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Kupplung für Koaxialkabel Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
Kupplungen für Koaxialkabel.
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Kupplungen für Koaxialkabel weisen bekanntlich zwei Metallrohrabschnitte
auf, die die miteinander zu verbindenden Enden eines Koaxialkabels aufnehmen. Einer
der beiden Metallrohrabschnitte ist mit einem Außengewinde versehen, das in ein
entsprechendes Innengewinde eines drehbaren Sicherungsrings eingreift, der mit dem
anderen Metallrohrabschnitt in Verbindung steht. Die Mittelleiter der beiden miteinander
zu verbindenden Koaxialkabelenden sind an ihren freien Enden mit einem positiven
Kontaktstift bzw. einer negativen Kontaktbuchse ausgestattet, so daß beim Einschrauben
des einen Metallrohrabschnittes in den anderen der positive Kontaktstift in die
negative Kontaktbuchse eingleitet, so daß es zu der gewünschten Verbindung zwischen
den inneren Mittelleitern der tibertragungslei tungen kommt.
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Allgemein haben sich nach dem Stand der Technik zwei Kategorien von
Kupplungen für Koaxialkabel herausgebildet, die jedoch beide entsprechend dem vorstehend
erwähnten Prinzip arbeiten. Bei der ersten Kategorie wird das Ende des Kabels von
dem äußeren rohrförmigen Mantel sowie dem darunter liegenden dielektrischen Material
befreit,
so daß ein bestimmter Längsabschnitt des inneren Mittelleiters bloßliegt. Auf dieses
freie Ende wini ein positiver Kontaktstift oder eine negative Kontaktbuchse aufgeschoben,
die dann mit dem freien Ende des Mittelleiters hartverlötet wird. Der so erhaltene
Aufbau wird in eine Isolierbuchse eingeführt, die sich in dem Metallrohrabschnitt
der Koaxialkabel-Kupplung befindet.
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Schließlich werden eine Buchse, eine elastische O-Ringdichtunq, ein
kronisch verlaufender Spannring sowie eine eingeschlitzte Zwinge in den Rohrabschnitt
einsetzt und diese Einzelteile dann durch eine Spannmutter unter Druck gesetzt,
so daß die Zwinge sich zusammenzieht, um das Koaxialkabel im Verhältnis zu dem Rohrabschnitt
festzulegen und alle übrigen Teile in der einmal angenommenen Relativlage zu fixieren.
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Eine Koaxialkabel-Kupplung der vorstehend beschriebenen Art läßt sich
zwar praktisch einsetzen, benötigt jedoch mindestens fünf verschiedene Teile, die
manuell zusammengesetzt werden müssen. Das ist teuer und erfordert eine erhebliche
Montagezeit. Ferner hesteht die Gefahr, daß es zu HF-Streuerscheinungen kommt. Wenn
die Spannmutter zu stark angezogen wird, so können ein oder mehrere Teile des Aufbaues
eine Beschädigung erfahren und die Kapazität sowie der Spannungs-Wellenreflexionsfaktor
der Übertragungleitung geändert werden. Wird die Spannmutter dagegen nur zu schwach
angezogen, so können der Spannungs-Wellenreflexionsfaktor und die Kapazität der
Übertragungsleitung ebenfalls eine Änderung erfahren, außerdem besteht die Möglichkeit,
daß die Kupplung sich infolge Schwingungskräften löst.
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Die zweite Kupplungskategorie ist ähnlich wie zuvor beschrieben, mit
dem Unterschied, daß das Koaxialkabel in dem Rohrabschnitt nicht durch den Druck
einer eingeschlitzten Zwinge gehalten wird.
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Vielmehr wird das Kabel in eine Bohrung in dem Rohrabschnitt eingeführt
und dann an der ringförmigen Grenzfläche zwischen em Ende des Rohrabschnittes und
dem UmEang des Koaxialkabels eine Hartlötverbindung hergestellt.
