DE202009004242U1

DE202009004242U1 - Koaxiale HF-Durchführung

Info

Publication number: DE202009004242U1
Application number: DE200920004242
Authority: DE
Original assignee: Spinner GmbH
Current assignee: Spinner GmbH
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2019-03-27

Abstract

Koaxiale HF-Durchführung durch eine Metallwand eines Gehäuses (1), mit einer Außenleiterhülse (10), die zum Einpressen in eine Bohrung in der Metallwand ausgebildet ist und einen Glaszylinder (11) umschließt, der seinerseits einen Innenleiter (12) umgibt, welcher beidseits über die jeweilige gleichseitige Stirnfläche des Glaszylinders (11) übersteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenleiterhülse (10), bezogen auf die Einpressrichtung, außenseitig einen führenden zylindrischen Abschnitt mit einem auf den Durchmesser der Bohrung in der Metallwand abgestimmten Fügedurchmesser (D_A) hat, und dass auf diesen zylindrischen Abschnitt ein Abschnitt mit mindestens drei gleichmäßig über den Außenumfang der Außenleiterhülse verteilten Nasen (10.1, 10.3, 10.5) folgt, deren Scheitel auf einem umschriebenen Kreis mit einem Durchmesser (D_P) liegen, der größer als der Fügedurchmesser (D_A) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine koaxiale HF-Durchführung durch eine Metallwand eines Gehäuses, mit einer Außenleiterhülse, die zum Einpressen in eine Bohrung in der Metallwand ausgebildet ist und einen Glaszylinder umschließt. Der Glaszylinder umgibt seinerseits einen Innenleiter, der beidseits über die jeweilige gleichseitige Stirnfläche des Glaszylinders übersteht.
Derartige HF-Durchführungen sind bekannt. Sie dienen insbesondere zum kräftefreien und gegebenenfalls auch hermetisch dichten Verbinden einer HF-Baugruppe, z. B. einer gedruckten Schaltung, im Inneren des Gehäuses mit einem äußeren HF-Anschluß in Form eines koaxialen Steckverbinders. Hierzu kann die Bohrung in der Metallwand des Gehäuses als gestufte Bohrung ausgebildet sein, in deren Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser die HF-Durchführung eingepresst und falls die Durchführung hermetisch dicht sein soll, zusätzlich verlötet ist. In den Abschnitt der Bohrung mit dem größeren Innendurchmesser ist der Außenleiterkörper des koaxialen Steckverbinders eingesetzt, z. B. eingedreht. Der Innenleiter des koaxialen Steckverbinders ist mit dem nach außen gerichteten Teil des Innenleiters der HF-Durchführung elektrisch kontaktiert.
HF-Durchführungen für Signale im Gigahertzbereich haben sehr kleine Abmessungen. Der Durchmesser ihres Innenleiters beträgt nur einige Zehntelmillimeter, der Durchmesser der Außenleiterhülse liegt im Bereich von knapp 2 bis etwa 4 mm. Während für größere Durchmesser eine sichere mechanische Verbindung und elektrische Kontaktierung zwischen der Außenleiterhülse der HF-Durchführung und der Metallwand des Gehäuses durch Einpressen einer Außenleiterhülse mit einer außenseitigen Rändelung in die Bohrung der Metallwand erreichbar ist, ist diese Art der Fügung für die genannten kleinen Durchmesser ungeeignet. Deshalb haben bisher HF-Durchführungen kleinen Durchmessers eine Außenleiterhülse mit glatter, zylindrischer Mantelfläche, die zur Erzielung einer mechanisch und elektrisch zuverlässigen Verbindung in der Bohrung zusätzlich verlötet wird. Um eine sichere Lötverbindung zu erzielen, müssen wiederum die Metallwand des Gehäuses mindestens im Bereich der Bohrung und die Außenleiterhülse der HF-Durchführung galvanisch vorbehandelt, z. B. versilbert oder vergoldet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine koaxiale HF-Durchführung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei kleinen Durchmessern einfacher und damit deutlich kostengünstiger montierbar ist.
Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, dass die Außenleiterhülse, bezogen auf die Einpressrichtung, außenseitig einen führenden zylindrischen Abschnitt mit einem auf den Durchmesser der Bohrung in der Metallwand abgestimmten Fügedurchmesser hat, und dass auf diesen zylindrischen Abschnitt ein Abschnitt mit mindestens drei gleichmäßig über den Außenumfang der Außenleiterhülse verteilten Nasen folgt, deren Scheitel auf einem umschriebenen Kreis mit einem Durchmesser liegen, der größer als der Fügedurchmesser ist.
Für alle Anwendungen, bei denen es nicht auf eine hermetisch dichte Durchführung sondern nur darauf ankommt, dass von der äußeren Steckverbindung, insbesondere beim Anschließen oder Lösen einer Gegensteckverbindung, über den Innenleiter der Durchführung keine Kräfte auf die HF-Baugruppe im Inneren des Gehäuses übertragen werden, hat diese Lösung insbesondere bei Durchführungen kleinen Durchmessers (im Bereich von einigen Millimetern) den Vorteil, dass durch einfaches Einpressen der Durchführung in die Bohrung der Metallwand des Gehäuses eine mechanisch sichere Fügeverbindung und eine elektrisch einwandfreie Kontaktierung zwischen der Außenleiterhülse und der Metallwand des Gehäuses teils durch Eingraben der Nasen in die Wandung der Bohrung, teils durch plastische Verformung der Nasen, erzielt wird. Auf eine elektrische Kontaktierung durch die Nasen kommt es dabei nicht an. Elektrisch kontaktiert die Außenleiterhülse jeweils stirnseitig, einerseits an der innenliegenden Planfläche zur Gehäusebohrung, andererseits an der außenliegenden Planfläche zum Außenleiter der Gegensteckverbindung, z. B. eines Gehäusekupplers.
