druckverbinder 200'' einen abgewandelten Isolierkörper 260'' und einen abgewandelten leitfähigen Pin 270'' aufweist. Wie in 3C und 3D offenbart ist, kann der Durchmesser des Abschnitts des Innenleiters 102, der konfiguriert ist, in dem Klemmabschnitt 274 aufgenommen zu werden, während der Bearbeitung des Abschlussendes des Koaxialkabels 100 verringert werden. Diese zusätzliche Verringerung des Durchmessers des Innenleiters 102 ermöglicht eine Abwandlung des Klemmabschnitts 274 derart, dass der Klemmabschnitt 274 den gleichen oder einen ähnlichen Außendurchmesser hat wie der Pinabschnitt 272 (ausgenommen die Neigung an der Spitze des Pinabschnitts 272), anstatt des erweiterten Durchmessers des in 3A und 3B offenbarten Klemmabschnitts 274. Sobald der Druckverbinder 200'' in die kontaktierende Stellung gebracht wurde, ist der Außendurchmesser des Klemmabschnitts 274'' im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Innenleiters 102, wie in 3D offenbart ist. Diese zusätzliche Verringerung des Durchmessers des Innenleiters 102 ermöglicht somit, dass der Außendurchmesser des Innenleiters 102, durch den das RF Signal übertragen wird, am Übergang zwischen dem Innenleiter 102 und dem leitfähigen Pin 270'' im Wesentlichen gleich bleibt. Da die Impedanz eine Funktion des Durchmessers des Innenleiters ist, wie im Folgenden näher erläutert wird, kann diese zusätzliche Verringerung des Durchmessers des Innenleiters 102 die Impedanzanpassung zwischen dem Koaxialkabel 100 und dem Druckverbinder 200'' weiter verbessern.
Wie in 3A und 3B weiter gezeigt ist, spannt das distale Ende 239 des Verbinderkörpers 230 beim Bewegen des Druckverbinders 200 in die kontaktierende Stellung axial gegen den Klemmring 310, der axial gegen die Manteldichtung 320 spannt bis ein Absatz 312 des Klemmrings 310 an einen Absatz 338 der Kompressionshülse 330 grenzt. Die Axialkraft des Absatzes 336 der Kompressionshülse 330 presst zusammen mit der entgegen gesetzten Axialkraft des Klemmrings 310 die Manteldichtung 320 axial zusammen, wodurch die Manteldichtung 320 in ihrer Länge verkürzt und in ihrer Dicke verbreitert wird. Durch die verbreiterte Dicke der Manteldichtung 320 drückt die Manteldichtung 320 fest gegen den Kabelmantel 108 des gewellten Koaxialkabels 100 und dichtet somit die Kompressionshülse 330 gegen den Kabelmantel 108 des gewellten Koaxialkabels 100 ab. Sobald die Dichtung erfolgt ist, ist der kleinste Innendurchmesser 322 der Manteldichtung 320, der gleich dem Außendurchmesser 124 der Wellentäler des Mantels 108 ist, kleiner als die Summe des Durchmessers 298 der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 sowie zweimal die durchschnittliche Dicke des Kabelmantels 108.
Wie in 2B gezeigt ist, sind sowohl die Hülse 290 als auch die Klemme 300 aus einem Metall gebildet, wodurch die Hülse 290 und die Klemme 300 relativ stabil sind. Wie in 3A und 3B offenbart ist, existieren zwei getrennte elektrisch leitfähige Wege zwischen dem Außenleiter 106 und dem Verbinderkörper 230, wenn die Hülse 290 und die Klemme 300 beide aus Metall gebildet sind. Obwohl diese beiden Wege dort zusammentreffen, wo die Klemme 300 einen Kontakt mit dem kreisförmigen Flansch 296 der Hülse 290 hat, wie in 3B offenbart ist, versteht es sich, dass diese Wege alternativ getrennt werden können, indem ein beträchtlicher Zwischenraum zwischen der Klemme 300 und dem kreisförmigen Flansch 296 gebildet wird. Dieser beträchtliche Zwischenraum kann ferner mit einem isolierenden Material, wie beispielsweise einer Kunststoffscheibe, gefüllt oder teilweise gefüllt werden, um eine elektrische Isolierung zwischen der Klemme 300 und dem kreisförmigen Flansch 296 sicherzustellen.
Wie in 3A und 3B ebenfalls offenbart ist, ist die Dicke des metallischen eingeführten Abschnitts der Hülse 290 etwa gleich der Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Wellenberge 106b (1D) des gewellten Außenleiters 106 und dem Innendurchmesser der Wellentäler 106a (1D) des gewellten Außenleiters 106. Es versteht sich jedoch, dass die Dicke des metallischen eingeführten Abschnitts der Hülse 290 größer oder kleiner sein kann als die in 3A und 3B offenbarte Dicke.
Es versteht sich, dass entweder die Hülse 290 oder die Klemme 300 alternativ aus einem nicht metallischen Material gebildet sein kann, wie zum Beispiel Polyetherimid (PEI) oder Polykarbonat oder aus einem Materialgemisch aus metallischen und nicht metallischen Materialien, wie beispielsweise ein wahlweise metallplattiertes PEI oder Polykarbonat. Eine wahlweise metallplattierte Hülse 290 oder Klemme 300 kann an Kontaktflächen metallplattiert sein, wo die Hülse 290 oder die Klemme 300 einen Kontakt mit einem anderen Bauteil des Druckverbinders 200 haben. Ferner kann ein Metallüberzug, wie beispielsweise eine oder mehrere Metalllinien, zwischen die metallplattierten Kontaktflächen eingefügt werden, um die elektrische Leitung zwischen den Kontaktflächen zu gewährleisten. Es versteht sich, dass lediglich eine dieser beiden Bauteile aus einem metallischen Material oder einem Materialgemisch aus metallischen und nicht metallischen Materialien gebildet sein muss, um einen einzelnen elektrisch leitfähigen Weg zwischen dem Außenleiter 106 und dem Verbinderkörper 230 zu erzeugen.
