DE4229705C2 - Steckvorrichtung für hochfrequente Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung, bestehend aus einem Stecker und einer Buchse, für hochfrequente Signale, wobei der Stecker mit einem hülsenförmigen Außenleiter und einem stiftförmigen Innenleiter versehen ist und die Buchse zwei konzentrisch angeordnete Hülsen aufweist, die im eingesteckten Zustand jeweils den Innenleiter und den Außenleiter des Steckers kontaktbildend umschließen, wobei der Stecker außerhalb des Außenleiters eine metallische Außenhülse aufweist.

Bei Videoverteilersteckfeldern und im Zusammenhang mit anderen Fernsehstudioeinrichtungen haben sich Steckverbindungen nach DIN 47284, HF-Steckverbindungen 4/13, September 1963 seit langem bewährt. Einerseits sind diese bekannten Steckvorrichtungen äußerst robust und halten somit den rauhen Einsatzbedingungen bei großer Betriebssicherheit stand. Andererseits weisen sie auch elektrische Eigenschaften auf, die eine einwandfreie Übertragung von Videosignalen ermöglichen.

Neben Buchsen mit einer zusätzlichen metallischen Außenhülse (DE 26 43 373 A1, US 47 99 900) ist aus DE-AS 16 65 758 eine Steckvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die ein Zwischenglied einer Vorrichtung zur hochfrequenzmäßigen Verbindung von zwei fest an Frontplatten fixierten koaxialen Hochfrequenzbuchsen ist. Diese Steckvorrichtung ist zur Anpassung an verschiedene Buchsenabstände vorgesehen und daher nicht für ein einfaches Zusammenfügen und Trennen ausgelegt.

Während die bisherige analoge Übertragung der Videosignale eine Bandbreite von weniger als 10 MHz erfordert, benötigt die in jüngster Zeit aufkommende digitale serielle Übertragung von Videosignalen mit einer Datenrate von 270 Mbit eine wesentlich höhere Bandbreite. Dafür sind zwar elektrisch geeignete Steckvorrichtungen vorhanden, die jedoch mechanisch nicht so widerstandsfähig sind wie die bisher in Fernsehstudios und Videoverteilern benutzten Steckvorrichtungen.

Bei den, beispielsweise aus DE 89 12 226 U1, bekannten für Signale sehr hoher Frequenzen geeigneten BNC-Steckern ist zum Zusammenfügen und Trennen die Betätigung eines Bajonettverschlusses erforderlich, während bei anderen bekannten Steckvorrichtungen für sehr hohe Frequenzen Überwurfmuttern vorgesehen sind. Diese Manipulationen sind bei Videosteckfeldern besonders störend, wenn ein häufiges Umstecken erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steckvorrichtung anzugeben, welche sowohl für sehr hohe Frequenzen geeignet ist als auch den Anforderungen eines rauhen Betriebes genügt und durch bloßes Einführen verbunden werden kann, das heißt, ohne eine Drehbewegung ausführen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge der Außenhülse etwa deren doppeltem Außendurchmesser entspricht und größer als die Länge des Außenleiters ist, und daß die Buchse mit einem hülsenförmigen Gehäuse versehen ist, das im eingesteckten Zustand die Außenhülse des Steckers umfaßt und innen mit Federelementen versehen ist, die eine definierte Einsteck- bzw. Auszugkraft bewirken.

Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung hat den Vorteil, daß bei Eignung für sehr hohe Frequenzen und bei einer relativ hohen Auszugkraft ein Einführen und Ausziehen ohne Drehbewegung möglich ist. Auch an schwer zugänglichen Stellen sind das Einführen und Ausziehen ohne weitere Manipulationen besonders vorteilhaft. Selbst wenn diese Voraussetzungen nicht vorliegen, ist aus Gründen der Austauschbarkeit im Hinblick auf DIN 47284 die erfindungsgemäße Steckvorrichtung nützlich.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Außenhülse eine außen umlaufende Rastnut aufweist, daß die Federelemente an der Innenseite des Gehäuses von einem Kontaktkorb gebildet sind, der im eingesteckten Zustand die Außenhülse des Steckers umfaßt und daß durch geeignete Schlitzung des Kontaktkorbes Federstege als Rastnasen ausgebildet sind, die mit der Rastnut der Außenhülse des Steckers eine Raste bilden.

Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung trägt zur weiteren Sicherung gegen zufälliges Herausreißen bei. Dabei wird dadurch, daß die umlaufende Nut in einem mittleren Bereich der Außenhülse angeordnet ist, eine günstige Gestaltung der mit der umlaufenden Nut in der Buchse zusammenwirkenden Federn ermöglicht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Außenhülse eine Länge aufweist, die etwa dem doppelten Außendurchmesser entspricht, und daß der Außenleiter und der Innenleiter sich über den größten Teil der Länge der Außenhülse erstrecken. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß der Außenleiter 10% bis 15% kürzer als die Außenhülse ist und daß der Innenleiter 7% bis 12% kürzer als der Außenleiter ist.

Diese Ausgestaltung sichert eine Kontaktgabe auch dann, wenn der Stecker nicht ganz in die zugehörige Buchse eingesteckt ist oder durch versehentliches Ziehen am Kabel etwas herausgezogen ist. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß beim Einstecken der Außenleiter vor dem Innenleiter mit dem jeweiligen Gegenstück in der Buchse verbunden wird.

Für Videoverteilersteckfelder ist eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung geeignet, die darin besteht, daß zwei Stecker zu einem Brückenstecker verbunden sind. Die elektrische Verbindung zwischen beiden Steckern ist dabei mit dem vorgeschriebenen Wellenwiderstand von 75 Ω auszuführen.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Hülsen an ihrem Umfang verteilt mehrere in Längsrichtung verlaufende Schlitze vorgesehen sind und daß im Bereich der Schlitze Federringe die Hülsen umfassen. Diese Steckvorrichtung sichert einen zuverlässigen Kontakt sowohl mit dem Innenleiter als auch mit dem Außenleiter des zugehörigen Steckers. Eine weitere Verbesserung des Kontaktes ist durch eine Vergoldung der Kontaktfläche möglich, was insbesondere bei der Anwendung in einer aggressiven Atmosphäre nützlich ist. Eine Schlitzung von Kontakthülsen und die Verwendung von Federringen sind an sich bekannt, beispielsweise aus DE-OS 19 29 846 und EP 03 41 535 A2.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die den Außenleiter des Steckers umfassende Hülse mit zwei Federringen versehen ist, die in dem mit Schlitzen versehenen Endbereich in umlaufenden Nuten fixiert sind, und zeichnet sich durch eine weiterhin verbesserte Kontaktgabe für den Außenleiter aus.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die den Außenleiter des Steckers umfassende Hülse kürzer als das Gehäuse ist und daß die den Innenleiter umfassende Hülse kürzer als die den Außenleiter umfassende Hülse ist. Hierdurch wird einerseits gewährleistet, daß beim Einsteckvorgang zunächst eine mechanische Führung der Außenhülse im Gehäuse der Buchse, dann ein Kontakt zwischen den Außenleitern und schließlich ein Kontakt zwischen den Innenleitern erfolgt. Andererseits ergibt sich eine günstige Verteilung der Einsteckkräfte über dem Einsteckweg.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf den Stand der Technik näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem zwei Stecker zu einem Brückenstecker verbunden sind,

Fig. 2 eine als Buchse ausgebildete erfindungsgemäße Steckvorrichtung,

Fig. 3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Steckvorrichtung, die als Brückenstecker ausgebildet ist,

Fig. 4 eine bekannte Buchse und

Fig. 5 ein Teil einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten bekannten Steckvorrichtung ist ein Stecker 1 und eine Buchse 2 vorgesehen. Der Stecker 1 besteht unter anderem aus einem hülsenförmigen Außenleiter 3 und einem konzentrisch angeordneten stiftförmigen Innenleiter 4. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Stecker 1 über ein griffartig ausgebildetes Kunststoffteil 5 miteinander verbunden. Innerhalb des Kunststoffteils 5 befindet sich eine in Fig. 3 nicht dargestellte elektrische Verbindung zwischen den Steckern. Die zur Bildung des Kontaktes vorgesehenen Teile 3, 4 sind bei einer Ausführung des bekannten Steckers nach DIN 47284 versilbert und vernickelt. Ein Wert für den Wellenwiderstand ist nicht definiert.