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Die Schwierigkeit bei dieser Kupplungskategorie besteht darin, daß
infolge
der beim Hartlöten erzeugten Hitze die Länge des Koaxialkabels innerhalh des Rohrabschnittes
unter der Einwirkung der ilitze eie Änderung erfahren kann. Ferner besteht stets
die möglich l;eit, daß die hartgelötete Verbindung zu Bruch aeht. Nachdem das Koaxialkabel
mit dem Rohrabschnitt durch Hartlötunq verbunden worden ist, liegt sein eines Ende
innerhalb des Rohrabschnittes fest, während sein anderes Ende durch Wärmeeinwirkung
verschoben werden kann. Das birat die Gefahr einer schlechten Verbindung in sich
und kann wiederum zu einer Änderung der Kapazitätskennwerte sowie des Spannungs-Wellenreflexionsfaktors
der iibertragunqsleitung führen.
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eir. Zusammenbau von Kupplungen dieser Kategorie ist es daher allacrnein
üblich, das innere Ende des Koaxialkabels nach der Hartlötung zu tririrn, um so
fiir einen Ausgleich für die durch thermische Ausdehnung hervorgerufenen Verschiehunqen
zu sorgen. Solche Maßnahmen sind jedoch naturgemäß mit relativ hohen Kosten verbunden,
zeitraubend und nicht geeignet, ein zufriedenstellendes Brgehnis sicherzustellen.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die Schaffung einer Koaxialkaljel-Kupplung,
bei der die vorstellend aufgeführten Nachteile nicht mehr auftreten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Kupplung für ein einen äußeren
Metallmantel und einem inneren Mittelleiter aufweisendes Koaxialkabel, mit eie äußeren
Rohrkörper, an dessen einem Ende eine Bohrung für die Aufnahme eines Koaxialkabelendes
und an dessen anderem Ende ttittel zur ausgerichteten Verbindung des Rohrkörpers
mit einem weiteren Rohrkörper vorgesehen sind, an den ein weiteres Koaxialkabelende
angeschlossen ist, wobei die Mittelleiter der oaxilalkabelenden bei Kopplung der
beiden Rohrkörper miteinander in Kontakt kommen, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwandung der an dem einen Ende eines Rohrkörpers vorgesehenen Bohrung
ein Innengewinde und der etal1mantel des zugehörigen Koaxialkabelendes ein damit
zusammenwirkendes entsprechendes Außengewinde hat, mit dem das Koaxialkabelende
in die Bohrung des Rohrkörpers eingeschraubt ist. Beide Supplungshälften einer Kupplung
sind dabei entsprechend der Erfinduna in gleicher Weise ausgestaltet.
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Um Wärme von der Kupplung abzuleiten, kann die äußere Umfangsfläche
der Kupplung mit Gewindegängen, einer Rändelung, Rippen o. dgl.
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versehen sein. Zur Verriegelung des Koaxialkabelendes mit der zugehörigen
Kupplungshälfte können in die Wandung, die die das Koaxialkabelende aufnehmende
Bohrung begrenzt, ein oder mehrere Löcher gebohrt sein, die nach dem Einschrauben
des Koaxialkabelendes in die Bohrung mit einem Bindemittel wie einem Epoxysilberharz
gefüllt werden können, um ein Loslösen der Kupplungshälften von den angeschlossenen
Koaxialkabelenden zu verhindern.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig.
1 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer aus
zwei Kupplungshälften zus ammengesetzten Kupplung nach der Erfindung; Fig. 2 einen
Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung als Ersatz für Kupplungen,
deren Kupplungshälften bisher durch Hartlöten mit einem Koaxialkabelende verbunden
wurden; und Fig. 3 eine weitere Ausfilhrungsform der Erfindung zur Verbindung von
Koaxialkabeln verhältnismäßig kleinen Durchmessers als Ersatz fiir Kupplungen, deren
Kupplungshälften bisher durch Hartlöten mit den entsprechenden Koaxialkabelenden
verbunden wurden.