Der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 des Außenleiters 106 ermöglicht, dass der eingeführte Abschnitt der Hülse 290 relativ dick und aus einem Material mit einer relativ hohen dielektrischen Konstante gebildet sein kann und dennoch bevorzugte Impedanzeigenschaften aufweist. Wie ebenfalls in 3A und 3B offenbart ist, hat der metallische eingeführte Abschnitt der Hülse 290 einen Innendurchmesser, der etwa gleich dem Innendurchmesser 122 der Wellentäler 106a des gewellten Außenleiters 106 ist. Es versteht sich jedoch, dass der Innendurchmesser des metallischen eingeführten Abschnitts der Hülse 290 größer oder kleiner als der in 3A und 3B offenbarte Innendurchmesser sein kann. Der metallische eingeführte Abschnitt der Hülse kann beispielsweise einen Innendurchmesser haben, der etwa gleich ist wie ein durchschnittlicher Durchmesser der Wellentäler 106a und der Wellenberge 106b (1D) des gewellten Außenleiters 106.
Sobald sie eingeführt ist, ersetzt die Hülse 290 in dem entkernten Abschnitt 114 das Material aus dem die isolierende Schicht 104 gebildet ist. Dieser Austausch verändert die dielektrische Konstante des Materials, das in dem entkernten Abschnitt 114 zwischen dem Innenleiter 102 und dem Außenleiter 106 angeordnet ist. Da die Impedanz des Koaxialkabels 100 eine Funktion der Durchmesser des Innenleiters 102 und des Außenleiters 106 sowie der dielektrischen Konstante der isolierenden Schicht 104 ist, würde diese Veränderung der dielektrischen Konstante für sich allein betrachtet die Impedanz des entkernten Abschnitts 114 des Koaxialkabels indem. In Bereichen wo die Hülse 290 aus einem Material gebildet ist, das eine dielektrische Konstante hat, die sehr von der dielektrischen Konstante der isolierenden Schicht verschieden ist, würde diese Veränderung der dielektrischen Konstante für sich allein betrachtet die Impedanz des entkernten Abschnitts 114 des Koaxialkabels stark ändern.
Die Vergrößerung des Durchmessers der Außenleiters 106 in dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 ist jedoch konfiguriert, den Unterschied der dielektrischen Konstanten zwischen der entfernten isolierenden Schicht 104 und dem eingeführten Abschnitt der Hülse 290 in dem entkernten Abschnitt 114 auszugleichen. Demzufolge ermöglicht die Vergrößerung des Durchmessers des Außenleiters 106 in dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116, dass die Impedanz des entkernten Abschnitts 114 etwa gleich der Impedanz des verbleibenden Koaxialkabels 100 bleiben kann und verringert somit innere Reflexionen, die mit ungleicher Impedanz verbunden sind, und hieraus resultierenden Signalverlust.
Im Allgemeinen kann die Impedanz z des Koaxialkabels 100 nach Gleichung (1) bestimmt werden:
wobei ε die dielektrische Konstante des Materials zwischen dem Innenleiter 102 und dem Außenleiter 106 ist, ϕ_OUTER der effektive Innendurchmesser des gewellten Außenleiters 106 ist und ϕ_INNER der Außendurchmesser des Innenleiters 102 ist. Sobald jedoch die isolierende Schicht 104 von dem entkernten Abschnitt 114 des Koaxialkabels 100 entfernt und die metallische Hülse 290 in den entkernten Abschnitt 114 eingeführt ist, wird die metallische Hülse 290 quasi eine Verlängerung des metallischen Außenleiters 106 in dem entkernten Abschnitt 114 des Koaxialkabels 100.
Im Allgemeinen soll die Impedanz z des beispielhaften Koaxialkabels 100 bei 50 Ohm beibehalten werden. Vor dem Endabschluss wird die Impedanz z des Koaxialkabels mit 50 Ohm ausgebildet, indem das beispielhafte Koaxialkabel 100 mit folgenden Eigenschaften gebildet wird:
ε = 1,100,
ϕ_OUTER = 1,163 cm (0,458''),
ϕ_INNER = 0,485 cm (0,191'') und
z = 50 Ohm.
Beim Endabschluss wird jedoch der Innendurchmesser des entkernten Abschnitts 114 des Außenleiters 106 ϕ_OUTER von 1,163 cm (0,458'') tatsächlich durch den Innendurchmesser der Hülse 290 von 1,118 cm (0,440'') ersetzt, um die Impedanz z des entkernten Abschnitts 114 des Koaxialkabels 100 bei 50 Ohm zu erhalten, mit den folgenden Eigenschaften:
ε = 1,000,
ϕ_OUTER (der Innendurchmesser der Hülse 290) = 1,118 cm (0,440''),
ϕ_INNER = 0,485 cm (0,191'') und
z = 50 Ohm.
