DE102017117663A1

DE102017117663A1 - Elektrischer Winkelsteckverbinder

Info

Publication number: DE102017117663A1
Application number: DE102017117663.2A
Authority: DE
Inventors: Fred Sättele; Rolf Schwär; Patrick Schuh
Original assignee: IMS Connector Systems GmbH
Current assignee: IMS Connector Systems GmbH
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2037-08-04
Also published as: EP3439121A1; DE102017117663B4; CN109390728A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem elektrisch leitfähigen Außenleiter (2.0), einem elektrisch leitfähigen Innenleiter (3.0), einem zwischen dem Innenleiter (3.0) und dem Außen-leiter (2.0) angeordneten Dielektrikum (4), einem Steckverbindergehäuse (2), und einer Überwurfhülse (5) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinder. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steckverbindergehäuse (2) einstückig becherförmig ausgebildet ist, das Steckverbindergehäuse einen Hohlzylinderabschnitt (2.1) und einen als Rückwand (2.3) des Steckverbindergehäuses (2) ausgebildeten Bodenabschnitt (2.30) auf-weist, und das Steckverbindergehäuse (2) mit einer zur Steckrichtung (R) des Steckverbinders (1) abgewinkelten Kabelanschlusseinrichtung (2.42) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Winkelsteckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Koaxial-Steckverbinder mit einem Innenleiter und einem in der Regel als metallisches Steckergehäuse ausgebildeter Außenleiter bekannt, wobei zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter ein Dielektrikum vorgesehen ist. Zum elektrischen und mechanischen Verbinden des Koaxial-Steckverbinders mit einem Gegensteckverbinder ist auf dem Steckergehäuse eine metallische Überwurfhülse angeordnet.
Ein Sonderfall einer Koaxial-Steckverbindung stellt eine Winkelsteckverbindung dar, bei welcher ein Zusammenstecken mit einem Gegensteckverbinder quer zur Richtung der Kabellängsachse verläuft, in der Regel mit einem Winkel von 90°.
Um eine optimale Übertragungsqualität des mit dem Koaxial-Steckverbinder übertragenen Signals sicherzustellen, sollte möglichst keine passive Intermodulation (PIM) auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Winkelsteckverbinder der eingangs genannten Art anzugeben, welcher kostengünstig herstellbar und mit wenig Montagekomplexität aufbaubar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Winkelsteckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein solcher elektrischer Winkelsteckverbinder mit

- einem elektrisch leitfähigen Außenleiter,
- einem elektrisch leitfähigen Innenleiter,
- einem zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter angeordneten Dielektrikum,
- einem Steckverbindergehäuse, und
- einer Überwurfhülse zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinder, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- das Steckverbindergehäuse einstückig becherförmig ausgebildet ist,
- das Steckverbindergehäuse einen Hohlzylinderabschnitt und einen als Rückwand des Steckverbindergehäuses ausgebildeten Bodenabschnitt aufweist, und
- das Steckverbindergehäuse mit einer zur Steckrichtung des Steckverbinders abgewinkelten Kabelanschlusseinrichtung ausgebildet ist.

Der Vorteil der Verwendung eines solchen einstückig becherförmig ausgebildeten Steckverbindergehäuses für den erfindungsgemäßen Winkelsteckverbinder liegt darin, dass ... (Bitte ergänzen!) Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mit einem solchen einstückig becherförmig ausgebildeten Steckverbindergehäuse eine schnelle und einfache Montage des Winkelsteckverbinders ermöglicht wird.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kabelanschlusseinrichtung mit einer Kabelanschlussbohrung ausgebildet, welche in dem Mantelabschnitt des Steckverbindergehäuses radial zur Steckrichtung verlaufend angeordnet ist. Im Rahmen der Montage des Winkelsteckverbinders wird über diese Kabelanschlussbohrung der Innenleiter des anzuschließenden Kabels mit dem Innenleiter des Winkelsteckverbinders elektrisch verbunden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass

- das Steckverbindergehäuse eine äußere Übergangsfläche aufweist,
- die Überwurfhülse eine innere Übergangsfläche aufweist, welche an der äußeren Übergangsfläche des Steckverbindergehäuses anliegt, und
- der Kontakt zwischen der inneren Übergangsfläche und der äußeren Übergangsfläche ein Metall-Kunststoff-Kontakt ist.

