DE10306053B4

DE10306053B4 - Präzisions-BNC-Verbinder

Info

Publication number: DE10306053B4
Application number: DE10306053A
Authority: DE
Inventors: James Edward Colorado Springs Cannon
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP2004006334A; DE10306053A1; US6602093B1; US6609925B1

Abstract

Weibliche BNC-Verbinderhälfte (27), die folgende Merkmale aufweist:
eine weibliche BNC-Verbinderschale (30) mit einer Bohrung, die sich von einem ersten Ende der Verbinderschale (30) zu einem zweiten Ende der Verbinderschale (30) erstreckt, wobei die Verbinderschale (30) in der Nähe des ersten Endes Bajonettstifte (29) aufweist, und wobei die Bohrung an einem dem ersten Ende der Verbinderschale (30) abgewandten Abschnitt eine Schulter (70) aufweist;
eine mit einer zentralen Öffnung versehene, isolierende Stützscheibe (32), die in der Bohrung angeordnet ist und an der Schulter (70) anliegt;
ein mit einem Gewinde versehenes Sicherungsbauglied (34), das in die Bohrung an dem zweiten Ende der Verbinderschale (30) eingeschraubt ist und die Stützscheibe (32) gegen die Schulter (70) drückt;
einen mit einem Gewinde versehenen weiblichen Mittelleiterstift (31), der in der Bohrung und in der zentralen Öffnung angeordnet und koaxial gehalten ist; und
einen mit einem Gewinde versehenen Verbindungsmittelleiter (33), der durch eine...

Description

Der seit langem bewährte BNC-Verbinder wird bei sehr vielen Geräten für vielfältige Zwecke, die von Verbindungssonden auf Geräten, die Sonden verwenden (z. B. Oszilloskope), bis zur allgemeinen Eingabe und Ausgabe von Signalen reichen, verwendet. Er ist in verschiedenen Qualitätsklassen erhältlich, die von dem etwas teureren Klemmentyp einer Geräteklasse zu Klemmverbindungsversionen reichen, von denen erwarte wird, dass sie nicht das volle Maß an Betriebsverhalten oder langfristiger Haltbarkeit aufweisen, die der silberplattierten MIL-Spezifikations-Topteil der Leitungsversionen zugeordnet ist. Neben der Vielfalt an Versionen, aus denen gewählt werden kann, ist einer der positiven Aspekte des BNC seine einfache Verwendbarkeit. Er wird übergezogen und dann mit einer einfachen Vierteldrehung verbunden. Dieser Aspekt des BNC schneidet im Vergleich zu anderen Reihenverbindern, wie z. B. dem TNC, N, SMA, APC-7 und dem APC-3,5, von denen ein jeder eine mit einem Gewinde versehene Mutter oder Hülse umfaßt, die mehrmals gedreht werden muß, um mit dem Verbinder zusammenzupassen, vorteilhaft ab.
Die DIN-Norm 47299 definiert in den Abschnitten 8.2, 9.1 und 9.2 Steckverbinder mit Bajonettverbindung (BNC-Verbinder), wobei der Stecker (in der folgenden Beschreibung auch als männliche Verbinderhälfte bezeichnet) das bewegliche Teil des Verriegelungsmechanismus aufweist. Das Gegenstück zum Stecker ist der Kuppler (in der folgenden Beschreibung auch als weibliche Verbinderhälfte bezeichnet). Der Steckverbinder umfaßt einen Innneleiter (in der folgenden Beschreibung auch als Mittelstift bezeichnet). Koaxial zum Innenleiter liegt der Außenleiter (in der folgenden Beschreibung auch als männliche/weibliche Schale bezeichnet).
Die BNC-Verbinder sind ohne weiteres im Handel erhältlich, relativ kostengünstig (als RF-Verbinder funktionieren), und all die verschiedenen Versionen (so lange die charakteristische Impedanz die gleiche ist) können miteinander zusammengepaßt werden. Der BNC-Verbinder ist wahrhaftig das Arbeitspferd der Elektronikindustrie.
Trotz seiner Beliebtheit weist der BNC-Verbinder einige beträchtliche Nachteile auf, wenn er für einige elektronische Testgeräte, wie z. B. Hochfrequenzoszilloskope, die in der Produktpalette die ersten Plätze belegen, als ein Verbinder des Instrumentengrades verwendet wird. Er weist reaktive Diskontinuitäten bei hohen Frequenzen auf. Das heißt, daß er über bestimmten Frequenzen nicht mehr mit der charakte ristischen Impedanz von 50 Ohm der koaxialen Übertragungsleitung, zu der er erwartungsgemäß gehören soll, übereinstimmt. Selbst der mit größter Sorgfalt installierte Millimeterspezifikations-Klemmentyp-BNC-Verbinder ist als eine Diskontinuität auf einem TDR (TDR = Time Domain Reflectometer = Zeitbereichsreflektometer) von selbst der bescheidensten Bandbreite extrem sichtbar. Außerdem neigt er dazu, über, sagen wir etwa 500 MHz zu lecken (aus seinen zusammenpassenden Oberflächen abzustrahlen). Abschließend, da er ausschließlich auf einer intern vorgesehenen Federspannung beruht, um seine Teile zusammenzuziehen, kann er, wenn er unter einer extern angelegten Spannung steht, den zusammengepaßten Teilen ermöglichen, sich in ausreichender Weise voneinander zu trennen, um die Qualität der Verbindung zu mindern (größere Diskontinuität, mehr Verlust), manchmal bis zu einem Punkt, wo die Verbindung insgesamt unterbrochen wird (speziell, wenn die Teile infolge einer längeren Verwendung abgenutzt sind).