Die Nasen können sich bis zu dem von dem zylindrischen Abschnitt der Außenleiterhülse abgewandten Stirnrand dieser Außenleiterhülse erstrecken.
Der Durchmesser des um die Scheitel der Nasen umschriebenen Kreises kann in Richtung auf den von dem zylindrischen Abschnitt der Außenleiterhülse abgewandten Stirnrand zunehmen. Mit anderen Worten können die Nasen keilartig ausgebildet sein. Dadurch werden kleine Toleranzen der Bohrung in der Metallwand des Gehäuses ausgeglichen.
Die Länge der Nasen kann etwa gleich der Hälfte der Länge der Außenleiterhülse sein.
Die Außenleiterhülse der Durchführung und damit die Durchführung insgesamt lässt sich auch für kleine Durchmesser kostengünstig herstellen, wenn die Nasen durch von innen nach außen gerichtetes Verformen des korrespondierenden Innenwandbereiches der Außenleiterhülse erzeugt sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist wichtig, dass die Metallwand des Gehäuses aus einem duktilen Werkstoff besteht.
Alternativ können die Nasen durch spanendes Abtragen des Werkstoffes eines Rohlings der Außenleiterhülse mit dem Durchmesser des um die Scheitel der Nasen umschriebenen Kreises auf den Fügedurchmesser in den nicht von den Nasen eingenommenen Bereichen erzeugt sein.
Insbesondere wenn die Metallwand des Gehäuses aus einem wenig duktilen Werkstoff besteht, ist es wichtig, dass die Nasen eine gewisse Verformbarkeit haben, damit beim und nach dem Einpressen keine unzulässig hohen radialen Kräfte auf den den Innenleiter umgebenden Glaszylinder wirken. Diese Verformbarkeit wird bei der zuletzt genannten Ausführungsform z. B. dadurch erreicht, dass die Außenleiterhülse im Bereich der Nasen achsparallele Bohrungen hat, die von der Stirnseite der Außenleiterhülse ausgehen, oder dadurch, dass die Nasen längsgeschlitzt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Das zeigt:
1: eine schematische Darstellung einer HF-Durchführung durch ein Gehäuse,
2 bis 4: unterschiedliche Ausführungsformen der Außenleiterhülse der HF-Durchführung in 1, jeweils in mehreren Darstellungen.
1 zeigt schematisch und im Schnitt einen Teil eines Metallgehäuses 1, in dessen Inneren eine elektrische Baugruppe, z. B. eine gedruckte Schaltungsplatine 2 angeordnet ist. Die Metallwand des Gehäuses 1 hat eine dreifach gestufte Bohrung. In deren mittleren Abschnitt sitzt eine HF-Durchführung, die aus einer Außenleiterhülse 10, einem Glaszylinder 11 und einem Innenleiter 12 besteht. Der Innenleiter 12 ist, wie an sich bekannt, über den Glaszylinder 11 in die Außenleiterhülse 10 eingeschmolzen. Das durch den Abschnitt der Bohrung mit dem kleinsten Durchmesser hindurchreichende Ende des Innenleiters 12 ist bei 13 mit einer Leiterbahn der Platine 2 verlötet. Das nach außen weisende Ende des Innenleiters 12 ist in einem Buchsenkontakt eines Innenleiters 21 einer an sich bekannten, in der Regel genormten, koaxialen Gehäusesteckverbindung, hier in Form eines Kupplers 20, aufgenommen. Dessen Außenleiterkörper 22 hat ein Außengewinde, über welches der Kuppler 20 in ein Innengewinde in dem Abschnitt der Bohrung mit dem größten Durchmesser in dem Gehäuse 1 eingedreht ist. Die Durchmesser der gestuften Bohrung sind, wie üblich, so bemessen, dass der Wellenwiderstand zwischen dem Kuppler 20 und der Verbindung des Innenleiters 12 mit Schaltungsplatine 2 konstant bleibt.
2 zeigt in unterschiedlichen Darstellungen eine erste Ausführungsform der Außenleiterhülse 10, die aus einem duktilen Metall besteht. Die Außenleiterhülse hat eine Länge L_G und einen Durchmesser D_A. Ausgehend von einer Stirnseite hat die Außenleiterhülse 10 drei um 120° gegeneinander versetzte Nasen 10.1, deren Scheitel auf einem umschriebenen, strichpunktiert dargestellten Kreis D_P liegen. Die Nasen 10.1 nehmen etwa die Hälfte der Länge L_G der Außenleiterhülse ein und gehen in deren zylindrischen Mantel über Keilflächen 10.2 über. Die Nasen 10.1 lassen sich z. B. in einer Matrize mittels eines am Umfang entsprechend profilierten Prägewerkzeuges erzeugen.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Außenleiterhülse 10 unterscheidet sich von derjenigen in 2 da durch, dass die Nasen 10.3 durch spanende Formgebung erzeugt sind, nämlich durch Verminderung des ursprünglichen Außendurchmessers D_P auf den Außendurchmesser D_A, ausgenommen im Bereich der Nasen 10.3. Um eine Verformbarkeit der Nasen 10.3 zu erzielen, hat die Außenleiterhülse 10 in Höhe dieser Nasen 10.3 von der benachbarten Stirnfläche ausgehende Bohrungen 10.4. Die Länge der Nasen 10.3 beträgt ca. ein Drittel der Länge L_G der Außenleiterhülse 10.
Die in 4 dargestellte, dritte Ausführungsform wird analog der Ausführungsform in 3 durch spanenden Abtrag des Materials der Außenleiterhülse 10 von dem Durchmesser D_P auf den Durchmesser D_A, ausgenommen in den Bereichen der Nasen 10.5, hergestellt. Um eine Verformbarkeit der Nasen 10.5 zu gewährleisten, haben diese Längsschlitze 10.6.