Somit ermöglicht die Vergrößerung des Durchmessers des Außenleiters 106, dass die Hülse 290 aus einem Metall gebildet sein kann und wirksam den Innendurchmesser des entkernten Abschnitts 114 des Außenleiters 106 ϕ_OUTER ersetzt. Ferner ermöglicht die Vergrößerung des Durchmessers des Außenleiters 106 ebenfalls, dass die Hülse 290 alternativ aus einem nicht metallischen Material gebildet ist, das eine dielektrische Konstante hat, die nicht mit der dielektrischen Konstante des Materials übereinstimmt, aus dem die isolierende Schicht 104 gebildet ist.
Wie in 3A und 3B offenbart ist, hängt der spezielle vergrößerte Durchmesser des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 von der Form und der Materialart ab, aus dem die Hülse 290 gebildet ist. Es versteht sich, dass jede Änderung der Form und/oder des Materials der Hülse 290 eine entsprechende Änderung des Durchmessers des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 erforderlich machen kann.
Wie in 3A und 3B offenbart ist, erleichtert der vergrößerte Durchmesser des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 eine Vergrößerung der Dicke der Hülse 290. Wie bereits oben erläutert ist, ermöglicht der vergrößerte Durchmesser des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 darüber hinaus, dass die Hülse 290 aus einem relativ stabilen Material gebildet sein kann, wie beispielsweise einem Metall. Die relativ stabile Hülse 290 ermöglicht in Verbindung mit der zylinderförmigen Gestaltung des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116 eine relative Erhöhung der Radialkraft, die nach innen auf den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 gerichtet werden kann, ohne dass der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 oder die Hülse 290 zusammenbrechen. Ferner ermöglicht die zylinderförmige Gestaltung des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116, dass die nach innen gerichtete Kraft hauptsächlich eine radiale Komponente und im Wesentlichen keine axiale Komponente haben kann und hebt somit jede Abhängigkeit von einer fortdauernden axialen Kraft auf, wie beispielsweise eine Schraubkraft eines Schraubverbinders, die im Laufe der Zeit unter extremen Wetter- und Temperaturbedingungen abnehmen kann. Es versteht sich jedoch, dass der beispielhafte Druckverbinder 200 zusätzlich zu der hauptsächlich radialen Komponente, die auf den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 gerichtet ist, eine oder mehrere weitere Strukturen aufweisen kann, die eine nach innen gerichtete Kraft mit einer axialen Komponente auf andere Abschnitte des Außenleiters 106 ausüben können.
Diese relative Erhöhung der Kraft, die nach innen auf den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 gerichtet werden kann, verstärkt die Sicherheit der mechanischen und elektrischen Kontakte zwischen der Hülse 290, dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 und der Klemme 300. Ferner erhöht die kontrahierende Gestaltung des Isolierkörpers 260 und des leitfähigen Pins 270 die Sicherheit der mechanischen und elektrischen Kontakte zwischen dem leitfähigen Pin 270 und dem Innenleiter 102. Sogar bei Anwendungen wo diese mechanischen und elektrischen Kontakte einer Belastung durch starken Wind, Niederschlag, extremen Temperaturschwankungen und Vibrationen ausgesetzt sind, werden diese mechanischen und elektrischen Kontakte mit relativ geringem Verlust über die Zeit erhalten. Dies wird durch die relativ erhöhte Kraft, die nach innen auf den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 gerichtet werden kann, in Verbindung mit der kontrahierenden Gestaltung des Isolierkörpers 260 und des leitfähigen Pins 270 erreicht. Diese mechanischen und elektrischen Kontakte vermindern somit Mikrobrückenbildung und Sprühentladungen zwischen Oberflächen, wodurch die PIM Werte und interferierende RF Signale verringert werden, die vom beispielhaften Druckverbinder 200 ausgehen.
4A offenbart eine grafische Darstellung 350 der Ergebnisse einer PIM Messung für ein Koaxialkabel, das mit einem Druckverbinder nach dem Stand der Technik abgeschlossen ist. Die PIM Messung, die zu den in der grafischen Darstellung 350 gezeigten Ergebnissen führte, wurde unter dynamischen Bedingungen ausgeführt, wobei der Druckverbinder aus dem Stand der Technik während der Messung Impulsen und Vibrationen ausgesetzt wurde. Wie in der grafischen Darstellung 350 offenbart ist, schwanken die für die Signale F1 und F2 gemessenen PIM Werte des Druckverbinders nach dem Stand der Technik stark im Frequenzbereich von 1870–1910 MHz. Darüber hinaus übersteigen die PIM Werte des Druckverbinders nach dem Stand der Technik oftmals einen zulässigen Industriemindeststandard von –155 dBc.
Im Gegensatz hierzu offenbart 4B eine grafische Darstellung 375 von Ergebnissen einer PIM Messung, die für ein Koaxialkabel durchgeführt wurde, das mit dem beispielhaften Druckverbinder 200 abgeschlossen ist. Die PIM Messung, die zu den in der grafischen Darstellung 375 gezeigten Ergebnissen führte, wurde ebenfalls unter dynamischen Bedingungen ausgeführt, wobei der beispielhafte Druckverbinder 200 während der Messung Impulsen und Vibrationen ausgesetzt wurde. Wie in der grafischen Darstellung 375 offenbart ist, schwanken die für die Signale F1 und F2 bestimmten PIM Werte des beispielhaften Druckverbinders 200 erheblich weniger im Frequenzbereich von 1870–1910 MHz. Des Weiteren bleiben die PIM Werte des beispielhaften Druckverbinders 200 deutlich unter dem zulässigen Industriemindeststandard von –155 dBc. Diese besseren PIM Werte folgen zumindest zum Teil aus der zylinderförmigen Gestaltung des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 116, der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 und der zylinderförmigen Innenfläche 302 der Klemme 300 sowie der kontrahierenden Gestaltung des Isolierkörpers 260 und des leitfähigen Pins 270.