Ein Großteil (doch nicht alle) der Probleme des BNC-Verbinders kann auf Aspekte des Entwurfs der männlichen Hälfte zurückgeführt werden, die sozusagen der Teil ist, der den männlichen Mittelleiterstift aufweist und dem die Vierteldrehung verpaßt wird, während eine gerändelte Schale ergriffen wird, die wir als Bajonettverriegelung bezeichnen. Wir werfen nun einen genaueren Blick auf den herkömmlichen BNC-Verbinder, um besser zu verstehen, warum er diese Probleme aufweist.
Zuerst beziehen wir uns auf 1, die eine Seitenansicht 1 eines Paares von zusammenpassenden BNC-Verbinderhälften 2 und 3 ist. Die Verbinderhälfte 2 ist der weibliche Teil (der am Stift für den Mittelleiter vorbei verläuft, der nicht sichtbar ist), während die Verbinderhälfte 3 der männliche Teil ist. Aus der Zeichnung können wir nicht ersehen, welche Gesamtfunktion der weibliche Teil 2 ausführt; er könnte ein Teil eines „T" sein, dem BNC-Teil eines Kreuzserienadapters, kabel- oder trennwand-montiert sein, doch solche Unterschiede sind nicht von Bedeutung, da der Abschnitt, der gezeigt ist, in allen Fällen identisch ist. Der männliche Teil ist als ein Kabelbefestigungsteil des Klemmentyps dargestellt und auch dabei handelt es sich um eine von vielen Möglichkeiten. Somit ist ein hinterer Abschnitt einer männlichen Schale 10 der Klemmenvielfalt wie das Kabel 11, an dem es befestigt ist, sichtbar.
Der weibliche Teil 2 weist einen verringerten Durchmesserabschnitt 5 auf, über dem der männliche Teil gleitet. Während dieser Aktion tritt der männliche Mittelstift in den weiblichen Mittelstift (der bei dieser Ansicht nicht sichtbar ist) ein, während spiralförmige Rillen 7 mit den Stiften 6 für die Vierteldrehung Eingriff nehmen (eine weitere Rille 7 und ein Stift 6 befinden sich auf der Rückseite des gezeigten Teils). Eine Klinke 8 in der spiralförmigen Rille 7 nimmt mit dem Stift 6 Eingriff, wodurch eine spontane Außereingriffnahme verhindert wird, indem vorausgesetzt wird, daß eine gewisse Torsionskraft an den Verbinder angelegt wird, um die Wirkung der Klinke aufzuheben. Eine Federwirkung, die nachstehend beschrieben werden soll, kooperiert beim Erzeugen dieses Verhaltens mit der Klinke und dem Stift 6. Ein gerändelter Ring auf einer Bajonettverriegelung 9 unterstützt die Ausführung der Vierteldrehung, die zum Verbinden und Lösen der Verbinderhälften notwendig ist.
Es wird nun auf 2 Bezug genommen, die eine auseinandergenommene Ansicht der BNC-Verbinderhälften von 2 ist. Unter Berücksichtigung, daß die BNC-Verbinder auf unterschiedliche Weisen gemäß der Präferenz eines Herstellers hergestellt werden, können wir trotzdem die Grundmechanismen begreifen, die bestimmte Problempunkte des BNC-Verbinders begründen, die vorstehend aufgeführt wurden.
Es ist zu beachten, daß der weibliche Verbinderabschnitt 2 einen weiblichen Mittelstift 13 umfaßt, der mittig angeordnet und durch eine Teflonhülse 15 festgehalten wird. Die Hülse 15 weist einen abgestuften Durchmesser an der Vorder seite auf, der mit einer entsprechenden Schulter in einer weiblichen Schale (4, 5) Eingriff nimmt. Die Hülse 15 ist von der Rückseite entweder durch eine Rolle mit oder ohne eine Beilagscheibe oder, wie gezeigt ist, durch eine Klemmutter 14 gesichert. (Bei dieser Figur haben wir uns dazu entschlossen, die Verbinderhälfte 2 eine trennwandmontierte An-das-Kabel-geklemmte-Anordnung zu sein lassen, was nur ein Beispiel ist.) Die Teflonhülse 15 weist einen verringerten Durchmesserabschnitt 22 auf, der gleich von Interesse sein wird.
Es wird nun auf die männliche Verbinderhälfte 3 Bezug genommen. Als eine Anordnung umfaßt sie eine Teflonhülse 20, deren hinterer Abschnitt eine kleine Durchmesserbohrung aufweist, die einen männlichen Mittelstift 19 mittig positioniert und unterstützt, und deren vorderer Abschnitt eine größere Durchmesserbohrung 23 aufweist, die dimensioniert ist, um gerade über den verringerten Durchmesserabschnitt 22 der Hülse 15 schlüpfen zu können.
