DE2421321A1

DE2421321A1 - Koaxiale hf-steckverbindung

Info

Publication number: DE2421321A1
Application number: DE2421321A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr Ing Spinner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1974-05-02
Publication date: 1975-11-06
Also published as: US3976352A; GB1496831A; DE2459429A1; FR2269806B1; FR2269806A1; DE2459429C2; DE2421321B2; DE2421321C3

Description

Dr.-Ing. Georg Spinner, 8 München 2 - Erzgießereistraße

Koaxiale HF - Steckverbindung

Die Erfindung betrifft eine abgedichtete koaxiale HP-Steckverbindung, bei der der Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter im unmittelbaren Bereich der Steckkontakte mit dielektrischem Material gefüllt ist.

Derartige koaxiale Steckverbindungen insbesondere Kabelstecker und dazugehörige Gehäusestecker, die im Freien Verwendung finden,müssen eine Konstruktion aufweisen, die die Funktion unabhängig von der Witterung garantieren. Zu diesem Zweck wurde die Steckverbindung, d.h. die Kontaktstelle von Innen- und Außenleiter durch entsprechende Dichtungsmaßnahmen gegen das Eindringen von Wasser oder dgl. geschützt , Die Abdichtung erfolgte zu diesem Zweck außerhalb des Außenleiterkontaktes in dem Bestreben, daß weder Außenleiterkontakt noch Innenleiterkontakt mit Wasser in Berührung kommen konnten, oder der Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter mit Feuchtigkeit angereichert werden konnte. Die hierzu aufgewandten Dichtungsmaßnahmen sind äußerst aufwendig im Hinblick auf die Konstruktion. Sie erfordern Spannelemente, die im allgemeinen duroh axiale Verspannung Dichtungsringe oder dgl. derart deformieren, daß eine Abdichtung zustande kommt.

Schwierigkeiten ergeben sich auch durch die unvermeidbare Alterung der Dichtungen oder auch durch ein Fließen des Dichtungsmaterials, wenn ein entsprechender Spanndruck überschritten wurde.

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Die Ausfüllung des Raumes zwischen Innen- und Außenleiter auch im unmittelbaren Raum der Steckkontakte mit einem dielektrischen Material verfolgte den Zweck, bei dem dennoch nicht mit Sicherheit vermeidbaren Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Wasser, die elektrischen Eigenschaften nicht allzusehr zu stören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte koaxiale Steckverbindung zu schaffen, die ohne Verwendung komplizierter Spannvorrichtungen und Dichtungen außerhalb des Außenleiterkontaktes die Beibehaltung der gewünschten Übertragungseigenschaften auch beim Einsatz unter ungünstigen Witterungseinflüssen gewährleistet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das dielektrische Material zwischen Innen- und Außenleiter die gegenseitige Abdichtung im gesteckten Zustand wirkt. Die dielektrische Masse bewirkt also eine Abdichtung deB Steckerinnenraumes, d.h. die Steckstelle des Innenleiters wird abgedichtet und andererseits wird ein Schutz gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit wenigstens in dem Maße gewährleistet, daß eine Störung des Hochfrequenzüberganges ausgeschlossen ist. Diese gegenseitige Abdichtung erfolgt nach der Erfindung durch die Formgebung des dielektrischen Materials einerseits und dessen Elastizität andererseits, wodurch eine vollkommene Abdichtung im gesteckten Zustand bewirkt wird.

Die Elastizität kann einerseits durch federnde Ausbildung der Kontaktbuchsen oder Kontaktstecker bewirkt werden, wodurch das dielektrische Material im gesteckten Zustand gegeneinander und gegen die anliegenden Leiteroberflächen so stark angepreßt wird, daß die erforderliche Dichtung erzielt ist.

Die Elastizität kann zusätzlich zu der federnden Ausbildung des Steckerteils oder stattdessen durch Anordnung eines aus Gummi

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oder dergleichen bestehenden Ringes bewirkt werden, der an einer Stelle eingelegt ist, an der er im gesteckten Zustand eine Verstärkung des Anlagedruckes am gegenüberliegenden dielektrischen Material bzw. am Innen- und Außenleiter bewirkt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Anordnung auch derart getroffen werden, daß nur eine Steckerhälfte als dielektrisches Material Gummi oder ein anderes Elastomer enthält.

Bei allen Ausführungen kann die Deformation des Elastomers in radialer Richtung durch das Einstecken des Steckers in axialer Richtung bewirkt werden. Erforderlichenfalls kann die Einschubstellung, d.h. die Kontaktsteilung in an sich bekannter Weise durch Überwurfmuttern oder Bajonettverschlüsse fixiert werden.

Die Abdichtung des Elastomeres erfolgt dabei zweckmäßigerweise gegen einen Isolator aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen.