Es wird angemerkt, dass die erreichten PIM Werte der Druckverbinder nach dem Stand der Technik im Allgemeinen den zulässigen Industriemindeststandard von –140 dBc erfüllen (außer bei 1906 MHz für Signal F2), der in Mobilfunktürmen für die Drahtlosübertragung nach 2G und 3G erforderlich ist. Die erreichten PIM Werte der Druckverbinder nach dem Stand der Technik erfüllen jedoch nicht den zulässigen Industriemindeststandard von –155 dBc, der zur Zeit in Mobilfunktürmen für die Drahtlosübertragung nach 4G erforderlich ist. Druckverbinder mit PIM Werten über diesem zulässigen Standard von –155 dBc führen zu interferierenden RF Signalen, welche die Übertragung zwischen empfindlicher Empfangs- und Sendeausrüstung des Turms und Mobiltelefonen mit niedriger Leistung in 4G Systemen unterbrechen. Die relativ geringen PIM Werte, die vorteilhafterweise mit dem beispielhaften Druckverbinder 200 erreicht werden, unterschreiten den zulässigen Mindestwert von -155 dBc und verringern somit diese interferierenden RF Signale. Demzufolge ermöglicht es der beispielhafte vor Ort einbaubare Druckverbinder 200 dem Techniker, Koaxialkabel vor Ort mit einem Endabschluss zu versehen, der ausreichend geringe PIM Werte aufweist und so eine zuverlässige 4G Drahtlosübertragung ermöglicht. Der beispielhafte vor Ort einbaubare Druckverbinder 200 hat vorteilhafterweise eine Impedanzanpassung und PIM Eigenschaften, welche den entsprechenden Eigenschaften von weniger handlichen fabrikgefertigten gelöteten oder geschweißten Verbindern an vorgefertigten Überbrückungskabel gleich stehen oder diese übertreffen.
Es wird ferner angemerkt, dass eine einzige Bauform des beispielhaften Druckverbinders 200 vor Ort an Koaxialkabel verschiedener Hersteller angebracht werden kann, obwohl zwischen den Kabelabmessungen verschiedener Hersteller geringfügige Unterschiede bestehen. Obwohl beispielsweise ein gewelltes Koaxialkabel der 1/2'' Serie bei jedem Hersteller geringe Unterschiede in der Periodenlänge der Sinuskurve, des Wellentaldurchmessers und des Wellenbergdurchmessers des gewellten Außenleiters aufweist, ermöglicht die hier offenbarte Bearbeitung der verschiedenen gewellten Außenleiter, die zu einem im Wesentlichen identischen zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 116 führt, dass jedes der verschiedenen Kabel mit einem einzigen Druckverbinder 200 abgeschlossen werden kann. Somit vermeidet die Bauform des beispielhaften Druckverbinders 200 die Mühe, unterschiedliche Verbinderbauformen für jedes gewellte Koaxialkabel verschiedener Hersteller einsetzen zu müssen.
Ferner ist die Ausführung der verschiedenen Bauteile des beispielhaften Druckverbinders 200 gegenüber den Druckverbindern nach dem Stand der Technik vereinfacht. Diese vereinfachte Ausführung ermöglicht es, diese Bauteile schneller und billiger herzustellen und zum beispielhaften Druckverbinder 200 zusammenzusetzen.
IV. Weiteres beispielhaftes Koaxialkabel und beispielhafter Druckverbinder
Mit Bezug zu 5A wird ein zweites beispielhaftes Koaxialkabel 400 offenbart. Das beispielhafte Koaxialkabel 400 hat ebenfalls eine Impedanz von 50 Ohm und ist ein glattes Koaxialkabel der 1/2'' Serie. Es versteht sich jedoch, dass diese Kabeleigenschaften lediglich beispielhafte Eigenschaften sind, und dass die hier offenbarten beispielhaften Druckverbinder ebenfalls für Koaxialkabel mit anderen Impedanzen, Abmessungen und Formen verwendet werden können.
Wie ferner in 5A offenbart ist, ist das beispielhafte Koaxialkabel 400 auf der rechten Seite von 5A ebenfalls mit einem beispielhaften Druckverbinder 200 abgeschlossen, der zu dem beispielhaften Druckverbinder 200 von 1A und 2A–3B identisch ist, außer dass der beispielhafte Druckverbinder 200' eine andere Manteldichtung aufweist, wie in 6A und 6B gezeigt ist und im Folgenden erläutert wird. Es versteht sich jedoch, dass das beispielhafte Koaxialkabel 400 konfiguriert sein kann, mit dem beispielhaften Druckverbinder 200 abgeschlossen zu werden anstatt mit dem beispielhaften Druckverbinder 200. Wenn beispielsweise der Außendurchmesser des beispielhaften Koaxialkabels 400 gleich oder ähnlich zu dem maximalen Außendurchmesser des beispielhaften Koaxialkabels 100 ist, kann die Manteldichtung des beispielhaften Druckverbinders 200 beide Arten von Kabeln abdichten. Somit kann cm einzelner Druckverbinder verwendet werden, um beide Kabelarten abzuschließen.
