DE4244641C1 - Coaxial cable plug connector for signal transmission - establishes contact between outer contact and screening by screw -loaded contact ring which can also include sealing ring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen koaxialen Steckverbinder der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Steckverbinder dieser Gattung sind für hochwertige Ko­ axialkabel, insbesondere solche mit massivem Außenlei­ ter, der glatt, schraubenförmig gewellt oder ringförmig gewellt sein kann, allgemein bekannt. Zur mechanischen Klemmung, vor allem aber zur sicheren elektrischen Kon­ taktierung wird der Außenleiter gewöhnlich im Bereich seines Stirnendes aufgeweitet oder rechtwinklig nach außen unter Bildung eines Kragens umgebördelt. Der auf­ geweitete Bereich oder der Kragen wird zwischen einer entsprechenden Ringfläche des Steckverbindergehäuses und der ringförmigen Stirnfläche oder auch Kegelfläche eines Druckringes durch Eindrehen eines hohlen Schraubgliedes, dessen Stirnfläche auf dem Druckring aufliegt, festge­ klemmt und dadurch gleichzeitig auch mit dem Steckver­ bindergehäuse elektrisch kontaktiert.

Außerdem ist aus der DE-OS 16 30 091 eine Abfangung für den Wellrohraußenleiter eines Koaxialkabels bekannt, bei der eine auf das Wellrohr aufgeschraubte Wellrohrmutter mit außenseitigem Doppelkonus durch eine Hohlschraube in dem Steckverbinderaußenleiter festgelegt wird. Diese mechanisch zuverlässige Abfangung ergibt jedoch keine einwandfreie Stirnflächenkontaktierung. Letztere ist zwar bei einer anderen Ausführungsform gewährleistet, bei der das umgebördelte Stirnende des Wellrohres nach dem Konusprinzip gegen den Stirnflansch eines Druck­ ringes verspannt wird, jedoch handelt es sich dabei nicht um eine Steckverbinderkontaktierung, sondern einen Übergang von dem Wellrohraußenleiter auf einen massiven, glattzylindrischen Außenleiter.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese sehr niederohmige und daher reflexionsarme Kontaktierung in manchen Fällen dennoch unbefriedigend ist, nämlich dann, wenn ein besonders hoher Intermodulationsabstand, z. B. von mehr als 120 dB für die Intermodulationsprodukte dritter Ordnung, gefordert wird. Dies ist z. B. bei Koaxialverbindern der Fall, über die gleichzeitig Signale mit hoher Leistung gesendet und mit sehr kleiner Leistung empfangen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen besonders intermodulationsarmen koaxialen Steckverbinder der einleitend angegebenen Art zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.

Die scheinbar einfache Lösung, bei einem Steckverbinder der vorliegenden Gattung den Druckring auf den Außenlei­ ter im Bereich dessen Stirnrandes aufzulöten, mit einer axial überstehenden Ringschulter zu versehen und über diese einen Ringbund in dem Steckverbindergehäuse zu kontaktieren, sowie alle kontaktgebenden Teile zu ver­ silbern, setzt jedoch die Erkenntnis voraus, daß die In­ termodulationssignale mit dem gemessenen Pegel ihre Ur­ sache in der bisherigen Art der mechanischen Kontaktie­ rung haben, daß nämlich bei dieser Art der Kontaktierung der Kontaktwiderstand einen wenn auch sehr kleinen nichtlinearen Anteil hat, der die Ursache für die Ent­ stehung von Intermodulationssignalen ist. Zurückzuführen ist dieser nichtlineare Anteil vermutlich auf die im Kontaktierungsbereich aufeinandertreffenden, gewöhnlich unterschiedlichen Metalle und vor allem deren Oberflä­ chenoxyde, die wiederum bei den für die Außenleiter von Koaxialkabeln meist verwendeten Metallen, nämlich Kupfer bzw. Kupferlegierungen und Aluminium, unvermeidbar sind. Die allgemein bekannte halbleitende Wirkung beispiels­ weise von Kupferoxydul könnte als Bestätigung der dies­ seitigen Vermutung angesehen werden.

Die mit dem Anspruch 1 vorgeschlagene Lösung hat zudem den Vorteil, daß der Außenleiter im Kontaktierungsbe­ reich nicht mehr aufgeweitet und umgebördelt werden muß, da er im Steckverbindergehäuse nicht mehr mechanisch ge­ klemmt sondern statt dessen mit dem Druckring verlötet wird, der seinerseits mittels der üblichen Hohlschraube in dem Steckverbindergehäuse geklemmt und mit diesem kontaktiert wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß auf diese Weise nichtlineare Anteile des Kontaktwiderstandes weitestgehend vermieden werden und sich damit Intermodu­ lationseffekte unter die Meßbarkeitsgrenze drücken las­ sen, wenn zusätzlich alle kontaktgebenden Teile versil­ bert sind. Damit wird allerdings auf einen Vorteil der bisher bekannten Steckverbinder verzichtet, der darin bestand, daß sie gewöhnlich vom Kunden montiert werden konnten.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen die­ ser Lösung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angege­ ben.

Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2 und 3 erleichtern die relative Positionierung von Druckring und Außenleiter vor und während des Auflötens des Druckringes.

Die Ausführungsform nach Anspruch 4 berücksichtigt, daß die Kontaktierungsflächen zwischen dem Druckring und dem Gehäuse einerseits sowie zwischen der Hohlschraube und dem Gehäuse andererseits elektrisch gesehen paral­ lelgeschaltete Übergangs- oder Kontaktierungswiderstände darstellen, so daß es sich empfiehlt, zur Minimierung des insgesamt wirksamen Kontaktwiderstandes auch die Kontaktfläche zwischen der Hohlschraube und dem Druck­ ring möglichst groß zu machen und gleichzeitig eine hohe Flächenpressung in diesem Bereich zu erzielen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 wird zusätzlich noch die Flächenpressung zwischen der Hohlschraube und dem Steckverbindergehäuse speziell in dem stromführenden Bereich erhöht.

Durch die Ausführungsform nach Anspruch 6 wird erreicht, daß der Steckverbinder wasserdicht ist. Etwa von der Kabelseite her in den Steckverbinder eindringendes Was­ ser kann nämlich lediglich bis zu der kabelseitigen Stirnfläche des Druckringes vordringen, nicht aber in den kritischen Bereich zwischen dem Innenleiterkontakt­ element und dem Außenleiter des Kabels bzw. dem Innen­ leiterkontaktelement und dem Gehäuse des Steckverbinders gelangen.

In der Zeichnung ist der Steckverbinder nach der Erfin­ dung in schematisch vereinfachten, beispielhaft gewähl­ ten Ausführungsformen im Längsschnitt bzw. in Teillängs­ schnitten dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des koaxialen Steckverbinders,

Fig. 2 eine Ausführungsform in einer abgedich­ teten Variante,

Fig. 3 eine zweite Möglichkeit zur Verwirk­ lichung der Abdichtung und

Fig. 4 eine dritte Möglichkeit zur Verwirk­ lichung der Abdichtung.

In allen Figuren bedeuten:
1 = Kabelinnenleiter
2 = Kabeldielektrikum
3 = Kabelaußenleiter
4 = Kabelmantel
11 = Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders
12 = Steckerdielektrikum
13 = Steckverbindergehäuse
14 = steckseitiger Flansch.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Steckverbinder erfolgt die Kontaktierung zwischen dem Kabelaußenleiter 3 und dem Steckverbindergehäuse 13 über einen Druckring 15 und eine in das Gehäuse 13 eingedrehte Hohlschraube 16. Der Druckring 15 hat ein zu der Wellung des Außenleiters 3 komplementäres Profil, wie bei 15b zu erkennen ist. Der Druckring 15 ist auf das Ende des Außenleiters 3 aufge­ lötet und hat eine in axialer Richtung über das Stirn­ ende des Außenleiters 3 überstehende Ringschulter 15a, mit der er einen Ringbund 13a des Steckverbindergehäuses 13 kontaktiert. Zumindest in diesem Kontaktierungsbe­ reich sind sowohl das Steckverbindergehäuse 13 als auch der Druckring 15 versilbert. Es empfiehlt sich jedoch, das Gehäuse 13 wenigstens im gesamten Anlagebereich des Druckringes 15 zu versilbern. Der Druckring 15 sollte insgesamt versilbert sein. Gleiches gilt für den vorde­ ren, also steckseitigen Bereich der Hohlschraube 16. Zur Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Druckring 15 und dem Vorderende der Hohlschraube 16 sind deren Stirn­ fläche 16a und die Gegenfläche des Druckringes 15 als komplementäre Kegelflächen ausgebildet. Ausgehend von ihrer Stirnfläche 16a ist die Hohlschraube 16 des weite­ ren mit umfangssymmetrisch verteilten, axialen Schlitzen 16b versehen, die sich bis zu dem Gewindeabschnitt 16c der Hohlschraube 16 erstrecken. Das dadurch im Bereich der ringförmigen Stirnfläche 16a der Hohlschraube 16 erzielte, in radialer Richtung federnde Verhalten führt in Verbindung mit den Kegelflächen zu einer mit fort­ schreitendem Anziehen der Hohlschraube 16 wachsenden Anpressung deren vorderen Bereiches an die Innenwand des Steckverbindergehäuses 13. Es läßt sich rechnerisch leicht zeigen, daß sowohl die Kegelmantelfläche zwischen dem Druckring 15 und der Hohlschraube 16 als auch die Zylinderfläche zwischen letzterer und dem Steckverbin­ dergehäuse 13 Kontaktierungsflächen bilden, über die ein - wenn auch sehr kleiner - Bruchteil des Stromes zwi­ schen dem Kabelaußenleiter 3 und dem Steckverbinderge­ häuse 13 fließt. Daher empfielt es sich, bei sehr hohen Anforderungen an die Dämpfung von Intermodulationspro­ dukten auch diese Kontaktierungsbereiche durchgängig zu versilbern, da es anderenfalls zu in Umfangsrichtung schwankenden, spezifischen Übergangs- oder Kontaktie­ rungswiderständen, vor allem aber zur Bildung von Oxyd­ schichten kommen kann, die wegen ihrer nichtlinearen elektrischen Eigenschaften in erster Linie als Ursache für die Entstehung von Intermodulationsprodukten angese­ hen werden.

