DE102011103524B4

DE102011103524B4 - Koaxialsteckverbinder

Info

Publication number: DE102011103524B4
Application number: DE102011103524A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Rosenberger
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2031-06-08
Also published as: EP2719029B1; US9293873B2; US20140134877A1; KR101761722B1; CN103597671B; JP2014516196A; TWM438744U; KR20140040201A; CA2835171C; EP2719029A1; WO2012167862A1; CN103597671A; CA2835171A1; DE102011103524A1; HK1193505A1

Abstract

Koaxialsteckverbinder mit einem Außenleiter (1; 1'), einem Innenleiter (3) und einem den Außen- (1; 1') und den Innenleiter (3) verbindenden Isolator (5), wobei der Außenleiter (1; 1') eine an eine Innenseite des Außenleiters (1; 1') angrenzende axiale Kontaktfläche für einen elektrisch leitenden Kontakt mit einem anderen Koaxialsteckverbinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Kontaktfläche des Außenleiters (3) mit einem Vorsprung (10) oder mehreren Vorsprüngen (10) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Koaxialsteckverbinder und insbesondere einen gemäß der DIN 47 223 ausgebildeten Koaxialsteckverbinder sowie eine aus zwei solchen Koaxialsteckverbindern ausgebildete Koaxialsteckverbindung.
In der DIN 47 223 ist ein Koaxialsteckverbinder normiert, dessen Innenleiter einen Außendurchmesser von ca. 7 mm und dessen Außenleiter einen Innendurchmesser von ca. 16 mm aufweist. Koaxialsteckverbinder gemäß der DIN 47 223 werden daher auch als 7/16-Koaxialsteckverbinder bezeichnet. Durch das konkrete Durchmesserverhältnis wird mit Luft als Dielektrikum zwischen den steckseitigen Enden des Innen- und des Außenleiters ein Wellenwiderstand von ca. 50 Ω erreicht.
Ein gemäß der DIN 47 223 ausgebildeter Koaxialsteckverbinder in Form eines Koaxialsteckers weist steckseitig ein stiftförmiges Ende des Innenleiters auf, das in ein entsprechendes buchsenförmiges Ende des Innenleiters eines als Koaxialkupplers ausgebildeten Koaxialsteckverbinders eingesteckt wird. Der Außenleiter des Koaxialsteckers kontaktiert dabei den Außenleiter des Koaxialkupplers in sowohl axialer als auch radialer Richtung, indem das rohrförmige Ende des Außenleiters des Koaxialsteckers gegen einen ringförmigen Absatz gedrückt wird, der von der Innenseite des Außenleiters des Koaxialkupplers ausgebildet wird. Die hierfür erforderliche Axialkraft wird durch eine Überwurfmutter aufgebracht, die drehbar auf einem der Steckverbinder gelagert ist und auf ein an dem entsprechenden anderen Steckverbinder vorgesehenes Außengewinde aufgeschraubt wird. Gleichzeitig dient diese Verschlussverschraubung der Sicherung der Koaxialsteckverbindung gegen ungewolltes Lösen. Ein solcher Koaxialsteckverbinder ist beispielsweise aus der DE 43 00 243 C1 bekannt.
Um eine Intermodulation im Bereich der Koaxialsteckverbindung möglichst gering zu halten, werden für diese teilweise äußerst geringe Störabstände vorgeschrieben, die nur dadurch erreicht werden können, dass die beiden Koaxialsteckverbinder einer Koaxialsteckverbindung unter sehr hohen Axialkräften gegeneinander gedrückt werden. Beispielsweise ist es bei der Verkabelung von Mobilfunk-Basisstationen erforderlich, die Überwurfmutter einer solchen Koaxialsteckverbindung mit einem Drehmoment von bis zu 35 Nm anzuziehen, um den geforderten Störabstand zu erreichen. Eine entsprechende funktionssichere Montage einer solchen Koaxialsteckverbindung kann daher lediglich durch den Einsatz eines ausreichend groß dimensionierten Drehmomentschlüssels sichergestellt werden, was mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden ist.
Aus der US 6,837,754 B1 sind zudem Adapterelemente, mit denen mehrere Kabel gebündelt an einen Anschluss eines Transformators angeschlossen werden, bekannt. Jeder dieser Anschlüsse umfasst einen ringförmigen Kupplungskörper, gegen den zur Herstellung des Anschlusses ein ringförmiger Kupplungskörper des dazugehörigen Adapterelements verspannt wird. Die Kontaktflächen der Kupplungskörper sind mit Vorsprüngen und Vertiefungen versehen, in die entsprechende Vorsprünge bzw. Vertiefungen des Gegenelements eingreifen. Dadurch soll die Kontaktfläche zwischen den beiden Kontaktkörpern möglichst groß ausgebildet werden.
Die DE 1 130 882 offenbart eine Koaxialsteckverbindung, bei der Stirnflächen der beiden Außenleiter mit wellenförmigen Vorsprüngen versehen sind, die im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung ineinandergreifen und die beiden Steckverbinder dadurch drehfest verbinden. Die Kontaktierung über die wellenförmigen Stirnflächen liegt dabei außerhalb des Hochfrequenzpfads. Die Hochfrequenzübertragung erfolgt vielmehr über einen Kontakt zusätzlicher, in einer radialen Ebene liegender Stirnflächen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Koaxialsteckverbinder sowie eine entsprechende, aus zwei derartigen Koaxialsteckverbindern ausgebildete Koaxialsteckverbindung anzugeben. Insbesondere sollte sich die erfindungsgemäße Koaxialsteckverbindung durch eine geringe Intermodulation auszeichnen, die auch durch das Ausüben von lediglich geringen Axialkräften zur Verbindung der beiden Koaxialsteckverbinder sichergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbinders bzw. der erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die elektrische Kontaktierung zwischen zwei axial gegeneinander gedrückten Leitern, insbesondere Außenleitern von gattungsgemäßen Koaxialsteckverbindern, dadurch zu verbessern, dass deren axiale Kontaktflächen nicht mehr in einer (einzigen) Radialebene verlaufen, sondern in zumindest zwei und vorzugsweise einer Vielzahl von unterschiedlichen Ebenen.
Ein erfindungsgemäßer Koaxialsteckverbinder, der gattungsgemäß einen Außenleiter, einen Innenleiter und einen den Außen- und den Innenleiter verbindenden Isolator aufweist, wobei der Außenleiter eine an eine Innenseite des Außenleiters axiale Kontaktfläche für einen elektrisch leitenden Kontakt mit einem Außenleiter eines zweiten Koaxialsteckverbinder aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Kontaktfläche (zumindest) des Außenleiters mit einem oder mehreren Vorsprüngen versehen ist. Diese vorzugsweise mehreren Vorsprünge erzeugen definierte Kontaktstellen zwischen den beiden zu verbindenden Koaxialsteckverbindern, die einen geringen Störabstand auch dann aufweisen, wenn diese mit lediglich relativ geringer Axialkraft gegeneinander gedrückt werden. Dadurch kann die Montage der Koaxialsteckverbindung, d. h. das Verbinden der beiden Koaxialstecker erheblich vereinfacht werden.