Wie in 5B gezeigt ist, weist das Koaxialkabel 400 im Allgemeinen einen Innenleiter 402, der von einer isolierenden Schicht 404 umgeben ist, einen glatten Außenleiter 406, der die isolierende Schicht 404 umgibt, und einen Kabelmantel 408, der den glatten Außenleiter 406 umgibt, auf. Der Innenleiter 402 und die isolierende Schicht 404 sind in Form und Funktion mit dem Innenleiter 102 bzw. der isolierenden Schicht 104 des beispielhaften Koaxialkabels 100 identisch. Ferner sind der glatte Außenleiter 406 und der Kabelmantel 408 in Form und Funktion mit dem gewellten Außenleiter 106 bzw. dem Kabelmantel 108 des beispielhaften Koaxialkabels 100 identisch, außer dass der Außenleiter 406 und der Kabelmantel 408 glatt anstatt gewellt sind. Die glatte Ausführung des Außenleiters 406 führt dazu, dass das Koaxialkabel 400 im Allgemeinen steifer ist als Kabel mit gewellten Außenleitern.
Wie in 5C offenbart ist, weist ein alternatives Koaxialkabel 400' eine alternative aus einem spiralförmigen Zwischenstück gebildete isolierende Schicht 404' auf, die in Form und Funktion mit der alternativen isolierenden Schicht 104' von 1C identisch ist. Demzufolge kann der hier offenbarte beispielhafte Druckverbinder 200 ebenfalls für das alternative Koaxialkabel 400' verwendet werden.
In 5D ist ein abzuschließendes Ende des Koaxialkabels 400 offenbart, nachdem es für einen Endabschluss mit dem in 5A und 6A–6B offenbarten beispielhaften Druckverbinder 200' vorbereitet ist. Wie in 5D offenbart ist, weist das Abschlussende des Koaxialkabels 400 einen ersten Abschnitt 410, einen zweiten Abschnitt 412, einen entkernten Abschnitt 414 und einen zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 auf. Der Kabelmantel 408, der glatte Außenleiter 406 und die isolierende Schicht 404 wurden von dem ersten Abschnitt 410 entfernt. Der Kabelmantel 408 wurde von dem zweiten Abschnitt 412 entfernt. Die isolierende Schicht 404 wurde in dem entkernten Abschnitt 414 entkernt. Der Durchmesser eines Abschnitts des glatten Außenleiters 406, der den entkernten Abschnitt 414 umgibt, wurde vergrößert, um einen zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 des Außenleiters 406 zu erzeugen. Die Vergrößerung des Durchmessers des glatten Außenleiters 406 kann derart erfolgen, wie es weiter oben bereits für das Vergrößern des Durchmessers des gewellten Außenleiters 106 von 1D erläutert wurde.
Wie in 5D offenbart ist, hat der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 des glatten Außenleiters 406 einen im Wesentlichen einheitlichen Durchmesser über die Länge des Abschnitts 416. Die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 416 sollte ausreichend sein, um eine Kraft nach innen auf den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 zu richten, sobald das glatte Koaxialkabel 400 mit dem beispielhaften Steckverbinder 200' abgeschlossen ist, wobei die nach innen gerichtete Kraft hauptsächlich eine radiale Komponente und im Wesentlichen keine axiale Komponente aufweist.
Wie in 5D offenbart ist, ist die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 416 etwa 33-mal die Dicke 418 des Außenleiters 406. Es versteht sich jedoch, dass die Länge des zylinderförmigen Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser 416 jede Länge sein kann, die größer als zweimal die Dicke 418 des Außenleiters 406 ist. Es versteht sich ferner, dass die Werkzeuge und/oder Verfahren, die den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 erzeugen, darüber hinaus Abschnitte des glatten Außenleiters 406 erzeugen können, die nicht zylinderförmig sind. Die Bearbeitung des Endabschnitts des in 5D offenbarten beispielhaften glatten Koaxialkabels 400 kann ebenso erfolgen, wie es bereits oben in Verbindung mit dem beispielhaften gewellten Koaxialkabel 100 erläutert ist.
V. Kabelendabschluss mit dem beispielhaften Druckverbinder
Mit Bezug zu 6A und 6B werden Merkmale der Handhabung des beispielhaften Druckverbinders 200' offenbart. 6A offenbart insbesondere den beispielhaften Druckverbinder 200' in einer anfänglich geöffneten Stellung, während 6B den beispielhaften Druckverbinder 200' offenbart, nachdem dieser in eine kontaktierende Stellung bewegt wurde.
Wie in 6A offenbart ist, kann das Abschlussende des glatten Koaxialkabels 400 von 5D durch die Kompressionshülse 330 in den beispielhaften Druckverbinder 200' eingeführt werden. Sobald es eingeführt ist, wird der zylinderförmige Abschnitt 416 des Außenleiters 406 in dem zylinderförmigen Zwischenraum 304 aufgenommen, der zwischen der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 und der zylinderförmigen Innenfläche 302 der Klemme 300 gebildet ist. Nach der Einführung umschließt die Kabeldichtung 320' den Kabelmantel 408 des glatten Koaxialkabels 400 und der Innenleiter 402 wird in dem Klemmabschnitt 274 des leitfähigen Pins 270 aufgenommen, so dass der leitfähige Pin 270 den Innenleiter 402 mechanisch und elektrisch kontaktiert. Wie in 6A offenbart ist, ist der Durchmesser 298 der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 größer als der kleinste Durchmesser 420 des glatten Außenleiters 406, welcher dem Innendurchmesser des Außenleiters 406 entspricht. Ferner hat die Manteldichtung 320' einen Innendurchmesser 322, der kleiner ist als die Summe des Durchmessers 298 der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 sowie zweimal die Dicke des Kabelmantels 408.