Ein weiterer Aspekt der männlichen Verbinderhälfte 3, der von Interesse ist, sind die Beilagscheiben 16 und 18, zwischen denen die Federscheiben 17 angeordnet sind. Wenn die gerändelte männliche BNC-Bajonettverriegelung 9 zusammengebaut ist, wird sie unverlierbar an der männlichen BNC-Schale 21 befestigt. Die BNC-Schale 21 weist eine Ansammlung von Schlitzen auf, die dem Ende, das in die weibliche Schale 5 eintritt, eine federnde Qualität verleihen.
Es folgt nun eine Beschreibung, wie die BNC-Schale 21 an der Bajonett-Verriegelung 9 unverlierbar befestigt wird. Die Beilagscheibe 18 ordnet sich selbst mittig an und wird durch eine Schulter 24 der männlichen Schale 21 festgehalten (oder die Beilagscheibe 18 wird geteilt, so daß sie in eine Rille 24 einschnappen kann), während sich die Außenseite der Beilagscheibe 16 innerhalb eines Hohlraums auf der Rückseite der Bajonettverriegelung 9 mittig anordnet, während ihre Innenseite über den äußeren Durchmesser der männlichen Schale 21 gleitet. Ein Rollen einer Kante in der hinteren Seite der Bajonettverriegelung 9 befestigt die Beilagscheibe 16 unverlierbar im Hohlraum. Ferner kann die Bajonettverriegelung 9 aufgrund einer abgestuften Schulter 24 nicht von der männlichen Schale nach hinten abgleiten. Zwischen den zwei Beilagscheiben 16 und 18 befinden sich eine oder mehrere Federscheiben 17, die die Beilagscheiben 16 und 18 auseinanderschieben. Daneben ziehen sie die Bajonettverriegelung 9 in die Richtung des Pfeils 25 nach hinten, wenn die Verbinderhälften zusammengepaßt sind. Dabei handelt es sich um die intern vorgesehene Federspannung, die die Klinke 8 gegen den Stift 6 in Eingriff hält, und setzt voraus, daß ein Drehmoment überwunden werden muß, um die Verbinder zu entriegeln. Leider kann durch Ziehen an dem Kabel 11 (siehe 1) in die Richtung des Pfeils 25 oder ein anderweitiges Veranlassen einer externen Spannung, die die zwei Verbinderhälften auseinandertreibt, die interne Federspannung (anhand der Federscheiben 17) überwunden werden, die die Verbinderhälften zusammenhält. Eine ausreichende Spannung komprimiert die federnden Beilagscheiben 17, während sie nachgeben, und die Verbinderhälften werden leicht auseinandergezogen.
Es gibt zwei grundlegende Aspekte, die wir herausstreichen möchten. Erstens tritt das verjüngte Ende des männlichen Mittelstifts 19 in ein Schlitzende des weiblichen Stifts 13 ein und treibt gewöhnlicherweise jene geschlitzten Abschnitte leicht auseinander, um einen guten Kontakt herzustellen. Während der Verbinder sich abnutzt, wird die Elastizität in dem geschlitzten weiblichen Stift verringert, so daß ein leichtes Herausziehen des männlichen Stifts die Widerstandsqualität der Verbindung mindern kann. Bei höheren Frequenzen, während das Herausziehen stattfindet, ist es gleichermaßen schlecht, wenn eine kurze Länge in Erscheinung tritt, über der eine Abnahme des Durchmessers stattfindet. (Das heißt, daß der männliche und der weibliche Mittelstift den gleichen Außendurchmesser aufweisen, und wenn sie vollständig zusammengepaßt sind, sind kreisförmige Oberflächen vorhanden, die einander Schulter an Schulter berühren. Wenn dies geschieht, tritt keine oder eine sehr geringe effektive Veränderung des Außendurchmessers der kombinierten Mittelstifte ein.) Eine ähnliche Zunahme des effektiven Durchmessers des äußeren Verbinders tritt ebenfalls auf, während das Ende der männlichen Schale von der Schulter in der weiblichen Schale, auf der sie sitzt, weggezogen wird. Diese Veränderungen sind von Bedeutung, da die charakteristische Impedanz einer koaxialen Übertragungsleitung das Verhältnis des Außendurchmessers des Mittelleiters und des Innendurchmessers des äußeren Leiters involviert, das durch die dielektrische Konstante zwischen denselben gemäßigt wird. Wenn der männliche Mittelstift 19 leicht aus dem weiblichen Stift 13 herausgezogen wird, tritt eine kurze Länge einer Durchmesserverringerung an der gleichen Position sowie eine kurze Länge eines Anstiegs des Außendurchmessers ein, und diese doppelte Panne tritt als eine sehr definitive Diskontinuität in Erscheinung.
