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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet koaxialer
Steckverbinder und insbesondere auf eine koaxiale Steckverbinderbaugruppe
und eine Antennenbaugruppe mit einer Schaltfunktion, die vorzugsweise
in einem Mobiltelefon verwendet wird.
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Koaxiale
Steckverbinder mit einer Schaltfunktion werden, beispielsweise,
in Mobiltelefonen benutzt, um eine Anschlussoption für eine externe Antenne
bereitzustellen. Wenn die externe Antenne angeschlossen ist, muss
eine interne Antenne des Mobiltelefon von den jeweiligen Teilen
des Mobiltelefons getrennt werden.
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So
eine koaxiale Steckverbinderbaugruppe zur Verwendung in einem Mobiltelefon
ist aus der
WO 98/31078 bekannt.
Die
6 veranschaulicht diese Steckverbinderbaugruppe
des Stands der Technik in einem nicht gekoppelten Zustand davon. Die
koaxiale Steckverbinderbaugruppe umfasst einen ersten Steckverbinder
1 und
einen zweiten Steckverbinder
2. Der erste Steckverbinder
1 ist
auf einer Leiterplatte
5 in einem Gerät, wie beispielsweise einem
tragbaren Telefon mit einem äußeren Gehäuse
6 zur
Aufnahme in einem Gerät
wie beispielsweise einer Telefongabel
9, montiert. Außerdem ist der
zweite Steckverbinder
2 in der Telefongabel
9 zum
Koppeln mit dem ersten Steckverbinder
1 montiert. Jeder
Steckverbinder umfasst einen inneren Kontakt
31,
21,
der von einem jeweiligen äußeren Kontakt
12,
22 umgeben
ist, der von seinem entsprechenden inneren Kontakt durch ein Dielektrikum
13,
23 getrennt
ist. Im dargestellten nicht gekoppelten Zustand der Steckverbinderbaugruppe
verbindet ein federnder Kontaktarm
32 die ersten und zweiten oberflächenmontierten
Kontaktabschnitte
51 und
52 elektrisch. Der innere
Kontakt
31 des ersten Steckverbinders
1 ist in
einer axialen Richtung A bewegbar. Nach dem Koppeln des ersten und
zweiten Steckverbinders wird der bewegbare innere Kontakt
31 niedergedrückt und
trennt den federnden Kontaktarm
32 vom jeweiligen Gegenkontaktabschnitt
53. Dadurch
wird eine Schaltfunktion realisiert, wobei in einem ersten Zustand
der erste oberflächenmontierte Kontaktabschnitt
51 und
der zweite oberflächenmontierte
Kontaktabschnitt
52 verbunden und in einem zweiten Zustand
voneinander getrennt werden.
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Außerdem beschreibt
die
US-5625177 einen ähnlichen
ersten Steckverbinder, der auf einer Leiterplatte, z.B. zum Testen
von Teilen der Leiterplatte montiert, wenn eine Prüfsonde mit
einem zweiten Steckverbinder in den ersten Steckverbinder eingeschoben
wird. Der zweite Steckverbinder ist eines koaxialen Typs mit einem
inneren Leiter, der in einer axialen (koppelnden) Richtung hervorsteht,
und einem äußeren Leiter,
der vom inneren Leiter durch ein Dielektrikum getrennt ist. Der
erste Steckverbinder umfasst einen entsprechenden Koppelabschnitt
und einen umkehrbar beweglichen Federarm, der an einen ersten Kontaktabschnitt
angrenzt, der elektrisch mit einem ersten Abschnitt der Leiterplatte
verbunden ist. Der Federarm ist weiter mit einem zweiten Abschnitt
der Leiterplatte elektrisch verbunden Wenn der Prüfsondensteckverbinder
in einer zur Leiterplatte senkrechten Richtung eingeschoben wird,
drückt sein
hervorstehender innerer Leiter den Federarm nieder. Dadurch wird
der Kontakt zwischen dem Federarm und dem ersten Kontaktabschnitt
getrennt und ein elektrischer Kontakt zwischen dem Prüfsondensteckverbinder
und dem Federarm erzielt.