Die Buchse 2 (Fig. 4) besteht aus einem Gehäuse 6, das einen Flansch 7 zur Befestigung in einer Platte eines Videoverteilers oder eines anderen Gerätes aufweist. Zusammen mit einer BNC-Buchse 8 wird eine Übergangskupplung gebildet. Die erfindungsgemäße Buchse kann jedoch auch als Buchse mit Anschlüssen für Kabel oder gedruckte Schaltungen ausgeführt sein.

Innerhalb eines hülsenförmigen, dem Stecker 1 zugewandten Teils des Gehäuses 6 befindet sich ein Kontaktkorb 9, bei dem durch geeignete Schlitze und Prägungen Federstege ausgebildet sind, welche beim Einstecken des Steckers 1 bzw. des Außenleiters 3 einen guten elektrischen Kontakt sowie definierte Einsteck- und Auszugskräfte sicherstellen.

Als Innenleiter in der Buchse 2 ist eine vierfach längsgeschlitzte Hülse 10 vorgesehen, welche beim Einstecken den Innenleiter 4 des Steckers 1 (Fig. 3) umfaßt. Zur Sicherung des elektrischen Kontakts zwischen den Innenleitern sind im Endbereich der Hülse 10 in umlaufende Nuten, die in Fig. 4 nicht sichtbar sind, zwei Federringe 11, 12 eingelegt. Die Hülse 10 ist im Gehäuse 6 mit Hilfe eines Kunststoffteils 13 gelagert.

Die Steckvorrichtung ist in den Fig. 1 und 2 einerseits als Stecker 21 und andererseits als Buchse 22 dargestellt. Eine Außenhülse 23 des Steckers 21 dient im Gegensatz zu der bekannten Steckvorrichtung lediglich als Schutzhülse und zur robusten mechanischen Verbindung zwischen dem Stecker 21 und der Buchse 22 im eingesteckten Zustand. Dadurch wird allerdings eine elektrische Kontaktgabe durch die Außenhülse 23 nicht ausgeschlossen. Die Übertragung der elektrischen Signale erfolgt dann allerdings über einen Außenleiter 24 und einen Innenleiter 25, die innerhalb der Außenhülse 23 geschützt angeordnet sind. Der von ihnen gebildete Wellenwiderstand ist exakt nach den Erfordernissen der Signalübertragung bemessen, beträgt also bei der derzeit angeführten digitalen seriellen Übertragung der Videosignale 75 Ω.

Die Außenhülse 23 weist eine umlaufende Nut 26 auf, welche zusammen mit später zu erläuternden Teilen der Buchse 22 eine Raste bildet.

Zur Kontaktierung mit dem Außenleiter 24 und dem Innenleiter 25 des Steckers 21 sind bei der Buchse 22 (Fig. 2) zwei länggeschlitzte Hülsen 27, 28 vorgesehen. Die innere Hülse 28 ist mit zwei um 180° versetzten Schlitzen 29, 30 versehen und an ihrem Endbereich von einem Federring 31 umschlossen. Die äußere Hülse 27 weist vier Schlitze 32, 33, 34, 35 auf und trägt zur Verstärkung der Kontaktkraft zwei Federringe 36, 37, welche in umlaufende Nuten eingelegt sind, die in Fig. 2 nicht sichtbar sind. Die äußere geschlitzte Hülse 27 und die innere geschlitzte Hülse 28 werden in einem Kunstoffteil 38 gehalten. Ein Kontaktkorb 39 führt die Außenhülse 23 des Steckers 21 (Fig. 3). Die übrigen Teile der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung entsprechen den mit gleichen Bezugszeichen versehenen Teilen der bekannten Steckvorrichtungen gemäß den Fig. 3 und 4.