Eine entsprechende erfindungsgemäße Koaxialsteckverbindung weist jeweils einen als Koaxialstecker sowie einen als Koaxialkuppler ausgebildeten Koaxialsteckverbinder auf, wobei zumindest einer, vorzugsweise beide der Koaxialsteckverbinder erfindungsgemäß ausgebildet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbinders ist die axiale Kontaktfläche des Außenleiters mit spitz zulaufenden Vorsprüngen versehen. Diese können besonders bevorzugt eine dreieckige Grundform (d. h. gerade Flanken) aufweisen, so dass sich eine „sägezahnförmige” Kontur der Stirnseite des Außenleiters ergibt.
In einer alternativen Ausführungsform kann die axiale Kontaktfläche des Außenleiters des erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbinders beispielsweise auch wellenförmig ausgebildete Vorsprünge aufweisen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Koaxialsteckverbinders mit einem oder mehreren, vorzugsweise spitz zulaufenden oder wellenförmigen Vorsprüngen weist bereits Vorteile bei einer Verbindung mit einem herkömmlichen Koaxialsteckverbinder auf, dessen axiale Kontaktfläche des Außenleiters in einer (einzigen) Radialebene verläuft. Besonders bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass beide Koaxialsteckverbinder erfindungsgemäß ausgebildet sind, wobei vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass die Vorsprünge der beiden Koaxialsteckverbinder möglichst spielfrei ineinander greifen, um eine besonders gute elektrische Kontaktierung herzustellen. Hierzu weisen die einzelnen Vorsprünge der jeweiligen axialen Kontaktflächen der Außenleiter vorzugsweise gleiche Abmessungen auf und sind weiterhin bevorzugt in gleichmäßiger Teilung über die (ringförmige) axiale Kontaktfläche der jeweiligen Außenleiter verteilt angeordnet.
Um die Koaxialsteckverbindung in axialer Richtung sowie gegen Verdrehen zu sichern und zudem um eine ausreichende Axialkraft zu erzeugen, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Außenleiter des erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbinder entweder ein Außengewinde oder eine Überwurfmutter aufweist, um mit einem entsprechenden zweiten Koaxialsteckverbinder (der dann das Gegenelement: Überwurfmutter oder Außengewinde aufweist) zur Ausbildung einer Koaxialsteckverbindung verschraubt zu werden. Ein erster der Koaxialsteckverbinder weist demnach einen Außenleiter mit einem Außengewinde und der entsprechende zweite Koaxialsteckverbinder eine Überwurfmutter auf, die auf das Außengewinde des ersten Koaxialsteckverbinders aufgeschraubt werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Koaxialsteckverbinders eignet sich insbesondere zur Verbesserung von Koaxialsteckverbindern, die im Übrigen, d. h. insbesondere hinsichtlich der Durchmesserabmessungen, gemäß der DIN 47 223 ausgebildet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbindung in einem Längsschnitt;
2: die Koaxialsteckverbindung gemäß 1 in einer isometrischen Explosionsdarstellung; und
3: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbindung in einem Längsschnitt.
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbindung, bei der zwei erfindungsgemäße Koaxialsteckverbinder miteinander verbunden sind.
Jeder der Koaxialsteckverbinder umfasst einen Außenleiter 1, der elektrisch leitend mit einem entsprechenden Außenleiter 2 eines Koaxialkabels verbunden ist. Weiterhin umfasst jeder der Koaxialsteckverbinder einen Innenleiter 3, der elektrisch leitend mit einem entsprechenden Innenleiter 4 des Koaxialkabels verbunden ist. Die Außen- und Innenleiter 1, 3 jedes der Koaxialsteckverbinder sind über einen scheibenförmigen Isolator 5 miteinander verbunden, wobei im zusammengesteckten Zustand der Koaxialsteckverbindung im Bereich der steckseitigen Enden der Außen- und Innenleiter 1, 3 ein ringförmiger Raum 6 vorliegt, in dem Luft als Dielektrikum zur Isolation der Außen- und Innenleiter 1, 3 vorgesehen ist.
Der in der 1 auf der linken Seite dargestellte erste Koaxialsteckverbinder ist als Koaxialkuppler 7 ausgebildet, wobei das steckseitige Ende des Innenleiters 3 buchsenförmig zur Aufnahme eines entsprechenden stiftförmigen Endes des Innenleiters 3 des zweiten, als Koaxialstecker 8 ausgebildeten Koaxialsteckverbinders ausgebildet ist. Auf der Innenseite des Außenleiters 1 des Koaxialkupplers 7 ist zudem ein radialer Absatz 9 ausgebildet, der als axialer Anschlag und gleichzeitig als axiale Kontaktfläche dieses Außenleiters 1 für das entsprechende steckseitige Ende des Außenleiters 1 des Koaxialsteckers 8 dient.
Die axialen Kontaktflächen der Außenleiter 1 der beiden Koaxialsteckverbinder gemäß der 1 sind erfindungsgemäß sägezahnförmig ausgebildet, d. h. sie bilden eine Vielzahl von identischen, in gleichmäßiger Teilung angeordneten, spitz zulaufenden Vorsprüngen 10 aus, die zwischen ebensolche Vorsprünge 10 der Kontaktfläche des jeweils anderen Außenleiters 1 eingreifen.
Zur sicheren Verbindung der beiden Koaxialsteckverbinder ist der Koaxialstecker 8 mit einer Überwurfmutter 11 versehen, deren Innengewinde in ein korrespondierendes Außengewinde des Koaxialkupplers eingreift, wobei durch ein Verschrauben der beiden Gewindeteile die beiden Koaxialsteckverbinder axial gegeneinander gedrückt werden. Die drehbar auf dem Außenleiter 1 des Koaxialsteckers 8 gelagerte Überwurfmutter 11 stützt sich dabei an einem radialen Vorsprung 12 des Außenleiters 1 des Koaxialsteckers 8 ab.
Die in der 3 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Koaxialsteckverbindung unterscheidet sich von derjenigen der 1 lediglich darin, dass nur der auf der rechten Seite dargestellte Koaxialstecker 8 erfindungsgemäß mit sägezahnförmigen Vorsprüngen 10 auf der axialen Kontaktfläche des Außenleiters 1 ausgebildet ist. Die entsprechende axiale Kontaktfläche des Außenleiters 1' des Koaxialkupplers 7' ist dagegen gemäß dem Stand der Technik ausgebildet, d. h. diese liegt in einer (einzigen) Radialebene.