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Während des
Kopplungs- oder Entkopplungsprozesses werden diese Steckverbinderbaugruppen
stark beansprucht. Insbesondere leiden die Leiterplatte und die
elektrischen Kontakte daran von dieser mechanischen Beeinflussung.
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Außerdem ist,
im Beispiel der umgeschalteten internen Antenne, unabhängig vom
Koppelzustand der Baugruppe, die Leiterplatte immer elektrisch mit
der internen Antenne verbunden, die ein erstes HF-Signal bereitstellt.
Folglich sendet, wenn die externe Antenne im gekoppelten Zustand
der Steckverbinderbaugruppe ein zweites HF-Signal bereitstellt,
die interne Antenne unnötigerweise
ihr erstes HF-Signal. Zusätzlich
muss die Leiterplatte so eingerichtet werden, dass sie das HF-Signal
bereitstellen und möglicherweise
bei seiner Bereitstellung von einem entsprechenden Schnittstellenteil
der Leiterplatte zur Umschaltsteckverbinderbaugruppe schützen kann,
die auf der Leiterplatte montiert ist.
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Aus
der europäischen
Patentanmeldung
EP 1039588
A2 ist ein auf Leiterplatte monierter Schalter bekannt,
wobei der innere Kontakt eines der zwei koaxialen Steckverbinder
von einem bewegbaren Metallbalken gebildet wird. Beim Kontaktieren
des inneren Kontakts wird der Metallbalken so bewegt, dass der elektrische
Kontakt zwischen dem Ende des Balkens und dem Kontakt der Leiterplatte
getrennt wird.
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Die
UK-Patentanmeldung
GB
23516178 A offenbart einen koaxialen Steckverbinder mit
einem Schalter, wobei der innere Leiterstift mit dem federnden Arm
in Wechselwirkung steht, um als ein Schalter zu arbeiten, wenn der
Steckverbinder in Gebrauch ist. Der koaxiale Steckverbinder, der
in den schaltbaren Steckverbinder zu stecken ist, ist mit einer
Aussparung versehen, die dem Steckverbinderstift entspricht.
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Aus
dem
US-Patent 5421189 ist
ein Kontaktsystem für
entfernbare Sensoren in einem elektrochemischen/Gasanalysator bekannt,
das eine Mehrheit gestanzter Kontakte umfasst. Jeder dieser gestanzten
Kontakte hat einen gebogenen Bereich zur Kontaktherstellung mit
einem Sensorkontakt und wobei ein ferner Teil mit einer Leiterplatte
und darauf angeordneter Diagnoseschaltung in Kontakt ist, wenn kein
Sensor eingeschoben ist und von der Leiterplatte weg gedrängt wird,
wenn der Sensor ganz eingeschoben ist.
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Ein
zu lösendes
Problem ist wie die Antennenschaltstruktur einer koaxialen Steckverbinderbaugruppe
zu vereinfachen ist.
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Dieses
Problem wird nach Anspruch 1 durch die Erfindung gelöst.
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Die
Erfindung ist eine koaxiale Steckverbinderbaugruppe, die einen ersten
koaxialen Steckverbinder und einen zweiten koaxialen Steckverbinder umfasst,
der damit in einer axialen Richtung koppelbar ist. Jeder der koaxialen
Steckverbinder umfasst ein Koppelteilstück mit einem inneren Kontakt,
der von einem äußeren Kontakt
umgeben und davon durch ein Dielektrikum getrennt ist. Einer der
ersten und zweiten koaxialen Steckverbinder hat einen Einführteil zum
Einführen
und Positionieren des Steckverbinderteilstücks des anderen der ersten
und zweiten koaxialen Steckverbinder während des Zusammensteckvorgangs.