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Im einzelnen zeigt Fig. 1 die beiden Hälften A und B einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Kupplung für ein Koaxialkabel. Die positiv ausgebildete Kupplungshälfte
A hat einen äußeren Rohrkörper 10, den eine abgesetzte Innenbohrung 12 durchsetzt.
Um das vordere Ende des äußerten Rohrkörpers 10 ist ein nit. eine Innengewinde ausgestatteter
Sicherungsring 14 drehbar, der mittels eines eingeschlitzten
Federrings
16 fixiert ist. Der Federring 16 sitzt in einer ringförmigen Ausnehmung 18 des Sicherungsringes
14 und greift dabei in eine Ringnut 20 in dem äußeren Rohrkörper 10. Eine nachgiebige
Dichtung 22 liegt an einer in der abgesetzten Innenbohrung 12 vorgesehenen Schulter
an, und zwar so, daß sie an dem Ende der mit der positiven Kupplungshälfte A zusammengebrachten
negativen Kupplungshälfte B angreift. Die negative Kupplungshälfte B wird in ein
Innengewinde 24 eingeschraubt, das sich an der inneren Umfangsfläche des Sicherungsringes
14 befindet. In das vordere Ende der abgesetzten Innenbohrung 12 ist eine Isolierbuchse
26 eingesetzt, die einen rückwärtigen Abschnitt 28 vergrößerten Durchmessers aufweist,
der an einer in der abgesetzten Innenbohrung 12 gebildeten Schulter 30 anliegt.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die innere Umfangsfläche
des rückwärtigen Abschnittes der abgesetzten Innenbohrung 12 mit einem Innengewinde
32 für die Aufnahme eines Rohrstutzens 34 versehen, der seinerseits ein Innengewinde
36 aufweist. Dieses In-Innengewinde 36 nimmt einen mit einem AuRengewinde versehenen
Mantel 38 eines Koaxialkabels 40 auf. Im Innern des Mantels 38 verläuft ein Mittelleiter
42, der von dem Mantel 38 durch eine dielektrische Zwischenlage 44 getrennt ist,
die beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen kann. Nach dem Einschrauben
des Koaxialkabels in das Innere des Rohrstutzens 34 wird es mit Hilfe von Epoxysilberbindemittel
46 festlegt, das in durch die Wandung des Rohrkörpers 10 und des Rohrstutzens 34
verlaufende Öffnungen oder Löcher eingefüllt worden ist. Der äußere Mantel 38 ist
zwar verhältnismäßig dünnwandig, besitzt jedoch eine ausreichende Festigkeit, um
das in Fig. 1 gezeigte Außengewinde zu tragen.
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Das vordere Ende des Mittelleiters 42 ist hart mit einem Stiftkontakt
48 verlötet, der sich durch eine Öffnung in der Isolierbuchse 26 erstreckt und mit
einer Spitze 51 in eine Ausnehmung 53 im vorderen Ende der Isolierbuchse 26 ragt.
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Beim Zusammenbau der positiven Kupplungshälfte A wird zunächst die
Dichtung 22 über das vordere Ende des äußeren Rohrkörpers 10 gestreift
und
der Sicherungsring 14 fixiert, indem er über den Federring 16 gedrückt wird, der
dabei in die Ringnut 20 eindringt.
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Nach der Ausrichtung der ringförmigen Ausnehmung im Verhältnis zu
der Ringnut 20 kann der Federring 16 wieder nach außen schnappen, so daß der Sicherungsring
14 einerseits und der Rohrkörper 10 andererseits in axialer Richtung unverschieblich
zueinander gehalten werden, während eine freie Drehung des Sicherungsrings 14 um
den äußeren Rohrkörper 10 gewährleistet ist. Anschließend wird die Isolierbuchse
26 in die Innenbohrung 12 eingeführt, worauf der Rohrstutzen 34 in das rückwärtige
Ende des äußeren Rohrkörpers 10 eingeschraubt werden kann, bis sein vorderes Ende
fest an dem Abschnitt 28 vergrößerten Durchmessers der Isolierbuchse 26 anliegt.