Da die passive Intermodulation hauptsächlich an Berührungsstellen zwischen der Überwurfhülse und dem Steckverbindergehäuse auftritt, wird aufgrund des als Metall-Kunststoff-Kontakt ausgeführten Kontaktes zwischen diesen Komponenten des elektrischen Winkelsteckverbinders die passive Intermodulation maßgeblich verringert.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material, bspw. aus Metall hergestellt, wobei deren äußere Übergangsfläche mit einem elektrisch nichtleitenden Überzug ausgebildet ist. Mit einem solchen elektrisch nichtleitenden Überzug wird der Metall-Kunststoff-Kontakt realisiert.
Eine weitere Realisierungsmöglichkeit eines solchen Metall-Kunststoff-Kontaktes besteht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Überwurfhülse aus einem elektrisch leitfähigen Metall, bspw. Metall hergestellt ist, wobei deren innere Übergangsfläche mit einem elektrisch nichtleitenden Überzug ausgebildet ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind/ist unter Bildung eines Metall-Kunststoff-Kontaktes die Überwurfhülse und/oder das Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt.
In bevorzugter Weise ist das Steckverbindergehäuse des elektrischen Steckverbinders als Außenleiter ausgebildet.
Der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder ist vorzugsweise als Stecker ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige beigefügte Figur ausführlich beschrieben. Diese 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Schnittdarstellung eines elektrischen Winkelsteckverbinders.
Der elektrische Winkelsteckverbinder 1 gemäß 1 ist als Koaxial-Stecker ausgeführt und umfasst als Steckergehäuse ein Steckverbindergehäuse 2. Dieses einteilig hergestellte Steckverbindergehäuse 2 ist becherförmig mit einem zylinderförmigen Mantelabschnitt 2.1, welcher einen zylinderförmigen, gestuften Innenraum 2.2 umschließt, und mit einer einen Bodenabschnitt 2.30 bildenden Rückwand 2.3 ausgebildet.
In Richtung einer Längsachse A des Steckverbindergehäuses 2 ist innerhalb desselben ein Innenleiter 3 angeordnet, welcher radial von einem Dielektrikum 4 umschlossen wird. Der zylinderförmige Mantelabschnitt 2.1 des Steckverbindergehäuses 2 umschließt als Außenleiter 2.0 koaxial den Innenleiter 3.
Das Dielektrikum 4 ist als hohlzylindrischer Körper 4.0 in dem Innenraum 2.2 des Steckverbindergehäuses 2 derart angeordnet, dass der Innenraum 2.2 in einen Kabelanschlussraum 2.4 und einen Innenleiteranschlussraum 2.5 aufgeteilt wird.
Der Kabelanschlussraum 2.4 und der Innenleiteranschlussraum 2.5 sind über den Innenleiter 3 verbunden, welcher als Anschlusskontakt 3.0 ausgeführt ist. Dieser Anschlusskontakt 3.0 ragt mit einem Kontaktstift 3.1 in den Innenleiteranschlussraum 2.5 und ragt mit einem Kabelanschlussabschnitt 3.2 in den Kabelanschlussraum 2.4. Zur Bildung eines Kabelanschlusses für einen 90°-Winkelsteckverbinder 1 ist in der Umfangswandung 2.40 des Kabelanschlussraums 2.4, d. h. in der Wand des Mantelabschnitts 2.1 eine radial zur Symmetrieachse A verlaufende zylinderförmige Kabelanschlussbohrung 2.41 zur Realisierung einer Kabelanschlusseinrichtung 2.42 eingebracht, über die ein an den Kabelanschlussabschnitt 3.2 des Anschlusskontaktes 3.0 anzuschließendes Koaxialkabel in den Kabelanschlussraum 2.4 eingeführt wird. Diese Kabelanschlussbohrung 2.41 ist als zylindrische Bohrung gestuften mit in Richtung des Kabelanschlussraums 2.4 abnehmendem Durchmesser ausgeführt. Im äußeren Bereich dieser Kabelanschlussbohrung 2.41 sind Mittel zum Anschließen eines Außenleiters eines Koaxialkabels an das als Außenleiter dienende Steckverbindergehäuse 2 vorgesehen.
An den Kontaktstift 3.1 schließt sich ein Kragenabschnitt 3.3 des Anschlusskontaktes 3.0 an, der über einen Mittelabschnitt 3.4 in den Kabelanschlussabschnitt 3.2 übergeht. Dieser Mittelabschnitt 3.4 wird von dem als Dielektrikum 4 ausgebildeter hohlzylindrischer Körper 4.0 umschlossen. Damit wird dieser hohlzylindrischer Körper 4.0 in Richtung des Kontaktstiftes 3.1 von dem Kragenabschnitt 3.3 und in der gegenüberliegenden Richtung von dem Kabelanschlussabschnitt 3.2 begrenzt und liegt hierzu an einer auf der Innenwandung des Innenraums 2.2 angeordneten umlaufenden Schulter 2.6 an.
Der elektrische Winkelsteckverbinder 1 gemäß 1 weist eine Überwurfhülse 5 mit einer hohlzylindrischen Form auf, welche den Bereich des Innenleiteranschlussraums 2.5 sowie einen angrenzenden Bereich des als Dielektrikum 4 ausgebildeten Hohlkörpers 4.0 umschließt.
Die hohlzylindrische Überwurfhülse 5 weist einen Mantelabschnitt 5.1 und einen sich daran anschließenden Kontaktabschnitt 5.2 auf. Der Mantelabschnitt 5.1 der Überwurfhülse 5 bildet einen die offene Stirnseite des Mantelabschnitts 2.1 des Steckverbindergehäuses 2 umschließenden ringförmigen Raum 5.0 zur Aufnahme des Außenkontaktes eines Gegensteckverbinders. Der Kontaktabschnitt 5.2 der Überwurfhülse 5 weist eine innere Übergangsfläche 5.20 auf, die an einer äußeren Übergangsfläche 2.10 des Mantelabschnitts 2.1 des Steckverbindergehäuses 2 formschlüssig anliegt. Zur Fixierung der Überwurfhülse 5 an dem Steckverbindergehäuse 2 ist benachbart zum ringförmigen Raum 5.0 auf der inneren Übergangsfläche 5.20 eine umlaufende Schulter 5.21 angeordnet, welche in eine konturangepasste Nut auf der äußeren Übergangsfläche 2.10 eingreift.
Wird der Winkelsteckverbinder 1 in Steckrichtung R in einen Gegensteckverbinder (in 1 nicht dargestellt) eingeführt, greift ein Außenkontakt des Gegensteckverbinders in den von der Überwurfhülse 5 gebildeten ringförmigen Raum 5.0 ein, dessen Eindringtiefe durch eine auf der Außenfläche des Mantelabschnitts 2.1 angeordnete und in diesen ringförmigen Raum 5.0 ragende Schulter 2.7 begrenzt wird.
Ausgehend von dieser Schulter 2.7 und beabstandet zu derselben ist in Richtung der Rückwand 2.3 auf der Umfangsfläche des Mantelabschnitts 2.1 eine weitere Schulter 2.8 realisiert, an welcher ein Dichtungsring 6 anliegt.
Zur elektrischen und mechanischen Verbindung des Winkelsteckverbinders 1 mit dem Gegensteckverbinder ist die Überwurfhülse 5 mit einem Schnellverbindungssystem ausgeführt. Hierzu ist ein radial verschiebbarer Rastmechanismus 5.3 vorgesehen, welcher von einem Nutraum 5.4 ringförmig umschlossen wird, so dass durch manuelles Drücken einer dünnen, den Nutraum 5.4 umschließenden Außenwand 5.5 der Rastmechanismus 5.3 betätigt werden kann.
Um eine passive Intermodulation (PIM) bei der Übertragung von HF-Signalen über den Steckverbinder 1 zu reduzieren, die hauptsächlich an den äußeren Berührungsstellen zwischen dem Steckverbindergehäuse 2 und der Überwurfhülse 5 entstehen, also im Bereich der aneinander liegenden Übergangsflächen 2.10 und 5.20 wird in diesem Bereich ein Metall-Kunststoff-Kontakt realisiert.
Ein solcher Metall-Kunststoff-Kontakt im Übergang der äußeren Übergangsfläche 2.10 des Mantels 2.1 des Steckverbindergehäuses 2 zur inneren Übergangsfläche 5.20 des Kontaktabschnittes 5.2 der Überwurfhülse 5 kann in unterschiedlicher Weise realisiert werden.