Ähnliches Pech passiert in Verbindung mit den Teflonhülsen 15 und 20. Üblicherweise wären der verringerte Durchmesserabschnitt 22 der Hülse 15 die exakte Ergänzung des großen Durchmesserabschnitts 23 der Hülse 20. Die Idee ist, daß, wenn sie zusammengepaßt sind, ihre Kanten verschwinden, wie sie dies zuvor waren, und die zwei Teile als ein einziger Teil des stets vorhandenen Materials des richtigen Durchmessers dienen. (Das Verbinden der Mittelleiterstifte soll nach der gleichen Idee funktionieren.) Dies scheitert, wenn die Verbinderhälften auseinandergezogen werden, wodurch eine Diskontinuität aufgrund einer Position der geänderten dielektrischen Konstante erzeugt wird. Ferner stellt das Vorhandensein des Teflons in erster Linie so etwas wie ein Problem dar, da es schwierig ist, das Material auf die Toleranzen maschinell zu bearbeiten, die notwendig sind, um die Magie der verschwindenden Kanten in zuverlässiger Weise auszuführen. Auch ist es das Teflon, das die Mittelleiterstifte in ihren richtigen Positionen halten soll, jedoch kann es keine engen Toleranzen einhalten. Speziell da das Teflon in kaltem Zustand so einfach fließt, weist selbst ein brandneuer, jedoch insbesondere ein gebrauchter Verbinder Teflonhülsen 15 und 20 auf, die beträchtliche Anomalien beim Zusammenpassen aufweisen und für dieselben verantwortlich sind.
Die US 4,426,127 A beschreibt einen koaxialen Verbinder, der eine männliche Hälfte mit herkömmlichen Aufbau und eine weibliche Hälfte mit einem ringförmigen elektrischen Kontaktbauglied aufweist. Das ringförmige elektrische Kontaktbauglied ist eine Feder und ist wirksam, um einen kontinuierlichen, kreisförmigen, äußeren Leiterkontakt zu bilden. Die Innenleiter der Verbinderhälfte sind durch kreisringförmige Abstandhalter aus einem dielektrischen Material gehalten und von einem äußeren Leiterbauglied elektrisch isoliert.
Es wäre wünschenswert, wenn es einen Präzisions-BNC Verbinder gäbe, dessen männliche und weibliche Abschnitte mit ihren herkömmlichen Gegenstücken zusammenpassen und in zufriedenstellender Weise arbeiten würden, die jedoch, wenn sie mit sich selbst zusammengepaßt sind, eine eindeutig bessere Leistung, bis zu 80 GHz, im Vergleich zu den besten Präzisionstyp-N-Verbindern erbringen. Wie soll dies aber zu bewerkstelligen sein?
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Präzisions-BNC-Verbinder mit einer weiblichen BNC-Verbinderhälfte und einer männlichen BNC-Verbinderhälfte zu schaffen, bei denen der Innenleiter auf einfach Art über ein isolierendes Element gehalten wird, wobei sowohl die weibliche BNC-Verbinderhälfte als auch die männliche BNC-Verbinderhälfte mit einem herkömmlichen Gegenstück verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine weibliche BNC-Verbinderhälfte gemäß Anspruch 1 und eine männliche BNC-Verbinderhälfte gemäß Anspruch 5 gelöst.
Eine Lösung für das Problem des schlechten RF-Verhaltens beim herkömmlichen BNC-Verbinder ist, zuerst die Verwendung von Teflon zugunsten eines Luftdielektrikums in der Nähe der zusammenpassenden Teile aufzuheben und die männlichen und weiblichen Mittelstifte weiter hinten im Körper des Verbinders zu unterstützen, wobei andere bewährte dielektrische Materialien verwendet werden, die aus dem Präzisions-Typ-N-Verbinder oder von einem anderen 7-mm-RF-Verbinder geliehen sind. Anschließend liefert eine unverlierbare gerändelte Drehmutter eine positive Verschiebung und die zum Zusammenziehen der bereits zusammengepaßten männlichen und weiblichen Verbinderhälften erforderliche Spannung anstelle der herkömmlichen Federspannung. Es ist das Aufsitzen der männlichen Schale in der weiblichen Schale, das der positiven Verschiebung und der Spannung, die durch die gerändelte Drehmutter geliefert wird, Widerstand entgegenbringt, wodurch sichergestellt wird, daß sich die zwei Verbinderhälften tatsächlich in Kontakt zueinander befinden und daß die Kanten der Oberflächen, die für einen reibungslosen Betrieb verschwinden müssen, tatsächlich verschwinden. Die zusammenpassenden Mittelleiter sind innerhalb ihrer Schalen fest angebracht und sitzen gleichzeitig mit den Schalen aufeinander auf. Der grundlegende Bajonettverriegelungsmechanismus wird einbehalten, so daß jede Hälfte des neuen Verbinders mit den Hälften des anderen Geschlechts von herkömmlichen BNC-Verbindern zusammenpaßt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines zusammengepaßten Paares von weiblichen und männlichen BNC-Verbinderhälften des Stands der Technik;
2 eine auseinandergenommene Ansicht der BNC-Verbinderhälften von 1 des Stands der Technik;
3 eine auseinandergenommene Ansicht von männlichen und weiblichen Präzisions-BNC-Verbinderhälften, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert sind;
4 eine weggeschnittene Seitenansicht eines nicht-zusammengepaßten Paares der männlichen und weiblichen Präzisions-BNC-Verbinderhälften von 3;
5 eine weggeschnittene Seitenansicht eines teilweise zusammengepaßten Paares der männlichen und weiblichen Präzisions-BNC-Verbinderhälften von 3; und
6 eine weggeschnittene Seitenansicht eines vollständig zusammengepaßten Paares der männlichen und weiblichen Präzisions-BNC-Verbinderhälften von 3.
Es wird nun Bezug auf 3 genommen, wo eine auseinandergenommene Ansicht 36 eines Präzisions-BNC-Verbinders mit einem weiblichen Abschnitt 27 und einem männlichen Abschnitt 28 gezeigt ist. Wir wollen mit dem weiblichen Abschnitt beginnen, da er der einfachste ist und seinem herkömmlichen weiblichen BNC-Gegenstück am meisten ähnelt. Es handelt sich dabei um ein trennwandmontiertes Teil, das als Präzisions-BNC mit einem APC-3,5-Kreuzserienadapter dient, und es wird ohne weiteres klar, daß andere Gesamtkonfigurationen (z. B. kabelmontierte) unter den Schutzbereich der Erfindung fallen. Der weibliche Abschnitt 27 umfaßt eine weibliche Schale 30 mit den üblichen Bajonettstiften 29. Zu beachten sind der weibliche Mittelstift 31 und der Mittelleiter 33. Sie werden aneinandergeschraubt, nachdem ein einen verringerten Durchmesser aufweisender Abschnitt auf einem Stift 31 durch einen 7-mm-Mittelleiter-Stützwulst 32 gelangt ist. Der Stützwulst 32 paßt genau auf eine Schulter (siehe Bezugszeichen 70 in 4 bis 6) in der weiblichen Schale 30 und wird durch eine weibliche APC-3,5-Schale 34 festgehalten, die in die Rückseite der weiblichen BNC-Schale 30 eingeschraubt wird.
An diesem Punkt sind mehrere Dinge zu beachten. Erstens sind der 7-mm-Mittelleiter-Stützwulst, der Mittelleiter 33 und die weibliche APC-3,5-Schale 34 herkömmliche Teile, die bereits bei anderen Verbindern oder Kreuzserienadaptern verwendet werden. Der weibliche BNC-Stift 31 ist in der gleichen Weise montiert wie der Präzisions-Typ-N-Verbinder, obwohl dieser für einen BNC dimensioniert ist. Die weibliche BNC-Schale 30 ist vorzugsweise aus einer rostfreien Stahllegierung (wie z. B. Typ 303 ATSM A 582-Bedingung „A") und nicht aus plattiertem Messing gefertigt. Das Nichtvorhandensein von beliebigen Teflonteilen im weiblichen Ab schnitt 27 ist zu beachten. Mit Ausnahme des 7-mm-Mittelleiterstützwulst 32 handelt es sich um einen Verbinder mit Luftdielektrikum.
Beachten wir nun den männlichen Abschnitt 28. Er umfaßt eine mit einem Gewinde versehene Bajonettverriegelung 36 mit einer spiralförmigen Rille 37, die dem herkömmlichen männlichen BNC-Verbinder ähnlich ist. Das innere Ende der spiralförmigen Rille umfaßt auch eine Klinke 38, die in ihrer Form und grundlegenden Funktion ebenfalls ähnlich ist, wie dies beim herkömmlichen männlichen BNC-Verbinder anzutreffen ist.
Zu beachten ist die männliche Schale 39, deren hinteres Ende ein Hohlzylinder ist, über den die Bajonettverriegelung 36 gleitet. Nach der Fasson bei dem Präzisions-Typ-N-Verbinder weist die Schale 39 keine Schlitze auf, wie dies bei der herkömmlichen männlichen BNC-Schale der Fall ist, sie sondern bleibt ein ungeschlitzter Zylinder. Während die Bajonettverriegelung 36 über die männliche Schale 39 gleitet, gleitet ein Paar von Klauen oder Mitnehmern 40 in die Schlitze 41. (Auf jeder Seite ist eine Klaue und ein Schlitz vorhanden, und nur ein Paar ist sichtbar.) Sobald die Verriegelung 36 und die Schale 39 ineinander zusammengeglitten sind, kann ein C-Ring 42 in einer Rille im Körper der Schale 39 eingebaut werden. Dadurch wird bewirkt, daß der Bajonettverrieglung 36 ermöglicht wird, um einen kleinen Betrag vor- und zurückzugleiten, der ausreicht, um die für die spiralförmige Rille 37 notwendige Verschiebung zu liefern, um die Klinke 38 während des Zusammenpassens zu schützen, die ansonsten aber die Bajonettverriegelung 36 unverlierbar auf der männlichen Schale 39 festhält. Dies geschieht, weil der nach außen gerichtet Haken in der Klaue 40 mit dem C-Ring 42 interferiert, währen sich der Rest der Klaue, der in den Grenzen der Ausnehmung 41 gleitet, unter dem C-Ring bewegt.
An diesem Punkt wird klar, wie ein Teil des Verbinders arbeitet. Die männliche Schale 39 tritt in das innere Ende der weiblichen Schale 30 ein. Das ringförmige Ende 51 der männlichen Schale 39 sitzt auf einem Sockel in der weiblichen Schale 30 auf, wodurch eine gute Außenleiterverbindung (der Verschwinde-Verbindung-Trick) geliefert wird, vorausgesetzt, daß eine geeignete Komprimierungskraft aufgewendet werden kann. Desgleichen durchdringt ein männlicher Mittelstift 47 den weiblichen Mittelstift 31 um einen vorbestimmten Betrag, falls Vorkehrungen getroffen worden sind, daß derselbe in der männlichen Schale 39 in einer ordnungsgemäßen Position getragen wird. Es folgt nun eine Beschreibung dessen, wie dies bewerkstelligt wird, und es gilt wiederum zu beachten, daß kein Teflon verwendet wird.