Der kabelseitige Steckerteil, der vorzugsweise als Stiftstecker ausgebildet ist, enthält zweckmäßigerweise das Isolationsstück, das aus Elastomer-Kunststoff hergestellt ist. Die Kombination kann auch aus elastomerem Material und nichtelastischem Isoliermaterial bestehen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daf elastische Dichtungsmaterial an dem anliegenden Außenleiter, beispielsweise den federnden Außenleiterkontakten, fest zu vulkanisieren.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbindungselement, z.B. die Überwurfmutter oder die Bajonetthülse im Bereich der Verbindung der Außenleiter bewußt so ausgespart, daß eindringendes Wasser oder eindringender Schmutz leicht entfernt, bzw. ausgewaschen werden kann. Bis jetzt gebräuchliche Stecker sind am Spalt zwischen Überwurf und Außenleiter schwer zu reinigen.

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Zu diesem Zweck sind in der Hülse Reinigungsöffnungen vorgesehen.

Der Überwurfteil erhält für extrem rauhen Betrieb sternförmige Bedienungswarzen.

Für den Einsatz im Labor oder in Innenräumen sind derartige Bedienungswarzen nicht erforderlich und können durch eine einfache JFtLffeiung ersetzt werden. Im übrigen kann die Steckverbindung für Benutzung im Freien oder in geschlossenen Räumen im wesentlichen gleichartig ausgebildet sein, wobei allerdings noch zu berücksichtigen ist, daß die Ausführung für den Gebrauch im Freien im allgemeinen höhere Federkräfte für die Verriegelung von Bajonetthülsen erfordert als beim Gebrauch im Labor.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Buchsenteils einer erfindungsgemäßen koaxialen Steckverbindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines zu dem Buchsenteil gemäß Figur 1 passenden Stiftteils;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines zu dem Buchsenteil gemäß Figur 1 passenden Stiftteiles;

Fig. 4 eine erfindungsgemäß ausgebildete koaxiale Steckverbindung im gesteckten und abgedichteten Zustand.

Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Buchsenaußenlelter 10 starr ausgebildet und mit einem konischen Einstecktrichter 12 sowie einer axialen Kontaktst.ufe 14 versehen. Der zugehörige Innenleiter 16 des Buchsenteils besitzt eine aus

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Federzungen l8 bestehende Federbuchse. Das Dielektrikum 20 zwischen Innenleiter Io und Außenleiter 10 ist an seiner freien Stirnseite konisch ausgebildet und erstreckt sich von der Kontaktringstufe 14 nach dem axial vorn liegenden Ende der Kontaktbuchsen 18 des Innenleiters.

Der Außenleiter 22, der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Stiftstecker trägt einen aus nach außen aufspreizenden Federlamellen 24 bestehenden Kontaktstift, der beim Zusammenstecken über den Konus 12 zusammengedrückt wird, so daß seine vordere Stirnkontaktringfläche 26 mit der Kontaktstufe 32 in Kontaktberührung gelangt. Der Innenleiter 28 des Stiftteiles ist in üblicher Weise mit einem konischen Endteil 30 versehen. Das Dielektrikum 32 zwischen Außenleiter 22 und Innenleiter 28 setzt sich fast bis zur Stirnringfläche 26 der Kontaktlamellen nach vorn fort, trägt jedoch eine Mittelausnehmung 34, die um das Ende 30 des Innenleiters verläuft, mit einer vorderen Dichtungswulst 36, wobei je nach den spezifischen Eigensohaften des jeweils verwendeten Materials insbesondere im Hinblick auf die Inlcompressibilität des Materials die Form so gewählt wird, daß im gesteckten Zustand insbesondere an der Dichtungsstelle 34 (Figur 4) ein dauerhafter und ausreichender Dichtungsdruck gewährleistet ist. Die Figur 4 zeigt zwei gemäß Figur 1 und 2 zusammengeschobene Steckerteile und läßt die zum Zwecke der Dichtung erfolgte Deformation erkennen. Durch den sich ergebenden Druck bzw. die Fortpflanzung des Druckes wird eine Abdichtung auch gegenüber dem Außenleiter derart bewirkt, daß praktisch keine Fremdkörper eindringen können. Die Feuchtigkeit, die allenfalls zwischen den Längsschlitzen der Federlamellen 24 bzw. über die Kontaktstirnringflächen eindringen kann, ist so gering, daß die elektrischen Eigenschaften nur unwesentlich gestört werden können.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist zur axialen Fixierung der beiden Steckerteile eine Bajonettüberwurfhülse 36

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vorgesehen, die über einen Ring 38 mit Axialfederung, der in eine Nut 40 des Außenleiters 22 des Stiftteiles eingreift, abgestützt ist. Die Bajonettüberwurfhülse 36 greift mit Fingern 42 in entsprechende Kulissenführungen 44 des Außenleiters 10 des Buchsenteiles ein. Im Endbereich der Außenleiter weist die Bajonettüberwurfhülse 36 über den Umfang verteilt, Reinigungslöcher 46 auf, durch die eindringendes Wasser oder eindringender Schmutz leicht entfernt bzw. ausgewaschen werden kann, über diese Löcher kann auch eine günstige Austrocknung und Abführung der eingedrungenen Feuchtigkeit bewirkt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 weist das Dielektrikum 33 eine sich nach außen erweiternde, das Ende 30 des Innenleiters freilegende Erweiterung 48 auf und ist im Bereich der Federlamellen 24 außerdem mit einer äußeren ringförmigen Ausnehmung 50 versehen, die durch einen Ring 52 abgestützt ist, der aus elastomerem Material besteht und in eine Außennut des Dielektrikums eingreift.