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Hierauf wird das Koaxialkabel 40, an dessen Mittelleiter 42 vorne
der Stiftkontakt 48 hart angelötet ist, in das Innengewinde 36 an der inneren Umfangsfläche
des Rohrstutzens 34 eingeschraubt, bis es gegen eine Schulter 59 anschlägt. Schließlich
wird das Epoxysilberbindemittel 46 in die in dem Rohrkörper 10 sowie dem Rohrstutzen
34 vorgesehenen Löcher eingefüllt, um das Koaxialkabel 40 in seiner ihm erteilten
Lage zu verriegeln. Die äußere Umfangsfläche des rückwärtigen Endbereiches des Rohrkörpers
10 ist vorzugsweise mit äußeren Gewindegängen 50 versehen, um die Abführung von
Wärme von dem Rohrkörper 10 zu erleichtern. Statt dieser äußeren Gewindegänge kann
aber ebenso eine Rändelung oder eine Gruppe geeigneter Kühlrippen vorgesehen sein.
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Wie erläutert, erfordert der Zusammenbau der mit Fig. 1 wiedergegebenen
Kupplung nur ein einziges Teil, nämlich den Rohrstutzen 34, um das Koaxialkabel
40 und die Isolierbuchse 26 in ihrer Lage zu fixieren, im Gegensatz zu Koaxialkabel-Kupplungen
nach dem Stand der Technik, bei denen mindestens fünf Teile einschließlich einer
Buchse, einer 0-Ringdichtung, einem Spannring, einer eingeschlitzten Zwinge sowie
einer Spannmutter erforderlich waren. Die Isolierbuchse 26 und der Rohrstutzen 34
können am Herstellungsort in der abgesetzten Innenbohrung 12 festgelegt werden,
so daß der Benutzer beispielsweise nur die Kupplungshälfte A an das Ende des Koaxialkabels
40 anzuschrauben braucht. Der Zusammenbau nach der Lrfindung beseitigt auch die
Probleme, wie sie bei Konstruktionen nach
dem Stand der Technik
infolge eines zu großen oder zu kleinen auf eine Spannmutter ausgeübten Drehmomentes
auftreten.
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Die negative Kupplungshälfte B der Fig. 1 ist ähnlich wie die positive
Kupplungshälfte A ausgebildet und weist einen äußeren Rohrabschnitt 52 mit einer
Innenbohrung 54 auf, der eine Isolierbuchse 56 aufninmtt. Die Isolierbuchse 56 wird
durch einen ringförmigen Einsatz 58 festgelegt, der in ein Innengewinde 60 im rückwärtigen
Endbereich der Innenbohrung 54 eingeschraubt ist. Der ringförmige Einsatz 58 ist
seinerseits mit einem Innengewinde 62 versehen, das das Außengewinde eines äußeren
Mantels 64 eines Koaxialkabels 66 aufnimmt. Der innere Mittelleiter 68 des Koaxialkabels
66 ist an seinem vorderen Ende hart mit einer Kontaktbuchse 70 verlötet, die sich
durch die Isolierbuchse 56 erstreckt und an ihrem vorderen Ende in Umfangsrichtung
im Abstand voneinander angeordnete Federzungen 72 aufweist, die die Spitze 51 der
positiven Kupplungshälfte A im Gebrauchszustand der Kupplung umgreifen.