Fig. 5 zeigt den Kontaktkorb 39 der Buchse gemäß Fig. 2 in geschnittener Darstellung und in gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab. Jeweils im Winkelabstand von 90° sind durch Schlitze vier Federstege gebildet, von denen in Fig. 5 lediglich zwei Federstege 40, 41 sichtbar sind. Der Federsteg 40 und ein nicht dargestellter diametral gegenüberliegender Federsteg ist in der Mitte als Rastnase 42 ausgebildet, welche in die umlaufende Nut 26 beim eingesteckten Stecker 21 eingreift.

Der Federsteg 41 weist einen sich über einen großen Teil des Federsteges erstreckenden flachen Teil 43 auf, der für eine definierte Einsteck- bzw. Auszugskraft sorgt, auch wenn der Stecker nicht eingerastet ist. Zusätzlich wird durch den Federsteg 41 und einen gegenüberliegenden gleichartigen Federsteg der elektrische Kontakt zwischen der Außenhülse 23 (Stecker 21) und der Buchse sichergestellt.

Claims (9)

1. Steckvorrichtung, bestehend aus einem Stecker (21) und einer Buchse (22), für hochfrequente Signale,

• - wobei der Stecker (21) mit einem hülsenförmigen Außenleiter (24) und einem stiftförmigen Innenleiter (25) versehen ist und die Buchse (22) zwei konzentrisch angeordnete Hülsen (28, 27) aufweist, die im eingesteckten Zustand jeweils den Innenleiter (25) und den Außenleiter (24) des Steckers (21) kontaktbildend umschließen,
• - wobei der Stecker (21) außerhalb des Außenleiters (24) eine metallische Außenhülse (23) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Länge der Außenhülse (23) etwa deren doppeltem Außendurchmesser entspricht
• - und größer als die Länge des Außenleiters (24) ist,
• - und daß die Buchse (22) mit einem hülsenförmigen Gehäuse (6) versehen ist, das im eingesteckten Zustand die Außenhülse (23) des Steckers (21) umfaßt
• - und innen mit Federelementen (40) versehen ist, die eine definierte Einsteck- bzw. Auszugkraft bewirken.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülse (23) eine außen umlaufende Rastnut (26) aufweist, daß die Federelemente an der Innenseite des Gehäuses (6) von einem Kontaktkorb (39) gebildet sind, der im eingesteckten Zustand die Außenhülse (23) des Steckers (21) umfaßt und daß durch geeignete Schlitzung des Kontaktkorbes (39) Federstege (40) als Rastnasen (42) ausgebildet sind, die mit der Rastnut (26) der Außenhülse (23) des Steckers (21) eine Raste bilden.

3. Steckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Nut (26) in einem mittleren Bereich der Außenhülse (23) angeordnet ist.

4. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (24) und der Innenleiter (25) sich über den größten Teil der Länge der Außenhülse (23) erstrecken.

5. Steckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (24) 10% bis 15% kürzer als die Außenhülse (23) ist und daß der Innenleiter (25) 7% bis 12% kürzer als der Außenleiter (24) ist.

6. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stecker (21) zu einem Brückenstecker verbunden sind.

7. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hülsen (28, 27) an ihrem Umfang verteilt mehrere in Längsrichtung verlaufende Schlitze (29, 30, 32 bis 35) vorgesehen sind und daß im Bereich der Schlitze Federringe (31, 36, 37) die Hülsen (28, 27) umfassen.

8. Steckvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Außenleiter (24) des Steckers (21) umfassende Hülse (27) mit zwei Federringen (36, 37) versehen ist, die in dem mit Schlitzen (32 bis 35) versehenen Endbereich in umlaufenden Nuten fixiert sind.

9. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Außenleiter (24) des Steckers (21) umfassende Hülse (27) kürzer als das Gehäuse (6) ist und daß die den Innenleiter (25) umfassende Hülse (28) kürzer als die den Außenleiter (24) umfassende Hülse (27) ist.