Einer der inneren Kontakte wird durch einen federnden Metallstreifen
gebildet, der integral mit einem Kontaktteil gebildet ist, das eingerichtet
ist, eine schaltbare elektrische Verbindung mit einem entsprechenden
Gegenkontaktteil, in Abhängigkeit
vom gekoppelten oder nicht gekoppelten Zustand der koaxialen Steckverbinderbaugruppe
bereitzustellen.
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Die
Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht der koaxialen Steckverbinderbaugruppe gemäß der Erfindung im
gekoppelten Zustand der Baugruppe ist,
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2 eine
Querschnittsansicht ist, die die Baugruppe der 1 in
einem nicht gekoppelten Zustand davon darstellt,
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3 eine
Seiten- und eine Draufsicht-Querschnittsansicht ist, die die Anordnung
der Baugruppe gemäß der 1 und 2 in
einem Mobiltelefongehäuse
darstellt,
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4 eine
ausführlichere
Ansicht der relevanten Teile der 3 ist,
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5 eine
Querschnittsansicht der Antennenbaugruppe nach einer weiteren Ausführungsform dieser
Erfindung ist, und
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6 eine
Querschnittsansicht einer koaxialen Steckverbinderbaugruppe in ihrem
nicht gekoppelten Zustand ist.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen und speziell auf die
1 bis
4 wird
jetzt im Detail eine erste bevorzugte Ausführungsform einer koaxialen
Steckverbinderbaugruppe und einer Antennenbaugruppe beschrieben.
Für die
generellen Details der dargestellten Steckverbinderbaugruppe wird
auf das oben erwähnte
Dokument
WO 98/31078 Bezug
genommen.
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Die 1 und 2 veranschaulicht
die koaxiale Steckverbinderbaugruppe in einem gekoppelten bzw. in
einem nicht gekoppelten Zustand. Es ist ein erster koaxialer Steckverbinder 1 und
ein zweiter koaxialer Steckverbinder 2 vorgesehen, die
in einer axialen Richtung A miteinander koppelbar sind. Die koaxiale
Steckverbinderbaugruppe ist in einem Gehäuse 6 eines Mobiltelefons
angeordnet, das weiter eine Leiterplatte 5 und eine interne
Antenne oder ein Antennenteil 4 umfasst. Der erste Steckverbinder
ist mechanisch an der Leiterplatte 5 über die interne Antenne 4 und
das Verbindungsmittel 7 befestigt.
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Ein
ankommendes HF-Signal wird in der internen Antenne 4 empfangen
und der Leiterplatte 5 über
einen federnden Metallstreifen 3 bereitgestellt. Die Pfeile
in der 2 zeigen einen Signalfluss des empfangenen HF-Signals
an. Der Metallstreifen ist integral mit einem Kontaktteil 14 gebildet,
das eingerichtet ist, eine schaltbare elektrische Verbindung mit einem
entsprechenden Gegenkontaktteil 41 bereitzustellen. Im
nicht gekoppelten Zustand der Baugruppe stößt der Kontaktteil 14 an
den Gegenkontaktteil 41 an, der elektrisch mit der internen
Antenne 4 verbunden ist. Schließlich stellt ein Signalpol 16 des
Metallstreifens 3 der Leiterplatte 5 das HF-Signal
bereit. Die Bezugszahlen 27 und 26 zeigen Kopplungsteile der
ersten bzw. zweiten koaxialen Steckverbinder an.
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Die 3 veranschaulicht
die Anordnung der koaxialen Steckverbinderbaugruppe im Gehäuse 6 eines
Mobiltelefons. Die Draufsicht veranschaulicht in ihrem Querschnittsteil
die interne Antenne 4 und den ersten koaxialen Steckverbinder 1. Überdies sind
in der entsprechenden, im untern Teil der 3 gezeigten,
Querschnittsansicht die Leiterplatte 5 sowie ein Einführteil 61 des
Mobiltelefongehäuses 6 veranschaulicht.