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Das vordere Ende des Rohrabschnittes 52 ist mit einem Außengewinde
74 versehen, so daß die Enden der beiden Kupplungshälften A und B mit ihren Stirnflächen
aneinander angesetzt werden können und dann der Sicherungsring 14 gedreht werden
kann, wobei das Innengewinde 24 des Sicherungsrings 14 auf das Außengewinde 74 aufgeschraubt
wird, während ein in seinem Durchmesser verringerter Fortsatz 76 der Isolierbuchse
56 der Kupplungshälfte B in die Ausnehmung 53 der Kupplungshälfte A eindringt und
gleichzeitig die Spitze 51 unter Aufspreizung der Federzungen 72 von der Kontaktbuchse
70 aufgenommen wird. Nach Fertigstellung der Verbindung liegt das vordere Ende des
Rohrabschnittes 52 an der elastischen Dichtung 22 der positiven Kupplungshälfte
A an.
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Mit Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
um ein Koaxialkabel 78 relativ kleinen Durchmessers mit einem-Roaxialkabel größeren
Durchmessers, wie es etwa mit Fig.
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1 wiedergegeben ist, zu verbinden. Dabei zeigt Fig. 2 nur die positive
Kupplungshälfte der Kupplung, da die negative Kupplungshälfte den gleichen Aufbau
wie in Fig. 1 hat. Die mit Fig. 2 gezeigte
positive Kupplungshälfte
weist wieder einen Grundkörper 80 mit einem Sicherungsring 82 auf, der den vorderen
Bereich des Grundkörpers 80 umgibt und mittels eines Federringes 84 in axialer Richtung
fixiert ist. Das vordere Ende des Grundkörpers 80 ist mit einer Ausnehmung 86 versehen,
die einen Isoliereinsatz 88 ähnlich der Isolierbuchse 26 der Fig. 1 aufnimmt, die
an ihrem vorderen Ende eine Aussparung 90 hat. In diesem Fall wird jedoch der Isoliereinsatz
88 in die Ausnehmung 86 eingedrückt.
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Das rückwärtige Ende des Grundkörpers 80 hat einen verringerten Durchmesser
sowie eine Gewindebohrung 92, die wieder das Außengewinde 94 des äußeren Metallmantels
eines Koaxialkabels 78 aufnimmt. An der äußeren Umfangsfläche des rückwärtigen-Endes
des Grundkörpers 80 sind wiederum Gewindegänge 96 vorgesehen, um die Oberfläche
zu vergrößern und eine bessere Wärmeabfuhr sicherzustellen. Das Koaxialkabel 78
kann mit Hilfe eines Epoxybindemittels 98 in seiner Lage gesichert werden, das in
in dem Grundkörper 80 vorgesehene öffnungen eingefüllt ist, so daß es das Außengewinde
94 des Koaxialkabels 78 berührt.
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Beim Zusammenbau des Kupplungskörpers der Fig. 2 wird zunächst eine
elastische Dichtungsscheibe 100 über das vordere Ende des Grundkdrpers 80 geschoben
und dann der Sicherungsring 82 in axialer Richtung im Verhältnis zu dem Grundkörper
80 in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch einen Federring
84 festgelegt. Der Isoliereinsatz 88 wird in die ihn aufnehmende Bohrung eingedrückt.
Mit dem vorderen Ende eines Mittelleiters 103 des Koaxialkabels 78 wird ein Stiftkontakt
102 hartverlötet. Anschließend wird das Koaxialkabel 78 in die Gewindebohrung 92
eingeschraubt, bis das Ende des Koaxialkabels an den Isoliereinsatz 88 anschlägt.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 kann anstelle der bisherigen Ausführungen eingesetzt
werden, bei denen das Koaxialübel 78 mit dem rückwärtigen Ende des Grunokörpers
80 durch-Hart-@@@ng varbunden werden mußte. Wie weiter oben erläutert, wurden -<1£i
artl8tvorgänge thermische Spannungen hervorgerufen, die @@@@@@@ des Koaxialkabels
und infolgedessen die elektrischen @@@@@@@@@@@@ ten der Kupplung verändereten.