Claims

Koaxialsteckverbinder mit einem Außenleiter (1; 1'), einem Innenleiter (3) und einem den Außen- (1; 1') und den Innenleiter (3) verbindenden Isolator (5), wobei der Außenleiter (1; 1') eine an eine Innenseite des Außenleiters (1; 1') angrenzende axiale Kontaktfläche für einen elektrisch leitenden Kontakt mit einem anderen Koaxialsteckverbinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Kontaktfläche des Außenleiters (3) mit einem Vorsprung (10) oder mehreren Vorsprüngen (10) versehen ist.
Koaxialsteckverbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (10) spitz zulaufen.
Koaxialsteckverbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge wellenförmig sind.
Koaxialsteckverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (10) in gleichmäßiger Teilung angeordnet sind.
Koaxialsteckverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (1; 1') oder ein den Außenleiter (1; 1') umgebendes Gehäuse ein Außengewinde oder eine Überwurfmutter (11) zum Verbinden mit einem entsprechenden anderen Koaxialsteckverbinder aufweist.
Koaxialsteckverbinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser hinsichtlich der Durchmesserabmessungen gemäß der DIN 47 223 ausgebildet ist.
Koaxialsteckverbindung mit einem als Koaxialstecker (8) sowie einem als Koaxialkuppler (7; 7') ausgebildeten Koaxialsteckverbinder, wobei zumindest einer der Koaxialsteckverbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
Koaxialsteckverbindung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (1; 1') oder ein den Außenleiter (1; 1') umgebendes Gehäuse des Koaxialkupplers (7; 7') ein Außengewinde und der Koaxialstecker (8) eine auf das Außengewinde aufschraubbare Überwurfmutter (11) aufweist.