6B offenbart den beispielhaften Druckverbinder 200', nachdem dieser in eine kontaktierende Stellung bewegt wurde. Der beispielhafte Druckverbinder 200' wird in identischer Weise in eine kontaktierende Stellung bewegt, wie es oben für den beispielhaften Druckverbinder 200 von 3A und 3B erläutert ist. Beim Bewegen des Druckverbinders 200' in die kontaktierende Stellung wird die Klemme 300 durch die axiale Kraft, die auf die Kompressionshülse wirkt, radial zusammengepresst und die zylinderförmige Innenfläche 302 der Klemme 300 wird um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 des Außenleiters 406 herum geklemmt, so dass der zylinderförmige Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 zwischen der zylinderförmigen Innenfläche 302 der Klemme 300 und der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 radial zusammengepresst wird.
Beim Bewegen des Druckverbinders 200' in die kontaktierende Stellung presst ferner die Axialkraft des Absatzes 336 der Kompressionshülse 330 zusammen mit der entgegen gesetzten Axialkraft des Klemmrings 310 die Manteldichtung 320' axial zusammen, so dass sich die Länge der Manteldichtung 320' verkürzt und sich ihre Dicke verbreitert. Aufgrund ihrer verbreiterten Dicke drückt die Manteldichtung 320' fest gegen den Kabelmantel 408 des glatten Koaxialkabels 400 und dichtet somit die Kompressionshülse 330 gegen den Kabelmantel 408 des glatten Koaxialkabels 400 ab. Sobald es abgedichtet ist, ist der kleinste Innendurchmesser 322' der Manteldichtung 320', der gleich dem Außendurchmesser 124' des Kabelmantels 408 ist, kleiner als die Summe des Durchmessers 298 der zylinderförmigen Außenfläche 292 der Hülse 290 sowie zweimal die Dicke des Kabelmantels 408.
Wie oben für den beispielhaften Druckverbinder 200 angemerkt ist, ermöglicht der Endabschluss des glatten Koaxialkabels 400 mit dem beispielhaften Druckverbinder 200', dass die Impedanz des entkernten Abschnitts 414 gleich bleibt wie die Impedanz des verbleibenden Koaxialkabels 400 und verringert somit innere Reflexionen, die mit ungleicher Impedanz verbunden sind, und den hieraus resultierenden Signalverlust. Darüber hinaus ermöglicht der Endabschluss des glatten Koaxialkabels 400 mit dem beispielhaften Druckverbinder 200' verbesserte mechanische und elektrische Kontakte zwischen der Hülse 290, dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 416 und der Klemme 300 sowie zwischen dem Innenleiter 402 und dem leitfähigen Pin 270, wodurch PIM Werte und die hiermit verbundene Erzeugung interferierender RF Signale, die aus dem beispielhaften Druckverbinder 200' austreten, verringert werden.
VI. Weiterer beispielhafter Druckverbinder
Mit Bezug zu 7A und 7B wird ein weiterer beispielhafter Druckverbinder 500 offenbart. Der beispielhafte Druckverbinder 500 ist konfiguriert, entweder glatte oder gewellte Koaxialkabel der 7/8'' Serie (7/8'' 2,22 cm) mit 50 Ohm abzuschließen. Obwohl der beispielhafte Druckverbinder 500 in 7A als Buchsendruckverbinder offenbart ist, versteht es sich, dass der Druckverbinder 500 stattdessen als Stiftdruckverbinder (nicht dargestellt) konfiguriert sein kann.
Wie in 7A und 7B offenbart ist, weist der beispielhafte Druckverbinder 500 einen Verbinderkörper 510, einen ersten O-Ring 520, einen zweiten O-Ring 525, einen ersten Isolierkörper 530, einen leitfähigen Pin 540, eine Führung 550, einen zweiten Isolierkörper 560, eine Hülse 590, eine Klemme 600, einen Klemmring 610, eine Manteldichtung 620 und eine Kompressionshülse 630 auf. Der Verbinderkörper 510, der erste O-Ring 520, der zweite O-Ring 525, die Hülse 590, die Klemme 600, der Klemmring 610, die Manteldichtung 620 und die Kompressionshülse 630 wirken in gleicher Weise wie der Verbinderkörper 230, der zweite O-Ring 240, der dritte O-Ring 250, die Hülse 290, die Klemme 300, der Klemmring 310, die Manteldichtung 320 bzw. die Kompressionshülse 330. Der erste Isolierkörper 530, der leitfähige Pin 540, die Führung 550 und der zweite Isolierkörper 560 wirken in gleicher Weise wie der Isolierkörper 13, der Pin 14, die Führung 15 und der Isolierkörper 16, die in dem US Patent 7,527,512 mit dem Titel „Kabelverbinder aufweitender Kontakt” offenbart sind. Das US Patent wurde am 5. Mai 2009 erteilt und wird durch Bezugnahme hierauf in seiner Gesamtheit eingebunden.
Wie in 7B offenbart ist, weist der leitfähige Pin 540 mehrere Finger 542 auf, die durch mehrere Spalte 544 getrennt sind. Die Führung 550 weist mehrere Zungen 552 auf die den mehreren Spalten 544 zugeordnet sind. Jeder Finger 542 weist einen erhöhten Abschnitt 546 (vergleiche 7C) an der Unterseite des Fingers 542 auf, der konfiguriert ist, mit einem erhöhten Abschnitt 554 der Führung 550 zusammenzuwirken. Der zweite Isolierkörper 560 ist in eine in der Hülse 590 gebildeten Kerbe 592 eingepresst.