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Mit Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung wiedergegeben,
die sich insbesondere für die Verbindung von Hohlleiterabschnitten bzw. Koaxialkabeln
kleiner Durchmesser von typia scherweise etwa 3 mm eignet. Diese Kupplung weist
wiederum eine positive Kupplungshälfte A sowie eine negative Kupplungshälfte B auf.
Die positive Kupplungshälfte A hat einen inneren Grundkörper 104 mit einer Ringnut
106 für die Aufnahme eines Federrings 108, mit dessen Hilfe ein äußerer Sicherungsring
110 in axialer Richtung in seiner Lage gehalten werden kann. Der Sicherungsring
110 ist - wie gezeigt - mit einem Innengewinde 112 ausgestattet, das auf ein entsprechendes
Außengewinde 114 der negativen Kupplungshälfte B aufschraubbar ist. Die Innenbohrung
des Grundkörpers 104 hat ein Innengewinde 116, das wieder auf ein Außengewinde des
äußeren Metallmantels eines Koaxialkabels 120 aufsdhraubbar ist, dessen Mittelleiter
122 von dem äußeren Mantel durch eine dielektrische Zwischenlage (nicht dargestellt)
getrennt ist. Am vorderen Ende des Koaxialkabels 120 werden der äußere Metallmantel
und das dielektrische Material abgestreift, so daß der Spitzenabschnitt 124 freigelegt
wird. Das Innengewinde 116 und der äußere Mantel des Koaxialkabels 120 werden im
Verhältnis zueinander wiederum durch ein Epoxybindemittel 126 festgelegt, das in
Löcher oder öffnungen in der Seitenwand des Grundkörpers 104 in einen Bereich eingeleitet
wird, mit dem der Grundkörper 104 über das rückwärtige Ende des Sicherungsrings
110 hinausragt. Die freiliegende äußere Umfangsfläche des Grundkörpers 104 kann
mit äußeren Gewindegängen 128 versehen sein, um die Wärmeabstrahlung zu unterstützen.
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Die negative Kupplungshälfte B hat einen Grundkörper 130 mit einer
Ausnehmung 132, die einen ringförmigen Isoliereinsatz 134 aus Polytetrafluoräthylen
oder einem anderen-geeigneten Isoliermaterail aufnimmt. Das Koaxialkahel 136 ist
an seinem vorderen Ende wieder mit einem Außengewinde 138 ausgestattet, das in ein
entsprechendes innengewinde 140 an der Innenfläche der Ausnehmung 132 vom rlIckwirtigen
Ende des Orundkörpers 130 her einschraubbar ist.
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Das vordere Ende des MittclleLters 142 des Koaxialkabels 136 ist durch
hartlötung mit einer Kontaktbuchse 144 verbunden, die sIch durch eine tjffnung in
dem ringförmigen rsollerelnsatz 134 er
streckt und so ausgebildet
ist, daß sie den Spitzenabschnitt 124 des Mittelleiters des Koaxialkabels 120 aufnehmen
kann. Das Außengewinde des Koaxialkabels ist wiederum durch Epoxysilberbindemittel
146 fixiert, das sich durch Öffnungen in dem Grundkörper 130 erstreckt. Die Außenfläche
des Grundkörpers 130 kann wieder mit einer Rändelung o. dgl. versehen sein, um das
Einschrauben des Koaxialkabels in die negative Kupplungshälfte B zu erleichtern,
außerdem die Abstrahlung von Wärme von der Kupplung zu unterstützen.
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Bei allen drei vorstehend beschriebenen Ausführunysbeispielen der
Erfindung findet stets das gleiche Grundprinzip Anwendung, nämlich die Bildung einer
Schraubverbindu.lg zwischen einem Koaxialkabelende und einer negativen bzw. positiven
Kuppiungshälfte. Wie ausgeführt, werden dadurch die Schwierigkeiten beseitigt, wie
sie im Zusammenhang mit gleichartigen Kupplungen nach dem Stand der Technik auftreten.
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Patentansprüche: