DE1490133C

DE1490133C - Coaxial coupling piece

Info

Publication number: DE1490133C
Authority: DE
Inventors: John Harold Birmingham Johnston William Albert Southfield Mich Bryant (V St A)
Original assignee: Omm Spectra Inc, Detroit, Mich (V St A)
Publication date: 1971-08-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koaxial-Kupplungsstück mit einem in einem Isolierteil eingeschlossenen Innenleiter und einem rohrförmigen Außenleiter, bei dem mindestens ein Leiter eine Querschnittsveränderung zur Verankerung mit dem Isolierteil aufweist.The invention relates to a coaxial coupling piece with an inner conductor enclosed in an insulating part and a tubular one Outer conductor, in which at least one conductor has a change in cross section for anchoring with the Has insulating part.

Es ist ein Hochfrequenz-Kupplungsstück bekannt, bei dem zur Verankerung des rohrförmigen Außenleiters am Isolierteil der Außenleiter mit Durchbrüchen versehen ist, durch die die Isoliermasse des Isolierteils dringt. Der Innenleiter besitzt eine allmählich sich erweiternde Querschnittsfläche. Dadurch ist der Innenleiter gegenüber dem Isolierteil jedoch nur in einer Richtung axial gesichert, so daß sich bei wiederholten Verbindungs- und Trennvorgängen des Paares des Kupplungsstücks wenigstens in einer Richtung eine axiale Bewegung des Innenleiters möglich ist. Dies gilt vor allem dann, wenn der Isolierteil aus verhältnismäßig glattem, reibungslosem Material, beispielsweise Polytetrafluoräthylen besteht.A high-frequency coupling piece is known in which the tubular outer conductor is anchored on the insulating part of the outer conductor is provided with openings through which the insulating mass of the Insulating part penetrates. The inner conductor has a gradually widening cross-sectional area. This is however, the inner conductor is only axially secured in one direction with respect to the insulating part, so that when repeated connecting and disconnecting operations of the pair of the coupling piece in at least one Direction an axial movement of the inner conductor is possible. This is especially true when the insulating part made of relatively smooth, frictionless material, such as polytetrafluoroethylene.

Es ist ferner eine Halterungsanordnung für den Innenleiter eines als lösbare Leitungsverbindung ausgebildeten Koaxialleitungsabschnittes bekannt. Innen- und Außenleiter, die als kurze Leitungsstücke ausgeführt sind, sind über ein Isolierstützteil miteinander verbunden. Der hülsenförmige Außenleiter weist Durchbrüche auf, die mit Isoliermasse des Stützteils ausgefüllt sind. Gegenüber dem Stützteil ist der Innenleiter durch eine Querschnittsverringerung, in die das Stützteil hineingreift, verankert. Nun haben derartige Querschnittsverringerungen oder -erweiterungen, die zur Sicherung eines Leiters gegenüber dem Isolierteil dienen, den Nachteil, daß sie zu Unstetigkeiten im Wellenwiderstand des Kupplungsstückes führen, die Reflexionen hervorrufen. It is also a mounting arrangement for the inner conductor of a detachable line connection Known coaxial line section. Inner and outer conductors, which are designed as short pieces of wire are connected to one another via an insulating support part. The sleeve-shaped outer conductor has Breakthroughs that are filled with insulating compound of the support part. Opposite the support part is the Inner conductor anchored by a cross-section reduction into which the support part engages. Well have such cross-sectional reductions or widenings, which are used to secure a conductor against serve the insulating part, the disadvantage that they lead to discontinuities in the wave resistance of the coupling piece, which cause reflections.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Koaxial-Kupplungsstück mit einem in einem Isolierteil eingeschlossenen Innenleiter und einem rohrförmigen Außenleiter zu schaffen, das einerseits eine hinreichende Verankerung der Leiter gegenüber dem Isolierteil sicherstellt, zum anderen jedoch eine Unstetigkeit des Wellenwiderstandes im Verlauf des Kupplungsstücks weitgehend vermeidet.The invention is therefore based on the object of providing a coaxial coupling piece with an insulating part to create enclosed inner conductor and a tubular outer conductor, on the one hand a Adequate anchoring of the conductor with respect to the insulating part ensures, on the other hand, however, a discontinuity largely avoids the wave resistance in the course of the coupling piece.

Bei einem Kupplungsstück der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stopfen quer zur Achse des Kupplungsstückes in dem Isolierteil und im Bereich der Querschnittsveränderung eingebettet ist und der Stopfen eine derart abweichende Dielektrizitätskonstante aufweist, daß der Wellenwiderstand an dieser Stelle im wesentlichen die gleichen Werte wie im übrigen Leiterbereich aufweist. In a coupling piece of the type mentioned, this object is achieved in that a Plug transversely to the axis of the coupling piece in the insulating part and in the area of the change in cross section is embedded and the plug has such a different dielectric constant that the Characteristic impedance at this point has essentially the same values as in the rest of the conductor area.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kupplungsstücks sind Innen- und/oder Außenleiter wirksam gegen axiale Verschiebungen gesichert, ohne daß es zu einer Unstetigkeit des Wellenwiderstands kommt, was eine Verschlechterung der elektrischen Kennwerte des Kupplungsstücks zur Folge haben würde.With the help of the coupling piece according to the invention, inner and / or outer conductors are effective against axial displacements secured without there being a discontinuity in the wave resistance, which is a Deterioration of the electrical characteristics of the coupling piece would result.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 eine längserstreckte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen koaxialen Kupplungsstücks, bei dem der Innenleiter mit Stecker-Endteilen versehen ist.F i g. 1 is a longitudinally extended sectional view of an inventive coaxial coupling piece in which the inner conductor is provided with plug end parts.

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2,F i g. 2 a section along the line 2-2,

F i g. 3 einen Teil eines Längsschnitts durch eine andere Ausführungsform, die der Ausführungsfonn nach den F i g. 1 und 2 ähnlich ist undF i g. 3 shows part of a longitudinal section through another embodiment, that of the embodiment according to the F i g. 1 and 2 is similar and

F i g. 4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Koaxial-Kupplungsstück, bei dem der Innenleiter mit Hülsen-Endteilen versehen ist.F i g. 4 shows a longitudinal section through a coaxial coupling piece according to the invention, in which the inner conductor is provided with sleeve end parts.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Koaxial-Kupplungsstück 10 enthält einen hohlen, rohrförmigen Außenleiter 12 mit einer zentralen Bohrung 13 von konstantem Durchmesser, einen rohrförmigen, im allgemeinen massiven Isolierteil 14, der innerhalb der Bohrung 13 angeordnet ist und diese Bohrung im wesentlichen ausfüllt, sowie einen metallischen, massiven Innenleiter 16, der sich in einer Bohrung 18 des Isolierteils 14 koaxial zu diesem und koaxial zum Außenleiter 12 erstreckt. Der Isolierteil 14 kann aus einem geeigneten Material mit guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften hergestellt sein. In der bevorzugten Ausführungsform besteht er aus einem Polytetrafluoräthylen oder Polytrifluorchloräthylen.The in the F i g. 1 and 2 shown coaxial coupling piece 10 according to the invention includes a hollow, tubular outer conductor 12 with a central bore 13 of constant diameter, a tubular, generally solid insulating part 14 which is arranged within the bore 13 and this hole substantially fills, as well as a metallic, solid inner conductor 16, which extends in a bore 18 of the insulating part 14 coaxially to this and coaxially to the outer conductor 12. The insulating part 14 can be made of a suitable material with good electrical and dielectric properties be made. In the preferred embodiment, it consists of a polytetrafluoroethylene or Polytrifluorochloroethylene.

Der Außenleiter 12 ist an seinen beiden Enden durch je einen mit verjüngtem Querschnitt ausgeführten Endteil 20 versehen, der seinerseits mit dem entsprechenden Ende des Isolierteils 14 abschließt. Der Innenleiter 19 ist im wesentlichen mit konstantem Querschnitt ausgeführt und schließt an beiden Enden mit einem Stecker-Endteil 22 mit verringertem Querschnitt ab, der über den zugehörigen Endteil 20 hinaus vorsteht und in einer im wesentlichen konischen Spitze ausläuft. An jedem Ende des Außenleiters 12 ist eine Kupplungsmuffe 24 üblicher Konstruktion mit Hilfe eines in einer Ringnut 28 untergebrachten Federringes 26 drehbar angebracht. Die verjüngten Endteile 20 sind von nachgiebigen ringförmigen Dichtscheiben 30 umgeben.The outer conductor 12 is designed at its two ends by one with a tapered cross section End part 20 is provided, which in turn terminates with the corresponding end of the insulating part 14. The inner conductor 19 is designed with a substantially constant cross section and closes at both Ends with a plug end part 22 of reduced cross-section, which extends over the associated end part 20 protrudes out and terminates in a substantially conical tip. At each end of the outer conductor 12 is a coupling sleeve 24 of conventional design with the aid of one accommodated in an annular groove 28 Spring ring 26 rotatably attached. The tapered end portions 20 are of resilient annular shape Sealing washers 30 surrounded.

In der Praxis kann das Kupplungsstück 10 verwendet werden, um zwei koaxiale Bauteile, die beispielsweise eine Koaxialleitung enthalten, miteinander zu verbinden. Die Koaxialleitung (nicht dargestellt) wäre in diesem Fall selbst mit einem Kupplungsstück abgeschlossen, das eine äußere Abschirmung oder einen Außenleiter enthielte, der über den Endteil 20 geschoben werden kann und mit Teilen versehen ist, die mit der Scheibe 30 und dem äußeren Ende des Endteiles 20 sowie durch Gewinde mit der Kupplungsmuffe 24 verbunden werden können. In diesem Fall müßte das Koaxialleitungs-Kupplungsstück einen Innenleiter aufweisen, der in einer freitragenden federnden Hülsenkonstruktion endet (ähnlich wie der in F i g. 4 gezeigte Endteil 22 a des Innenleiters 16 a), um den mit verringertem Querschnitt ausgeführten Steckerteil 22 des Innenleiters 16 erfassen und zugreifend aufnehmen zu können. Es ist zu erkennen, daß beim Trennen und Verbinden des Koaxialkabel-Kupplungsstücks und des Kupplungsstücks 10 auf den Innenleiter 16 im wesentlichen axial gerichtete Kräfte ausgeübt werden, und zwar als Folge der zur Überwindung der Federwirkung des aufnehmenden Innenleiters erforderlichen Kraft. Ohne besondere Verkehrungen kann demnach der Innenleiter 16 und möglicherweise auch der Isolierteil 14 axial verschoben werden, was zu einer Unstetigkeitsstelle zwischen den verbindenden Teilen und einer Beeinträchtigung der elektrischen Kennwerte des Kupplungsstückes 10 führt. Um eine derartige axiale Bewegung zu verhindern, ist der Innenleiter 16 in einer hier gezeigten Weise am Außenleiter 12 verankert.In practice, the coupling piece 10 can be used to connect two coaxial components, which for example contain a coaxial line, to one another. The coaxial line (not shown) would in this case itself be terminated with a coupling piece which would contain an outer shield or an outer conductor which can be pushed over the end part 20 and is provided with parts which are connected to the disk 30 and the outer end of the end part 20 and can be connected to the coupling sleeve 24 by thread. In this case, the coaxial line coupling piece would have to have an inner conductor which ends in a self-supporting, resilient sleeve construction (similar to the end part 22a of the inner conductor 16a shown in FIG. 4 ), around the plug part 22 of the inner conductor 16, which has a reduced cross-section to be able to record and access. It can be seen that when the coaxial cable coupling piece and the coupling piece 10 are separated and connected, essentially axially directed forces are exerted on the inner conductor 16 as a result of the force required to overcome the spring action of the receiving inner conductor. Accordingly, the inner conductor 16 and possibly also the insulating part 14 can be axially displaced without any particular reversal, which leads to a point of discontinuity between the connecting parts and an impairment of the electrical characteristics of the coupling piece 10. In order to prevent such an axial movement, the inner conductor 16 is anchored on the outer conductor 12 in a manner shown here.

Der Außenleiter 12 ist mit einer diametral durchgehenden Bohrung 32 zwischen seinen Enden ver-The outer conductor 12 is provided with a diametrically continuous bore 32 between its ends.

sehen. Diese Bohrung ist koaxial mit einer ebenfalls diametral durch den Isolierteil 14 erstreckten Bohrung 34 verbunden. Der Innenleiter 16 besitzt einen Abschnitt 36 mit verringertem Durchmesser zwischen einem Paar ringförmiger Schultern 40; dieser Abschnitt ist an der Stelle angeordnet, wo sich die von den Bohrungen 32 und 34 gebildete öffnung befindet. Diese Öffnung mit dem darin befindlichen Abschnitt 36 ist von einem Stopfen 38 ausgefüllt. Dieser Stopfen besteht aus einem Material, das ursprünglich in einem fließfähigen Zustand war und später zu einem massiven Körper aushärtet. Auf diese Weise kann der zunächst leere Raum der öffnung leicht dadurch gefüllt werden, daß das fließfähige Material des Stopfens 38 einfach dort hineingegossen wird. Damit das den Stopfen 38 bildende Material vollständig um den Abschnitt 36 mit verringertem Durchmesser herumfließt, hat die Bohrung 34 im Isolierteil 14 einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 36; in einer bevorzugten Ausführungsform ist außerdem der Durchmesser der Bohrung 34 größer als der Durchmesser derjenigen Teile des Innenleiters 16, die beiderseits an den Abschnitt 36 unmittelbar angrenzen. Vorzugsweise ist die Länge des Abschnittes 36 mit verringertem Querschnitt kleiner als der Durchmesser der Bohrung 34 des Isolierteils 14, so daß die gegenüberliegenden Schultern 40 vom Stopfen 38 umschlossen und erfaßt werden.see. This bore is coaxial with a bore likewise extending diametrically through the insulating part 14 34 connected. The inner conductor 16 has a section 36 with a reduced diameter between a pair of annular shoulders 40; this section is located at the point where the from the holes 32 and 34 formed opening is located. This opening with the section located in it 36 is filled with a plug 38. This stopper is made from a material originally used in was in a flowable state and later hardens into a solid body. That way you can the initially empty space of the opening can easily be filled in that the flowable material of the plug 38 is simply poured into it. So that material forming the plug 38 flows completely around the reduced diameter portion 36, the bore 34 in the insulating part 14 has a larger diameter than the section 36; in a In the preferred embodiment, the diameter of the bore 34 is also greater than the diameter those parts of the inner conductor 16 which directly adjoin the section 36 on both sides. Preferably, the length of the portion 36 of reduced cross-section is less than the diameter the bore 34 of the insulating part 14, so that the opposite shoulders 40 from the plug 38 be enclosed and captured.

Man erkennt, daß in der beschriebenen Konstruktion der Innenleiter 16 mit Hilfe des Stopfens 38 am Außenleiter 12 fixiert und somit beim Aufstecken und Abziehen eines anderen Kupplungsstücks gegen axiale Verschiebung gegenüber dem Außenleiter gesichert ist. In ähnlicher Weise ist der Isolierteil 14 am Außenleiter 12 und am Innenleiter 16 fixiert, so daß keine besonderen Halteschultern und Federringe erforderlich sind, um den Isolierteil 14 am Außenleiter 12 zu befestigen.It can be seen that in the construction described, the inner conductor 16 with the help of the plug 38 on Outer conductor 12 fixed and thus against when plugging and removing another coupling piece axial displacement relative to the outer conductor is secured. The insulating part 14 is similar fixed on the outer conductor 12 and on the inner conductor 16, so that no special retaining shoulders and spring washers are required in order to attach the insulating part 14 to the outer conductor 12.

Der Abschnitt 36 mit verringertem Durchmesser stellt für die zu übertragende Hochfrequenzwelle eine elektrische Unstetigkeitsstelle, d. h. eine Impedanzänderung, dar. Derartige Unstetigkeiten beeinflussen die Übertragung einer Hochfrequenzwelle in ungünstiger Weise, beispielsweise durch Erzeugung unerwünschter Reflexionen usw. Um das Kupplungsstück 10 von diesen nachteiligen Wirkungen im wesentlichen zu befreien, wird der Stopfen 38 aus einem Material hergestellt, das eine höhere Dielektrizitätskonstante hat als der Isolierteil 14. Auf diese Weise ist es durch richtige Auswahl des Durchmessers des dünneren Abschnittes 36 unter Berücksichtigung des Unterschieds der Dielektrizitätskonstanten von Isolierteil 14 und Stopfen 38 möglich, über die ganze Länge des elektrischen Laufweges des Kupplungsstücks 10 eine im wesentlichen konstante Impedanz herzustellen.The reduced diameter portion 36 provides a high frequency wave to be transmitted electrical discontinuity, d. H. a change in impedance. Such discontinuities affect the transmission of a high frequency wave in an unfavorable manner, for example by generating undesired Reflections, etc. To the coupling piece 10 from these adverse effects essentially To free, the plug 38 is made of a material that has a higher dielectric constant has as the insulating part 14. In this way, by properly selecting the diameter of the thinner section 36 taking into account the difference in dielectric constant of insulating part 14 and plug 38 possible, over the entire length of the electrical path of the coupling piece 10, an essentially constant impedance to manufacture.

Bei einer bestimmten Ausführungsform besteht der Stopfen 38 aus einem Epoxydharz. Zusätzlich zu der erwünschten hohen Dielektrizitätskonstante zeichnen sich Epoxydharze durch ausgezeichnete Haftwirkung, niedrige Gießviskosität, geringes Schwinden beim Aushärten und andere vorteilhafte Eigenschaften aus. Man beachte, daß der Epoxydharz-Stopfen 38 eine höhere Dielektrizitätskonstante aufweist als der aus Polytetrafluoräthylen bestehende Isolierteil 14.In a particular embodiment, the plug 38 is made from an epoxy resin. In addition to the Desired high dielectric constant, epoxy resins are characterized by excellent adhesive properties, low casting viscosity, low curing shrinkage and other advantageous properties out. Note that the epoxy plug 38 has a higher dielectric constant than the insulating part made of polytetrafluoroethylene 14.

Um den Zusammenbau zu erleichtern, wird die Bohrung 32 in dem Außenleiter 12 vor dem Einbau des Isolierteils 14 hergestellt und erhält einen größeren Durchmesser als die Bohrung 34 des Isolierteils 14, so daß sie als Führungsbohrung für diese Bohrung dienen kann.In order to facilitate the assembly, the bore 32 is in the outer conductor 12 before installation of the insulating part 14 is made and has a larger diameter than the bore 34 of the insulating part 14 so that it can serve as a guide hole for this hole.

Um den Innenleiter 22 gegen Drehung und dadurch verursachte Lockerung zu sichern, kann der Abschnitt 36' mit verringertem Durchmesser auf seiner Oberfläche gerändelt oder aufgerauht sein, wie in F i g. 3 zu erkennen ist. .In order to secure the inner conductor 22 against rotation and loosening caused thereby, the Reduced diameter portion 36 'may be knurled or roughened on its surface, such as in Fig. 3 can be seen. .

F i g. 4 zeigt eine gegen die F i g. 1 und 2 abgeänderte Ausführungsform des Kupplungsstückes 10, in der entsprechende Bauteile mit entsprechenden Funktionen mit gleichen Bezugszeichen unter Hihzufügung eines Buchstabenindex bezeichnet sind. Demgemäß besitzt das in F i g. 4 gezeigte Kupplungsstück 10 a einen Innenleiter 16 a, der in Steckhülsen-Endteilen 22 a endet, und weiter einen Außenleiter 12 a, der in Außengewinde-Endteilen 20 α endet. Wiederum werden die Außenleiter 12 a, der Innenleiter 16 a und der dielektrische Isolierteil 14 α von einem Stopfen 38 a zusammengehalten. Man erkennt, daß die Steckhülsen-Endteile 22 a mit einer öffnung versehen sind, in der ein Endteil (ähnlich dem Endteil 22 nach Fig. 1) aufgenommen werden kann, und ferner der Länge nach geschlitzt und zusammengedrückt sind, um die Öffnung zu verengen und ein federndes Ergreifen des eingeführten Stecker-Endteils eines angeschlossenen Verbindungsstückes sicherzustellen. Im übrigen ist das Kupplungsstück 10a der Fig. 4 im wesentlichen mit dem Kupplungsstück 10 der F i g. 1 und 2 identisch.F i g. 4 shows one against the FIG. 1 and 2 modified embodiment of the coupling piece 10, in which corresponding components with corresponding functions are denoted by the same reference numerals with the addition of a letter index. Accordingly, the in FIG. 4 coupling piece 10 a shown an inner conductor 16 a, which ends in socket end parts 22 a, and further an outer conductor 12 a, which ends in male thread end parts 20 α. Again, the outer conductor 12 a, the inner conductor 16 a and the dielectric insulating part 14 α are held together by a plug 38 a. It can be seen that the socket end parts 22 a are provided with an opening in which an end part (similar to the end part 22 according to FIG to ensure a resilient gripping of the inserted plug end part of a connected connector. Otherwise, the coupling piece 10a of FIG. 4 is essentially connected to the coupling piece 10 of FIG. 1 and 2 identical.

Somit ist klar, daß bei den erfindungsgemäßen Kupplungsstücken der Innenleiter gegen axiale Bewegung (und erforderlichenfalls auch gegen Drehung) gegenüber dem Außenleiter durch eine Verbindungsvorrichtung gesichert ist, die keine Verschlechterung der elektrischen Impedanzkennwerte des Verbindungsstückes hervorruft. Darüber hinaus wird auch der den Innenleiter tragende zentrale Isolierteil gegenüber dem Innenleiter und dem Außenleiter fixiert, so daß andere mechanische Vorrichtungen zur Festlegung des Isolierteils überflüssig sind.It is thus clear that in the coupling pieces according to the invention, the inner conductor prevents axial movement (and if necessary also against rotation) with respect to the outer conductor by means of a connecting device is assured that no deterioration in the electrical impedance characteristics of the connector evokes. In addition, the central insulating part carrying the inner conductor is also opposite the inner conductor and the outer conductor fixed, so that other mechanical devices for fixing of the insulating part are superfluous.

Claims

Patent claims:

1. Coaxial coupling piece with an inner conductor enclosed in an insulating part and a tubular outer conductor, in which at least one conductor has a cross-section change for anchoring with the insulating part, characterized in that a plug (38) transversely to the axis of the coupling piece (10) in the insulating part (14) and in the area of the change in cross section (36) is embedded and the plug has such a different dielectric constant, that the wave resistance at this point is essentially the same as the rest Has head area.

2. Coupling piece according to claim 1, characterized in that the change in cross section (36; 36 a) is provided on the inner conductor (16; 16 a) and is located approximately in the middle and in one reduced diameter.

3. Coupling piece according to claim 1 or 2, characterized in that the plug (38; 38 a) consists of a solid, originally flowing material and one that extends diametrically opening (32; 34; 32 a; 34 a) of the

Outerleitefs (12; 12 α) and the insulating part (14; 14 ά) completely filled out.

4. Coupling piece according to claim 3, characterized in that the opening (32; 34; 32 ά; 34α) through diametrical holes iffi outer conductor (12; 12 ά) and Isöliefteil (14; 14 α) is formed.

5. Coupling piece according to claim 4, characterized in that the insulated ¹ (14; 14 ά) made of Polytetrafiuoräthylen and the plug (38; 38 ά) äüs epoxy resin! consists.

6. Küpplungs'stück according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface

of the inner conductor is roughened in the section of the cross-sectional reduction (36; 36 ') and in closer Contact with the plug (38; 38a) is.

7. Coupling piece according to one of claims 5 and 6, characterized in that the opening (32, 34; 32 α; 34 α) have a larger diameter as the section of the cross-section reduction (36; 36 a).

8. Coupling piece according to one of claims 1 to 7, characterized in that the opposite ends of the outer conductor (12; 12 a) are equal.

1 sheet of drawings