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Die 4 zeigt
eine ausführlichere
Ansicht der relevanten Teile der 3, wobei der
erste koaxiale Steckverbinder 1 den federnden Metallstreifen 3 umfasst,
der durch Befestigungsmittel 42 mechanisch am ersten Steckverbinder 1 befestigt
ist. Der federnde Metallstreifen 3 bildet einen inneren
Kontakt 11 des ersten koaxialen Steckverbinders 1 und
weist vorzugsweise eine U-förmige
Form auf. Überdies ragt
er mit seiner Spitze 18 aus einer Kopplungsfläche 17 des
ersten koaxialen Steckverbinders 1 heraus. Der erste Steckverbinder 1 umfasst
weiter einen nicht dargestellten Erd- oder Außenkontaktteil bei einer Position 12,
der vom inneren Steckverbinder durch ein Dielektrikum 13 getrennt
ist.
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Der
innere Kontakt 11 des federnden Metallstreifens 3 ist
in einer axialen Richtung bewegbar. Folglich könnte der erste Steckverbinder
eingerichtet werden, eine entsprechende Bewegung des inneren Kontakts 11,
durch Bereitstellen eines Spalts zwischen dem inneren Kontakt 11 und
dem Dielektrikum zuzulassen. Darin könnte der Spalt außerdem mindestens
teilsweise das Dielektrikum 13 bilden. Der erste koaxiale
Steckverbinder 1 umfasst weiter einen Einführteil 29 zum
Einführen
und Positionieren der Steckverbinderkoppelteilstücke während des Zusammensteckvorgangs.
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Vorzugsweise
hat der innere Kontakt 21 des zweiten koaxialen Steckverbinders 2 (2)
eine Aussparung 25 in seiner Koppelfläche 24 ausgebildet,
um an die Spitze 18 des im gekoppelten Zustand der Baugruppe
herausragenden Metallstreifens anzustoßen oder diese aufzunehmen.
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Wie
in der 1 im gekoppelten Zustand der Steckverbinderbaugruppe
dargestellt, kommt ein innerer Kontakt 21 des zweiten Steckverbinders 2 mit der
Spitze 18 des inneren Kontakts 11 des federnden Metallstreifens 3 in
Kontakt. Der zweite Steckverbinder umfasst weiter einen äußeren Kontakt 22,
der von seinem inneren Kontakt 21 durch ein Dielektrikum 23 getrennt
ist. Im gekoppelten Zustand liegen die jeweiligen Koppelflächen des
ersten und zweiten Steckverbinders einander gegenüber.
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Der
federnde Metallstreifen 3 ist mindestens teilweise in einer
axialen Richtung bewegbar, um eine Schaltfunktion zwischen einem
Signal vom zweiten Steckverbinder 2 oder der internen Antenne 4.
bereitzustellen. Nach Koppeln des ersten 1 und zweiten 2 koaxialen
Steckverbinders wird der innere Kontakt 11 des federnden
Metallstreifens niedergedrückt,
um seinen Kontaktteil 14 vom Gegenkontaktteil 41 zu
trennen. Dadurch wird im gekoppelten Zustand der Steckverbinderbaugruppe
ein vom zweiten Steckverbinder ankommendes HF-Signal über den federnden
Metallstreifen, wie durch die Pfeile in der 1 angezeigt,
an die Leiterplatte 5 übertragen.
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Vorzugsweise
hat der Metallstreifen 3 den Kontaktteil 14 an
einem freien Ende eines ersten Kontaktschenkels 19 des
Metallstreifens 3. Überdies ist
in einer vorteilhaften Ausführungsform
der Kontaktteil oder der HF-Eingangssignalpol 16 des federnden
Metallstreifens an einem freien Ende eines federnden zweiten Kontaktschenkels 15 des
Metallstreifens 3 verkörpert.