Erneut leihen wir uns den bestehenden 7-mm-Mittelleiter-Stützwulst. Er tritt in der Figur als Element 48 in Erscheinung und ist eine zweite Instanz des Elements 32. Genauso wie bei der weiblichen BNC-Hälfte 27 weist der männliche Mittelleiterstift 47 einen mit einem verringerten Durchmesser versehenen Abschnitt auf, der sich durch den Stützwulst 48 bewegt und mittels Gewinde (in diesem Fall) mit einem anderen weiblichen APC-3.5-Mittelleiter 49 (der mit dem Teil 33 identisch sein kann) Eingriff nimmt. Eine andere weibliche APC-3.5-Schale 50 wird in die Rückseite der männlichen Schale 39 eingeschraubt und hält den Stützwulst (und auch die Mittelleiterstifte 47 und 49) eingepaßt gegen eine mit einer Schulter (siehe Bezugszeichen 72 in 4 bis 6) versehene Ausnehmung in der männlichen Schale 39. Es wird auch darauf hingewiesen, daß die männliche BNC-Verbinderhälfte 28 eine andere Art eines Verbinders, neben dem BNC mit einem APC-3,5-Kreuzserienadapter, sein kann, der gezeigt ist. Er könnte z. B. ein kabelmontierter Klemmentyp-Verbinder sein oder an andere Serien, wie Z. B. den Typ N, angepaßt sein.
Nun sind also alle Mittelleiter axial positioniert, und die Bajonettverriegelung 36 kann mit den Bajonettstiften 29 Eingriff nehmen, die Mittelleiterstifte 47 und 31 nehmen Eingriff und die männliche BNC-Schale 39 tritt in die weibliche BNC-Schale 30 ein. Die übliche Vorwärtsbewegung, die mit einer Vierteldrehung einhergeht, wird ausgeführt, um die Bajonettstifte 29 bis zur spiralförmigen Rille 37 und in die Nähe der Klinke 38 zu bringen. Was nun notwendig ist, ist etwas, das den Platz der Feder einnehmen soll und den Bajonettmechanismus richtig in Eingriff hält, wobei die Klinke 38 verwendet wird.
Nun wird die gerändelte Drehmutter 46 berücksichtigt. Es ist zu beachten, daß sie ein Innengewinde aufweist. Es ist ebenfalls zu beachten, daß die Bajonettverriegelung 36 ein Außengewinde 53 aufweist. Die gerändelte Drehmutter 46 wird in das Gewinde 53 eingeschraubt. Die Rückseite 54 der Drehmutter weist eine Öffnung eines verringerten Durchmessers auf, der gegen die Schulter 52 aufsitzt. Es wird darauf hingewiesen, dass, sobald dies geschehen ist (das Aufsitzen), eine weitere Rotation in die gleiche Richtung (wodurch eine erhöhte Gewindeeingriffnahme erzeugt wird) die Bajonettverriegelung 36 zur männlichen Schale 39 in die Richtung des Pfeils 43 zieht. Wir werden gleich direkt auf die Auswirkung desselben zurückkommen, jedoch wollen wir zuerst die gerändelte Drehmutter 46 unverlierbar befestigen, so daß nichts auseinanderfällt. Durch den Schnappring 45, der angebracht wird, nachdem die Drehmutter in Position gebracht worden ist, wird sie unverlierbar befestigt. Der Schnappring nimmt mit der Rille 44 Eingriff und bleibt an dieser Stelle, bis er ausgebaut wird. Er ermöglicht der geränderten Drehmutter 46, durch Daumen und Zeigefinger gedreht zu werden, verhindert jedoch, daß dieselbe um mehr als einen geringen Betrag vor- und zurückbewegt werden kann.
So verhält es sich, daß, wenn der Operator eine CW-Drehung (von hinten betrachtet) an die gerändelte Drehmutter anwendet, er den Verbinder festzieht, indem die Verriegelung 36 dazu gebracht wird, sich in die Richtung des Pfeils 43 über den äußeren Abschnitt der männlichen Schale 39 zu bewegen.
Die Stifte 29 sind jedoch (einer Annahme zufolge) mit den Klinken 38 in Eingriff. Dies bewirkt, daß die männliche Schale 39 in die weibliche Schale 30 entlang der Richtung des Pfeils 55 geschoben wird. Diese hält so lange an, bis die kreisförmige Oberfläche 51 in der weiblichen Schale 30 aufsitzt. An diesem Punkt, sobald ein übriges Spiel durch ein leichtes weiteres Drehen der Drehmutter herausgedreht wird, ist der Verbinder fest und kann nicht einmal seitlich verwackelt werden. Dies ist für die RF-Verbindung sehr gut, da: (1) die kreisförmige Oberfläche 51 aufsitzt und (2) die Mittelleiterstifte 47 und 31 alle gleichzeitig einen Schulter-an-Schulter-Kontakt mit ihren Höchstdurchmessern (der Trick der verschwindenden Kante) erreichen. In diesem Zustand werden sie dann unter Aufbringung einer beträchtlichen Komprimierungskraft festgehalten.