Mit Bezug zu 7C und 7D werden weitere Merkmale des beispielhaften Druckverbinders 500 offenbart. 7C offenbart den beispielhaften Druckverbinder 500 in einer geöffneten Stellung. 7D offenbart den beispielhaften Druckverbinder 500 in einer kontaktierenden Stellung.
Wie in 7C offenbart ist, kann ein Abschlussende eines beispielhaften gewellten Koaxialkabels 700 durch die Kompressionshülse 630 in den beispielhaften Druckverbinder 500 eingeführt werden. Es wird angemerkt, dass der beispielhafte Druckverbinder 500 ebenfalls in Verbindung mit einem glatten Koaxialkabel (nicht dargestellt) verwendet werden kann. Nach der Einführung können Abschnitte der Führung 550 und des leitfähigen Pins 540 leicht in den ausgesparten Innenleiter 702 des Koaxialkabels 700 gleiten.
Beim Bewegen des beispielhaften Druckverbinders 500 in die kontaktierende Stellung wird der leitfähige Pin 540 über die erhöhten Abschnitte 554 der Führung 550 hinaus in den Innenleiter 702 gedrückt, da die Wechselwirkung der Zungen 552 und des zweiten Isolierkörpers 560 den leitfähigen Pin 540 bezüglich der Führung 550 gleiten lassen, wie in 7C und 7D offenbart ist. Dieses Gleiten zwingt die Finger 542 zu einer radialen Ausdehnung, da die erhöhten Abschnitte 546 mit den erhöhten Abschnitten 554 zusammenwirken. Diese radiale Ausdehnung des leitfähigen Pins 540 kann zu einer vergrößerten Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin 540 und dem Innenleiter 702 sowie darüber hinaus zu einer geringen Verformung des Innenleiters 702, der Führung 550 und/oder der Finger 542 führen. Diese expandierende Ausführung erhöht die Zuverlässigkeit des mechanischen und elektrischen Kontakts zwischen dem leitfähigen Pin 540 und dem Innenleiter 702.
Wie oben für die beispielhaften Druckverbinder 200 und 200' angemerkt ist, ermöglicht der Endabschluss des gewellten Koaxialkabels 700 mit dem beispielhaften Druckverbinder 500, dass die Impedanz des entkernten Abschnitts 714 des Kabels 700 gleich bleibt wie die Impedanz des verbleibenden Kabels 700 und verringert somit innere Reflexionen, die mit ungleicher Impedanz verbunden sind, und den hieraus resultierenden Signalverlust. Darüber hinaus ermöglicht der Endabschluss des gewellten Koaxialkabels 700 mit dem beispielhaften Druckverbinder 500 verbesserte mechanische und elektrische Kontakte zwischen der Hülse 590, dem zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser 716 und der Klemme 600 sowie zwischen dem Innenleiter 702 und dem leitfähigen Pin 540, wodurch PIM Werte und die hiermit verbundene Erzeugung interferierender RF Signale, die aus dem beispielhaften Druckverbinder 500 austreten, verringert werden.
Die hier offenbarten beispielhaften Ausführungsformen können in anderen konkreten Weiterbildungen umgesetzt werden. Die hier offenbarten beispielhaften Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht nur als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7527512 [0099]

Claims

Koaxialsteckverbinder zum Abschließen eines Koaxialkabels mit einem Innenleiter, einer isolierenden Schicht, die den Innenleiter umgibt, einem einteiligen Außenleiter, der die isolierende Schicht umgibt, und einem Kabelmantel, der den einteiligen Außenleiter umgibt, aufweisend – eine innere Verbindungsstruktur, – eine äußere Verbindungsstruktur, die zusammen mit der inneren Verbindungsstruktur einen zylinderförmigen Zwischenraum bestimmt, der konfiguriert ist, einen zylinderförmigen Abschnitt des einteiligen Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen, und – einen leitfähigen Pin, wobei, beim Bewegen des Koaxialsteckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung, – die äußere Verbindungsstruktur konfiguriert ist, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der äußeren Verbindungsstruktur und der inneren Verbindungsstruktur radial zusammenzupressen, und – eine Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin und dem Innenleiter konfiguriert ist, sich zu erhöhen.
Koaxialsteckverbinder nach Anspruch 1, wobei: – die innere Verbindungsstruktur eine zylinderförmige Außenfläche mit einem Durchmesser aufweist, der größer als ein durchschnittlicher Durchmesser des einteiligen Außenleiters ist, – die äußere Verbindungsstruktur eine zylinderförmige Innenfläche aufweist, welche die zylinderförmige Außenfläche der inneren Verbindungsstruktur umgibt und zusammen mit der zylinderförmigen Außenfläche den zylinderförmigen Zwischenraum bestimmt, und – die zylinderförmige Innenfläche konfiguriert ist, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der zylinderförmigen Innenfläche und der zylinderförmigen Außenfläche radial zusammenzupressen, während der Koaxialsteckverbinder von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung bewegt wird.
Koaxialsteckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Durchmesser der zylinderförmigen Außenfläche der inneren Verbindungsstruktur größer ist als ein kleinster Durchmesser des einteiligen Außenleiters.
Koaxialsteckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, wobei die innere Verbindungsstruktur eine nach innen verjüngte Außenfläche aufweist, die an die zylinderförmige Außenfläche angrenzt.
Koaxialsteckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der leitfähige Pin konfiguriert ist, radial erweitert oder radial verengt zu werden, um den Innenleiter radial zu kontaktieren.
Koaxialsteckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die äußere Verbindungsstruktur eine nach außen verjüngte Innenfläche aufweist, die an die zylinderförmige Innenfläche angrenzt.
Koaxialsteckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die zylinderförmige Außenfläche eine Länge hat, die wenigstens zweimal so groß ist wie eine Dicke des einteiligen Außenleiters.
Koaxialsteckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die zylinderförmige Innenfläche eine Länge hat, die wenigsten zweimal so groß ist wie die Dicke des einteiligen Außenleiters.
Koaxialsteckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die äußere Verbindungsstruktur einen Spalt aufweist, der entlang der Länge der äußeren Verbindungsstruktur verlauft und konfiguriert ist, sich beim Bewegen des Steckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung zu verschmälern oder zu schließen.
Koaxialsteckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die äußere Verbindungsstruktur eine nach innen verjüngte äußere Übergangsfläche aufweist.
Koaxialsteckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Klemmhülse konfiguriert ist, einen Abschnitt des Innenleiters mit verringertem Durchmesser aufzunehmen und zu umschließen, so dass ein Außendurchmesser der Klemmhülse im Wesentlichen gleich groß ist wie ein Außendurchmesser des Innenleiters, wenn der Koaxialsteckverbinder in der kontaktierenden Stellung ist.
Steckverbinder zum Abschließen eines gewellten Koaxialkabels mit einem Innenleiter, einer isolierenden Schicht, die den Innenleiter umgibt, einem gewellten Außenleiter mit Wellenbergen und Wellentälern, der die isolierende Schicht umgibt, und einem Kabelmantel, der den gewellten Außenleiter umgibt, aufweisend – eine Hülse mit einer zylinderförmigen Außenfläche mit einem Durchmesser, der größer ist als ein Innendurchmesser der Wellentäler des gewellten Außenleiters, – eine Klemme mit einer zylinderförmigen Innenfläche, welche die zylinderförmige Außenfläche der Hülse umgibt und zusammen mit der Hülse einen zylinderförmigen Zwischenraum bestimmt, der konfiguriert ist, einen zylinderförmigen Abschnitt des gewellten Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen, und – einen leitfähigen Pin, wobei, beim Bewegen des Steckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung, – die zylinderförmige Innenfläche konfiguriert ist, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der Klemme und der Hülse radial zusammenzupressen, und – eine Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin und dem Innenleiter konfiguriert ist, sich zu erhöhen.
Steckverbinder nach Anspruch 12, wobei der Durchmesser der zylinderförmigen Außenfläche der Hülse größer ist als ein durchschnittlicher Innendurchmesser des gewellten Außenleiters.
Steckverbinder nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Durchmesser der zylinderförmigen Außenfläche der Hülse größer ist als oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Wellenberge des gewellten Außenleiters.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 12 bis 14, mit einer Manteldichtung, die konfiguriert ist, den Kabelmantel zu umgeben sowie sich beim Bewegen des Steckverbinders von der geöffneten Stellung in die kontaktierende Stellung zu verkürzen und zu verdicken.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei, wenn der Steckverbinder in der kontaktierenden Stellung ist, ein kleinster Innendurchmesser der Manteldichtung kleiner ist als die Summe aus dem Durchmesser der zylinderförmigen Außenfläche der Hülse sowie zweimal der durchschnittlichen Dicke des Kabelmantels.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei eine Klemmhülse konfiguriert ist, einen Abschnitt des Innenleiters mit verringertem Durchmesser aufzunehmen und zu umschließen, so dass ein Außendurchmesser der Klemmhülse im Wesentlichen gleich groß ist wie ein Außendurchmesser des Innenleiters, wenn der Steckverbinder in der kontaktierenden Stellung ist.
Steckverbinder zum Abschließen eines glatten Koaxialkabels mit einem Innenleiter, einer isolierenden Schicht, die den Innenleiter umgibt, einem glatten, einteiligen Außenleiter, der die isolierende Schicht umgibt, und einem Kabelmantel, der den glatten, einteiligen Außenleiter umgibt, aufweisend – eine Hülse mit einer zylinderförmigen Außenfläche mit einem Durchmesser, der größer ist als ein Innendurchmesser des glatten, einteiligen Außenleiters, – eine Klemme mit einer zylinderförmigen Innenfläche, welche die zylinderförmige Außenfläche der Hülse umgibt und zusammen mit der Hülse einen zylinderförmigen Zwischenraum bestimmt, der konfiguriert ist, einen zylinderförmigen Abschnitt des glatten, einteiligen Außenleiters mit vergrößertem Durchmesser aufzunehmen, und – einen leitfähigen Pin, wobei, beim Bewegen des Steckverbinders von einer geöffneten Stellung in eine kontaktierende Stellung, – die zylinderförmige Innenfläche konfiguriert ist, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser herum geklemmt zu werden, um den zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser zwischen der Klemme und der Hülse radial zusammenzupressen, und – eine Kontaktkraft zwischen dem leitfähigen Pin und dem Innenleiter konfiguriert ist, sich zu erhöhen.
Steckverbinder nach Anspruch 18, mit einer Manteldichtung, die konfiguriert ist, den Kabelmantel zu umgeben, und die einen Innendurchmesser hat, der kleiner ist als die Summe aus dem Durchmesser der zylinderförmigen Außenfläche der Hülse sowie zweimal der Dicke des Kabelmantels.
Steckverbinder nach Anspruch 18 oder 19, wobei eine Länge der zylinderförmigen Außenfläche der Hülse größer ist als oder gleich groß ist wie etwa dreißigmal die Dicke des glatten, einteiligen Außenleiters.