Bei dem Stiftteil gemäß Figur 2 besteht das Dielektrikum 32 aus einem elastomeren Material, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 lediglich der Dichtungsring 52 aus einem solchen Material hergestellt ist.

Die Bedienungswarzen sind grifförmig ähnlich einem Wasserhahn ausgeführt. Die Bajonett- oder Schraubhülse ragt mindestens um die Hälfte ihres vorderen Innendurchmessers über die Steckstelle hinaus. Es sind drei oder mehr Bajonettwarzen vorgesehen.

Der Winkel, den die Stirnfläche des Dielektrikums zur Achse bildet, ist größer als 15° und der Elastomerisolator am Kabelstecker dient gleichzeitig auch zur Abdichtung in Richtung des Kabels. Außerhalb des Außenleiters ist ein zusätzlicher Dichtungsring vorgesehen.

•A 509845/0254 Patentansprüche

Claims

- 7 Patentansprüche

Abgedichtete koaxiale HF-Steckverbindung, bei der der Hohlraum zwischen Außenleiter und Innenleiter im unmittelbaren Bereich der Steckkontakte mit dielektrischem Material gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (20, 32, 33) zwischen Innen- und Außenleiter die gegenseitige Abdichtung im gesteckten Zustand bewirkt.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß in Abhängigkeit von den Werkstoffeigenschaften des Dielektrikums die Formgebung des Dielektrikums an der Steckstelle so gewählt ist, daß im gesteckten Zustand der erforderliche Dichtungsdruck zustande kommt.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (Stiftteil oder Steckerteil) mit einer elastischen Kontaktbuchse(24) ausgestattet ist.
4. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität des Dielektrikums durch einen aus elastomerem Material bestehenden Ring bewirkt wird.
5. Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chnet, daß der aus elastomerem Material bestehende Ring (52)

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vorzugsweise federnd ausgebildeten zwischen den lamellen (24) des Stiftteilaußenleiters

und dem an dieser Stelle mit einer Umfangsausnehmung versehenen Dielektrikum in einer Nut des Dielektrikums eingelegt ist.
6. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Steckerhälfte als dielektrisches Material ein Elastomer (32) enthält.
7. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformation des Elastomeres in radialer Richtung durch das Einstecken des Steckers in axialer Richtung bewirkt wird.
8. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (20) des Buchsenteils sich nach außen konisch verjüngend ausgebildet ist und in eine Ausnehmung (^) des Dielektrikums (32) des Stiftteiles eindrückbar ist.
9. Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet, daß das Dielektrikum (32) des Stiftteiles eine Dichtungswulst (36) aufweist, die an der konischen Stirnfläche des Buchsen-Dielektrikums zur Anlage gelangt.
10. Steckverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Elastomeres gegen einen Isolator aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen erfolgt.

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11. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet, daß der kabelseitige Steckerteil, d.h. der Stiftstecker, das Isolationsstück aus Elastomerkunststoff aufweist.
12. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination aus elastomerem und nicht-elastomerem Isolationsmaterial besteht.
13. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dichtungsstoff (32) an federnden Außenleiterkontakten (24) festvulkanisiert ist.
Ik. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzei chnet,' daß die Überwurfmutter oder Überwurfhülse, welche die axiale Verspannung der beiden Steckerteile bewirkt, im Bereich der Verbindung der Außenleiter mit Reinigungsöffnungen (46) versehen ist.
15. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzei chnet, daß die Überwurfhülse (36) mit sternförmigen Bedienungswarzen versehen ist.
16. Steckverbindung nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungswarzen grifförmig ähnlich einem Wasserhahn ausgeführt sind.
17. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bajonett- oder Schraubhülse mindestens um die Hälfte ihres vorderen Innendurchmessers über die Steckstelle hinausragt.

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l8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzei chnet, daß drei oder mehr Bajonettwarzen vorgesehen sind.
19· Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis l8, dadurch gekennzei chnet, daß der Winkel, den die Stirnfläche des Dielektrikums zur Achse bildet, größer als 15° ist.
20. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis I9, dadurch gekennzei chnet, daß der Elastomerisolator am Kabelstecker gleichzeitig auch zur Abdichtung in Richtung des Kabels dient.
21. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Dichtungsring außerhalb des Außenleiters vorgesehen ist.

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