Um den Verbinder wieder zu zerlegen, wird die gerändelte Drehmutter 46 um eine Viertel-CCW-Drehung gedreht und die Bajonettverriegelung dann zerlegt, wobei in der üblichen Weise eine Vierteldrehung angewendet wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Präzisions-BNC-Verbinderhälften 27 und 28 jeweils mit Standard-BNC-Verbindern des anderen Geschlechts zusammenpassen. Dies ist darin begründet, daß die Geometrie des Bajonettmechanismus identisch ist, wie dies auch die Innen- und Außendurchmesser sind, die die koaxiale Übertragungsleitung bilden, die der Verbinder nachzuahmen versucht. Das Nichtvorhandensein von Teflon erzeugt weder eine Interferenz noch besteht ein Problem mit den nichtgeschlitzten Schalen (Präzisions-Typ-N weist die gleichen Probleme bei den Nichtpräzisions-Typ-N-Teilen auf). Von dieser Mischkombination kann man kein besonders hohes elektrisches Verhalten erwarten, aber es „funktioniert", was ein beträchtlicher Nachteil wäre, wenn dies nicht der Fall wäre, und was bedeuten würde, daß man ihn kaum als BNC-Verbinder bezeichnen könnte.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen, die eine Querschnittsansicht 56 der nichtzusammengepaßten männlichen und weiblichen Präzisions-BNC-Verbinderhälften 28 und 27 ist. Bei dieser und den nachstehenden Figuren weisen identische Elemente identische Bezugszeichen auf. Die Figur ist beispielsweise dabei von Nutzen, um zu sehen, wie die 7-mm-Mittelleiter-Stützwulste 48 und 32 ihre Mittelleiter unterstützen und wie die jeweiligen Wulste exakt ausbaubar in dem Körper der zugeordneten Verbinderhälfte befestigt sind. Dies ist ganz wichtig, da die Verbindermittelstifte manchmal zerstört (mit einer beschädigten anderen Hälfte oder mit einem Teil, der einen größer dimensionierten Mittelleiter für eine andere Z₀ ... . aufweist, zusammengepaßt werden) und ausgetauscht werden müssen.
Ein zusätzlicher Aspekt ist in 4 ohne weiteres erkennbar. Zu beachten sind die Positionen der kreisförmigen Oberfläche 51 und der Oberfläche 57 in der weiblichen Schale 27, auf der die kreisförmige Oberfläche 51 aufsitzt, wenn die Verbinderhälften zusammengepaßt und dann befestigt werden.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, die eine Querschnittsansicht 58 ähnlich jener von 4 ist, mit der Ausnahme, daß die Verbinderhälften teilweise zusammengepaßt sind. Es ist zu beachten, wie sich die kreisförmige Oberfläche 51 der Oberfläche 57 genähert hat, während der männliche Mittelstift 47 gleichzeitig den weiblichen Mittelstift 31 durchdrungen hat. Der Zwischenraum zwischen der kreisförmigen Oberfläche 51 und der Oberfläche 57 ist gleich dem Zwischenraum 59 zwischen den zwei Mittelstiften 47 und 31. (In Verbindung mit diesen Zwischenräumen wird darauf hingewiesen, daß ein kleiner Teil des Gewindes 53 vorhanden ist, der noch nicht unter die gerändelte Drehmutter 56 gezogen worden ist.) Diese Zwischenräume verschwinden gleichzeitig und teilen sich doch die Komprimierungskraft, die durch die gerändelte Drehmutter 46 geliefert wird. Dies ist bei der Minimierung der Sichtbarkeit bezüg lich einer Hochfrequenz (RF) der physischen Verbindung zwischen den Verbindern von Bedeutung.
Abschließend wird auf 6 Bezug genommen. Sie ist eine Querschnittsansicht 60, die der Ansicht 58 von 5 ähnelt. Der Unterschied ist, daß das Zusammenpassen vollständig erreicht und die Drehmutter festgezogen worden ist. Es ist zu beachten, daß kein Zwischenraum mehr zwischen den Oberflächen 51 und 57 vorhanden ist und daß der Zwischenraum 59 verschwunden ist. Es ist ebenfalls zu beachten, daß sich das gesamte Gewinde 53 nun in der Drehmutter 56 befindet, was die Tatsache untermauert, daß es die Verschiebung der Drehmutter 46 auf dem Gewinde 53 ist, die die Kraft liefert, die die Verbinderhälften fest zusammenhält, sobald die Stifte 29 mit der Klinke 38 Eingriff genommen haben. (Leider sind diese Stifte und die Klinke in den weggeschnittenen Ansichten von 4, 5 und 6 nicht sichtbar.)