Claims

Koaxiale HF-Durchführung durch eine Metallwand eines Gehäuses (1), mit einer Außenleiterhülse (10), die zum Einpressen in eine Bohrung in der Metallwand ausgebildet ist und einen Glaszylinder (11) umschließt, der seinerseits einen Innenleiter (12) umgibt, welcher beidseits über die jeweilige gleichseitige Stirnfläche des Glaszylinders (11) übersteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenleiterhülse (10), bezogen auf die Einpressrichtung, außenseitig einen führenden zylindrischen Abschnitt mit einem auf den Durchmesser der Bohrung in der Metallwand abgestimmten Fügedurchmesser (D_A) hat, und dass auf diesen zylindrischen Abschnitt ein Abschnitt mit mindestens drei gleichmäßig über den Außenumfang der Außenleiterhülse verteilten Nasen (10.1, 10.3, 10.5) folgt, deren Scheitel auf einem umschriebenen Kreis mit einem Durchmesser (D_P) liegen, der größer als der Fügedurchmesser (D_A) ist.
HF-Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (10.1) stufenlos in den Mantel des zylindrischen Abschnitts der Außenleiterhülse (10) übergehen.
HF-Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (10.1) sich bis zu dem von dem zylindrischen Abschnitt der Außenleiterhülse abgewandten Stirnrand der Außenleiterhülse (10) erstrecken.
HF-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des um die Scheitel der Nasen (10.1) umschriebenen Kreises in Richtung auf den von dem zylindrischen Abschnitt der Außenleiterhülse (10) abgewandten Stirnrand der Außenleiterhülse zunimmt.
HF-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Nasen (10.1) etwa gleich der Hälfte der Länge der Außenleiterhülse ist.
HF-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (10.1) durch von innen nach außen gerichtetes Verformen des korrespondierenden Innenwandbereiches der Außenleiterhülse erzeugt sind.
HF-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (10.3, 10.5) durch spanendes Abtragen des Werkstoffes eines Rohlings der Außenleiterhülse (10) mit dem Durchmesser (D_P) des um die Scheitel der Nasen (10.3, 10.5) umschriebenen Kreises auf den Fügedurchmesser (D_A) in den nicht von den Nasen eingenommenen Bereichen erzeugt sind.
HF-Durchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenleiterhülse (10) im Bereich der Nasen (10.3) achsparallele Bohrungen (10.4) hat, die von der Stirnseite der Außenleiterhülse ausgehen.
HF-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nasen (10.5) längsgeschlitzt sind.