Eine erste Realisierung besteht darin, dass sowohl das Steckverbindergehäuse 2 als auch die Überwurfhülse 5 jeweils aus einem elektrisch leitenden Metall hergestellt ist und entweder die äußere Übergangsfläche 2.10 des Steckverbindergehäuses 2 oder die innere Übergangsfläche 5.20 der Überwurfhülse 5 mit einem elektrisch nichtleitenden Überzug, bspw. aus einem Kunststoffmaterial versehen ist. Falls das Steckverbindergehäuse 2 und die Überwurfhülse 5 aus Aluminium hergestellt ist, kann bspw. die äußere Übergangsfläche 2.10 oder die innere Übergangsfläche 5.20 eloxiert werden.
Es ist natürlich auch möglich, nicht nur den Bereich der äußeren Übergangsfläche 2.10 bzw. der inneren Übergangsfläche 5.20 mit einem Überzug bzw. mit einer Eloxalschicht der versehen, sondern die gesamte Umfangsfläche des Steckverbindergehäuses 2 oder die gesamte innere Umfangsfläche der Überwurfhülse 5.
Ferner ist es möglich, sowohl die Übergangsfläche des Steckverbindergehäuses 2 als auch die Übergangsfläche der Überwurfhülse 5 mit einem Überzug aus Kunststoff oder einer Eloxalschicht zu versehen.
Eine weitere Realisierungsmöglichkeit eines Metall-Kunststoff-Kontaktes zwischen den Übergangsfläche 2.10 und 5.20 besteht darin, die Überwurfhülse 5 aus einem elektrisch nichtleitenden Material, bspw. aus Kunststoff, Keramik oder Glas oder einem anderen geeigneten Werkstoff herzustellen.
Wird bei einem elektrischen Winkelsteckverbinder das Steckverbindergehäuse 2 nicht als Außenleiter verwendet, kann anstelle der Überwurfhülse 5 auch das Steckverbindergehäuse 2 aus einem elektrisch nichtleitenden Material, bspw. aus Kunststoff, Keramik oder Glas oder einem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt werden. Bei einer solchen Ausführung eines elektrischen Winkelsteckverbinders wäre es auch möglich, sowohl das Steckverbindergehäuse 2 als auch die Überwurfhülse 5 aus einem solchen elektrisch nichtleitenden Material herzustellen.
Die Überwurfhülse 5 des elektrischen Winkelsteckverbinders 1 gemäß des Ausführungsbeispieles nach 1 ist mit einem Schnellverbindungssystem zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinder ausgeführt. Eine solche Überwurfhülse kann auch in bekannter Weise mit einem Gewinde ausgeführt und drehbar auf dem Steckverbindergehäuse angeordnet werden. Bei einer solchen Überwurfhülse wird die elektrische und mechanische Verbindung mit einem Gegensteckverbinder mittels des Gewindes der Überwurfhülse hergestellt. Bei einem Stecker als elektrischer Winkelsteckverbinder ist das Gewinde der Gewindehülse als Außengewinde ausgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Winkelsteckverbinder
2: Steckverbindergehäuse
2.0: Außenleiter
2.1: Mantelabschnitt des Steckverbindergehäuses 2
2.10: äußere Übergangsfläche des Steckverbindergehäuses 2
2.2: Innenraum des Steckverbindergehäuses 2
2.3: Rückwand des Steckverbindergehäuses 2
2.4: Kabelanschlussraum des Steckverbindergehäuses 2
2.40: Umfangswandung des Kabelanschlussraums 2.4
2.41: Kabelanschlussbohrung des Steckverbindergehäuses 2
2.42: Kabelanschlusseinrichtung
2.5: Innenleiteranschlussraum des Steckverbindergehäuses 2
2.6: Schulter im Innenraum 2.2
2.7: Schulter auf der Umfangsfläche des Mantels 2.1
2.8: Schulter auf der Umfangsfläche des Mantels 2.1
3: Innenleiter
3.0: Anschlusskontakt des Innenleiters 3
3.1: Kontaktstift des Innenleiters 3
3.2: Kabelanschlussabschnitt des Innenleiters 3
3.3: Kragenabschnitt des Innenleiters 3
3.4: Mittelabschnitt des Innenleiters 3
4: Dielektrikum
4.0: hohlzylindrischer Körper als Dielektrikum 4
5: Überwurfhülse
5.0: ringförmiger Raum der Überwurfhülse 5
5.1: Mantelabschnitt der Überwurfhülse 5
5.2: Kontaktabschnitt der Überwurfhülse 5
5.20: innere Übergangsfläche der Überwurfhülse 5
5.21: Schulter auf der inneren Übergangsfläche 5.20
5.3: Rastmechanismus
5.4: Nutraum
5.5: Außenwand des Nutraums 5.4

Claims

Elektrischer Winkelsteckverbinder (1) mit - einem elektrisch leitfähigen Außenleiter (2.0), - einem elektrisch leitfähigen Innenleiter (3.0), - einem zwischen dem Innenleiter (3.0) und dem Außenleiter (2.0) angeordneten Dielektrikum (4), - einem Steckverbindergehäuse (2), und - einer Überwurfhülse (5) zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinder, dadurch gekennzeichnet, dass - das Steckverbindergehäuse (2) einstückig becherförmig ausgebildet ist, - das Steckverbindergehäuse einen Hohlzylinderabschnitt (2.1) und einen als Rückwand (2.3) des Steckverbindergehäuses (2) ausgebildeten Bodenabschnitt (2.30) aufweist, und - das Steckverbindergehäuse (2) mit einer zur Steckrichtung (R) des Steckverbinders (1) abgewinkelten Kabelanschlusseinrichtung (2.42) ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelanschlusseinrichtung (2.42) mit einer Kabelanschlussbohrung ausgebildet ist, welche in dem Mantelabschnitt (2.1) des Steckverbindergehäuses (2) radial in Steckrichtung (R) verlaufend angeordnet ist.
Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - das Steckverbindergehäuse (2) eine äußere Übergangsfläche (2.10) aufweist, - die Überwurfhülse (5) eine innere Übergangsfläche (5.20) aufweist, welche an der äußeren Übergangsfläche (2.10) des Steckverbindergehäuses (2) anliegt, und - der Kontakt zwischen der inneren Übergangsfläche (2.10) und der äußeren Übergangsfläche (5.20) ein Metall-Kunststoff-Kontakt ist.
Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruche 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbindergehäuse (2) aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, wobei deren äußere Übergangsfläche (2.10) mit einem elektrisch nichtleitenden Überzug ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwurfhülse (5) aus einem elektrisch leitfähigen Metall hergestellt ist, wobei deren innere Übergangsfläche (5.20) mit einem elektrisch nichtleitenden Überzug ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwurfhülse (5) und/oder das Steckverbindergehäuse (2) aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt sind/ist.
Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbindergehäuse (2) als Außenleiter (2.0) ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Steckverbinder (1) als Stecker ausgebildet ist.