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Überdies
könnte
das Befestigungsmittel 7 verwendet werden, die Antennenbaugruppe
an die Leiterplatte anzuklammern oder anzuschrauben und könnte angepasst
werden, eine flexible mechanische Verbindung zur Leiterplatte bereitzustellen,
um die mechanische Kopplung zur Steckverbinderbaugruppe weiter zu
verbessern. Schließlich
könnte
der Erdkontakt oder äußere Kontakt 12 des
ersten Steckverbinders elektrisch, entweder durch Pressen oder Löten über das
Befestigungsmittel 7, mit der Leiterplatte 5 oder
mit einer kleinen an die Leiterplatte angelöteten Feder mit der Leiterplatte 5 verbunden
werden.
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Eine
Antennenbaugruppe gemäß der Erfindung
umfasst den ersten koaxialen Steckverbinder 1, den Antennenteil 4 und
den federnden Metallstreifen 3. Darin bildet im Wesentlichen
der federnde Metallstreifen 3 das Schaltmittel, um die
Schaltfunktion in der Antennenbaugruppe bereitzustellen. Wie ein
Faschmann erkennen wird, könnte
derselbe oben erwähnte
Vorteil für
die Antennenbaugruppe mit gewöhnlichen
Schaltmitteln erzielt werden. Das Schaltmittel oder der federnde
Metallstreifen hat den Kontaktteil 16 als einen gemeinsamen
HF-Eingangssignalpol. Der erste koaxiale Steckverbinder lässt sich mit
einem zweiten koaxialen Steckverbinder 2 koppeln. Abhängig von
einem entsprechenden gekoppelten oder nicht gekoppelten Zustand
der Antennenbaugruppe wird das HF-Signal entweder zum Antennenteil 4 oder
dem zweiten Steckverbinder 2 geschaltet.
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Die 5 stellt
eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dar. Da die meisten der darin veranschaulichten
Details mit der ersten Ausführungsform
identisch sind, werden im Grunde die Unterschiede daran eingehender
beschrieben.
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Der
Antennenteil 4 ist ebenso integral mit dem ersten Steckverbinder 1 gebildet,
doch gemäß dieser
Ausführungsform
mechanisch am Gehäuse 6 befestigt.
Daher besteht keine direkte mechanische Verbindung zur Leiterplatte 5 und
entsprechende mechanische Beanspruchung wirkt sich auf die Leiterplatte 5 nur
indirekt durch das Gehäuse 6 aus.
Die elektrische Verbindung zur Leiterplatte 5 wird wiederum
durch den federnden Metallstreifen 3, wie für die erste
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, realisiert. Ein weiterer Unterschied
zur ersten Ausführungsform
ist der modifizierte Einführbereich 29 des
ersten Steckverbinders 1, wodurch die Notwendigkeit für einen
Einführbereich 61 des
Gehäuses 6 vermieden
wird.
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Wie
ein Fachmann erkennen wird, führen
die folgenden Verbesserungen zu weiteren bevorzugten Ausführungsformen
für die
erste sowie die zweite Ausführungsform.
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In
einer Modifikation der obigen Ausführungsformen könnte der
erste koaxiale Steckverbinder 1 und der Antennenteil 4 als
ein einziges geformtes integriertes Gerät gebildet werden. Darin ist
die Antennenbaugruppe im Wesentlichen durch ein Teil gebildet, das
aus zwei verschiedenen Kunststoffteilen hergesellt ist, wobei eines
der Kunststoffteile von einer leitenden Schicht, z.B. einer Nickelschicht,
abgedeckt ist und das andere Kunststoffteil nicht abgedeckt ist.
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Überdies
könnte
der Kontaktteil 14 des federnden Metallstreifens 3 auch
zwischen dem ortsfesten Teil davon und dem inneren Kontakt 11 angeordnet
sein. Die axiale Bewegung des federnden Metallstreifens 3 würde immer
noch geeignet sein, den Kontaktteil 14 vom entsprechend
angeordneten Gegenkontaktteil 41 zu trennen. Schließlich könnte der zweite
koaxiale Steckverbinder an eine externe Antenne, z.B. einen Autobausatz,
oder eine Prüfsonde in
einer Produktionsstraße
angeschlossen werden.