Claims

Weibliche BNC-Verbinderhälfte (27), die folgende Merkmale aufweist: eine weibliche BNC-Verbinderschale (30) mit einer Bohrung, die sich von einem ersten Ende der Verbinderschale (30) zu einem zweiten Ende der Verbinderschale (30) erstreckt, wobei die Verbinderschale (30) in der Nähe des ersten Endes Bajonettstifte (29) aufweist, und wobei die Bohrung an einem dem ersten Ende der Verbinderschale (30) abgewandten Abschnitt eine Schulter (70) aufweist; eine mit einer zentralen Öffnung versehene, isolierende Stützscheibe (32), die in der Bohrung angeordnet ist und an der Schulter (70) anliegt; ein mit einem Gewinde versehenes Sicherungsbauglied (34), das in die Bohrung an dem zweiten Ende der Verbinderschale (30) eingeschraubt ist und die Stützscheibe (32) gegen die Schulter (70) drückt; einen mit einem Gewinde versehenen weiblichen Mittelleiterstift (31), der in der Bohrung und in der zentralen Öffnung angeordnet und koaxial gehalten ist; und einen mit einem Gewinde versehenen Verbindungsmittelleiter (33), der durch eine Bohrung in dem Sicherungsbauglied (34) koaxial verläuft und mit dem weiblichen Mittelleiterstift (31) verschraubt ist, wodurch der Mittelleiterstift (31) und der Verbindungsmittelleiter (33) durch die Stützscheibe (32) unterstützt sind.
Weibliche BNC-Verbinderhälfte gemäß Anspruch 1, bei der das Sicherungsbauglied (34) eine weibliche APC-3,5-Verbinderschale aufweist und der Verbindungsmit telleiter einen weiblichen APC-3,5-Mittelleiterstift aufweist.
Weibliche BNC-Verbinderhälfte gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das Sicherungsbauglied (34) eine Klemmentyp-Kabelanbringung aufweist.
Weibliche BNC-Verbinderhälfte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Sicherungsbauglied (34) eine Verbinderschale einer anderen Serie von RF-Verbindern aufweist und der Verbindungsmittelleiter (33) einen Mittelleiterstift aufweist, der dieser Serie angehört.
Männliche BNC-Verbinderhälfte (28), die folgende Merkmale aufweist: eine männliche BNC-Verbinderschale (39) mit einer Bohrung, die sich von einem ersten Ende der Verbinderschale (39) zu einem zweiten Ende der Verbinderschale (39) erstreckt, wobei die Verbinderschale (39) in der Nähe des ersten Endes einen Zylinder zum Einfügen in eine weibliche BNC-Verbinderschale mit Bajonettstiften bildet, und wobei die Bohrung an einem dem ersten Ende der Verbinderschale (39) abgewandten Abschnitt eine Schulter (72) aufweist; eine mit einem Außengewinde (53) versehene Bajonettverriegelung (36), die spiralförmige Rillen (37) aufweist, die in Klinken (38) enden, um mit den Bajonettstiften Eingriff zu nehmen, wenn der Zylinder der Verbinderschale (39) in eine weibliche BNC-Verbinderschale eintritt, wobei die Bajonettverriegelung (36) an der männlichen BNC-Verbinderschale (39) und über dem Zylinder derselben gleitend und nichtdrehbar angebracht ist; eine mit einer zentralen Öffnung versehene, isolierende Stützscheibe, die in der Bohrung angeordnet ist und an der Schulter (72) anliegt; ein mit einem Gewinde versehenes Sicherungsbauglied (50), das in die Bohrung an dem zweiten Ende der Verbinderschale (39) eingeschraubt ist und das die Stutzscheibe (48) gegen die Schulter (72) drückt; einen mit einem Gewinde versehenen männlichen Mittelleiterstift (47), der in der Bohrung und in der zentralen Öffnung angeordnet und koaxial gehalten ist; einen mit einem Gewinde versehenen Verbindungsmittelleiter (49), der durch eine Bohrung in dem Sicherungsbauglied (50) koaxial verläuft und mit dem männlichen Mittelleiterstift (47) verschraubt ist, wodurch der Mittelleiterstift (47) und der Verbindungsmittelleiter (49) durch die Stützscheibe (48) unterstützt sind; wobei die männliche BNC-Verbinderschale (39) eine externe Schulter (52) in der Nähe des ersten Endes aufweist; und eine Drehmutter (46) mit einer Bohrung mit einem Innengewinde, die einen verringerten Durchmesser an einem Ende aufweist, das exakt über die Außenseite der männlichen BNC-Verbinderschale (39) nahe der externen Schulter (52) und in eine Richtung, die von dem Sicherungsbauglied (50) zu dem Zylinder der Verbinderschale (39) verläuft, gleitet, in einer Ausrichtung, in der sich das Innengewinde über die externe Schulter (52) bewegt und mit dem Außengewinde der Bajonettverriegelung rotierbar Eingriff nimmt.
Männliche BNC-Verbinderhälfte gemäß Anspruch 5, bei der die Drehmutter (46) zylindrisch ist und auf dem männlichen BNC-Verbinder unverlierbar angebracht ist.
Männliche BNC-Verbinderhälfte gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der das Sicherungsbauglied (39) eine weibliche APC-3,5-Verbinderschale aufweist und der Verbindungsmittelleiter einen weiblichen APC-3,5-Mittelleiterstift aufweist.
Männliche BNC-Verbinderhälfte gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der das Sicherungsbauglied (39) eine Kabelanbringung des Klemmentyps aufweist.
Männliche BNC-Verbinderhälfte gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der das Sicherungsbauglied (39) eine Verbinderschale einer anderen Serie von RF-Verbindern aufweist und der Verbindungsmittelleiter einen Mittelleiterstift aufweist, der dieser Serie angehört.