Der steckseitige Flansch 14 ist als Schraubflansch aus­ gebildet und hat eine nach innen vorspringende Ring­ schulter 14a zur Sicherung der Lage des Steckverbinder­ dielektrikums 12. Der Kabelinnenleiter 1 ist in einer entsprechenden Bohrung des Innenleiterkontaktelements 11 aufgenommen und in dieser verlötet. Um den Lötvorgang zu ermöglichen, hat das Innenleiterkontaktelement eine zu der Lötstelle führende, axiale Bohrung 11a.

In Fig. 2 ist eine abgedichtete Ausführungsform des Steckverbinders nach Fig. 1 dargestellt. Die Abdichtung erfolgt mittels eines O-Ringes 17, der in eine Umfangs­ nut eingelegt ist, die von der hier kreisringförmigen Stirnfläche 16a der Hohlschraube 16, der wie im Fall der Fig. 1 kegelig abgeschrägten Gegenfläche des Druckrin­ ges 15 und der Innenwand der Bohrung des Steckverbinder­ gehäuses 13 begrenzt wird. Auf die Schlitze in dem vor­ deren Bereich der Hohlschraube 16 wurde bei dieser Aus­ führungsform verzichtet.

Gemäß Fig. 3 kann anstelle eines einfachen O-Ringes zur Abdichtung auch ein Profilring 17a verwendet werden.

Gemäß Fig. 4 läßt sich eine Abdichtung in gleicher Weise auch durch einen Dichtring 17b erzielen, der in eine Umfangsnut des Druckringes 15 eingelegt ist.

Claims (6)

1. Koaxialer Steckverbinder für ein Kabel, dessen Innen­ leiter (1) mit dem Innenleiterkontaktelement (11) des Steckverbinders verbunden ist, und dessen rohrförmi­ ger massiver Außenleiter (3) in einer Bohrung des Steckverbindergehäuses (13) endet und in diesem me­ chanisch geklemmt sowie im Bereich seines Stirnendes mit dem Steckverbindergehäuse elektrisch mittels eines Druckringes (15) und einer in die Bohrung des Steckverbindergehäuses eingedrehten Hohlschraube (16) kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (15) auf den Außenleiter (3) im Bereich des Stirnendes aufgelötet ist und eine über dieses Stirn­ ende axial überstehende Ringschulter (15a) hat, mit der er einen Ringbund (13a) an der Innenwand des Steckverbindergehäuses (13) kontaktiert, und daß alle kontaktgebenden Teile versilbert sind.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, für Koaxialkabel mit gewelltem Außenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (15) innenseitig ein zu der Wellung des Außenleiters (3) komplementäres Profil hat.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, für Koaxialkabel mit ringgewelltem Außenleiter, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckring (15) axial geteilt ist.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Stirn­ fläche (16a) der Hohlschraube (16) und die Gegenflä­ che des Druckringes (15) als komplementäre Kegelflä­ chen ausgebildet sind.

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hohlschraube (16) von ihrer kegeligen Stirnfläche (16a) ausgehende, voneinander beabstande­ te axiale Schlitze (16b) hat, die der Hohlschraube im Bereich ihrer Stirnfläche ein radial federndes Verhalten verleihen.

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Druck­ ringes (15) ein Dichtungsring (17, 17a, 17b) angeord­ net ist, der zumindest den Umfangsspalt zwischen dem Druckring (15) und dem Steckverbindergehäuse (13) gegen von der Kabelseite her eindringende Feuchtig­ keit in Richtung der Steckseite abdichtet.