DE60223464T2 - Koaxialer Verbinder mit Einrastverriegelung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen koaxialen Verbinder mit Einrastverriegelung.
- Die europäische Patentanmeldung
EP 1 094 565 beschreibt einen koaxialen Verbinder mit einem Verbinderelement und einem komplementären Verbinderelement. Das Verbinderelement weist eine Hülse auf, die mit Einrastklauen versehen ist, deren freies Ende eines Schulter bildet, die so an einer Schrägfläche des komplementären Verbinderelements zur Anlage kommt, daß sie auf dieses eine axiale Kraft ausübt. Dieser Verbinder ist zufriedenstellend, soweit es die Leckverluste im Hochfrequenzbereich betrifft, doch treten bei diesem Verbinder relativ starke parasitäre Frequenzen auf, die durch das Phänomen der Intermodulation hervorgerufen werden, was nicht akzeptabel ist, insbesondere nicht im Bereich der Telekommunikation, wo mit der Übertragung von Hochfrequenzsignalen zu einer Antenne oder von einer Antenne gearbeitet wird. - Es besteht Bedarf an koaxialen Verbindern, die sowohl eine zufriedenstellende Abschirmung gegen Leckverluste im Hochfrequenzbereich als auch gute Intermodulationseigenschaften aufweisen, insbesondere für Frequenzen zwischen etwa 1 GHz und 6 GHz.
- Die Erfindung befriedigt diesen Bedarf mit einem koaxialen Verbinder mit Schnappverriegelung, mit zwei komplementären Verbinderelementen, die jeweils einen rohrförmigen, einen Massekontakt bildenden Körper aufweisen, der von einem männlichen bzw. weiblichen Mittelkontakt durchdrungen wird, der durch einen Isolator in dem Körper gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes der Verbinderelemente ein Halteorgan aufweist, das dazu ausgebildet ist, eine radiale Kraft auf das zweite Verbinderelement auszuüben, das so angeordnet ist, daß diese radiale Kraft eine axiale Kraft auf das zweite Verbinderelement hervorruft, die die Tendenz hat, es axial gegen einen Anschlag des ersten Verbinderelements anzudrücken, und daß eines der Verbinderelemente ein einen inneren Massekontakt bildendes Organ aufweist, das in den entsprechenden Körper eingesteckt ist und dazu ausgebildet ist, mit einer äußeren Wand des Körpers des anderen Verbinderelements in Kontakt zu treten, indem es auf diese einen relativ starken Kontaktdruck ausübt.
- Dank der Erfindung erlaubt es der Kontakt, der zwischen dem den inneren Massekontakt bildenden Organ und der vorgenannten inneren Wand gebildet wird, den elektrischen Durchgang zwischen den beiden Körpern, die Massekontakte bilden, sicherzustellen und dabei einen relativ starken Kontaktdruck in den Kontaktzonen zu ermöglichen. Dieses den Massekontakt bildenden Organ erlaubt es, den größten Teil des Stromes zu transportieren, der bei Hochfrequenz in einer Hautschicht gegenüber dem zentralen Kontakt fließt. Auf diese Weise werden die durch das Phänomen der Intermodulation hervorgerufenen parasitären Frequenzen beträchtlich reduziert.
- Darüber hinaus erlaubt es der elektrische Kontakt zwischen den beiden Verbinderelementen, der mit Hilfe der vorgenannten axialen Anlage erhalten wird, die Restströme zu transportieren, die durch die Leckagen durch das den inneren Massekontakt bildende Organ hindurch hervorgerufen werden. Da diese Restströme relativ schwach sind und das Phänomen der Intermodulation einen im wesentlichen nichtlinearen Charakter hat und nur bei starken Strömen auftritt, erzeugt dieser Kontakt aufgrund des Phänomens der Intermodulation nur schwache parasitäre Frequenzen. Dieser Kontakt ermöglicht es außerdem, das Ausmaß der Leckverluste im Hochfrequenzbereich beträchtlich zu reduzieren.
- Somit bietet der Verbinder gemäß der Erfindung völlig zufriedenstellende Abschirmungseigenschaften und einen geringen Grad an Intermodulation.
- Schließlich ermöglicht die Erfindung ein einfaches Zusammenkuppeln der Verbinderelemente, da dieses Zusammenkuppeln im wesentlichen durch Verrastung erreicht wird.
- Vorzugsweise weist das zweite Verbinderelement ein vorderes Ende auf, das an dem Anschlag des ersten Verbinderelements zur Anlage kommt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das den inneren Massekontakt bildende Organ kraftschlüssig in das erste Verbinderelement eingesteckt.
- Das den inneren Massekontakt bildende Organ weist vorteilhafterweise mehrere elastisch verformbare Klauen auf, die dazu ausgebildet sind, an der genannten inneren Wand zur Anlage zu kommen.
- Bevorzugt hat das zweite Verbinderelement eine allgemein kegelstumpfförmige Anlagefläche, an der das Halteorgan so zur Anlage kommen kann, daß die von diesem ausgeübte radiale Kraft eine axiale Kraft auf das zweite Verbinderelement erzeugt.
- Diese allgemein kegelstumpfförmige Oberfläche kann durch eine Ringnut des Körpers des zweiten Verbinderelements gebildet werden.
- In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Halteorgan durch einen allgemein kegelstumpfförmigen Ring gebildet, der unterbrochen ist, so daß er eine radiale Elastizität aufweist.
- Das axiale Ende des Rings, das den kleinsten Querschnitt aufweist, kann einen radial nach außen gerichteten Kragen haben.
- In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Halteorgan elastisch verformbare Klauen auf, die an ihrem freien Ende einen Ringwulst bilden, der dazu ausgebildet ist, an der genannten allgemeinen kegelstumpfförmigen Oberfläche zur Anlage zu kommen.
- In dem Fall bildet das Halteorgan zugleich einen äußeren Massekontakt.
- Das vordere Ende des zweiten Verbinderelements kann direkt mit einer Wand in Kontakt treten, die an dem Körper des ersten Verbinderelements ausgebildet ist.
- Gemäß einer Abwandlung weist das erste Verbinderelement eine axial komprimierbare Dichtung auf, die insbesondere aus einem mit einem leitenden Metall versetzten Elastomer hergestellt ist, wobei das vordere Ende des zweiten Verbinderelements an der genannten Dichtung zur Anlage kommt.
- Diese letztere kann in einer Ringnut des Organs untergebracht sei, das den inneren Massekontakt bildet.
- Dank der Kompressibilität der Dichtung lassen sich gewisse Bestandteile des Verbinders mit großzügigeren Maßtoleranzen herstellen.
- Gemäß einer Abwandlung weist der Verbinder eine Kontakt-Unterlegscheibe auf, die zwischen dem vorderen Ende des zweiten Verbinderelements und einer Wand des ersten Verbinderelements eingefügt ist, wobei die Unterlegscheibe axial komprimierbar ist.
- Diese Unterlegscheibe kann ein Wellenprofil aufweisen oder auch eine allgemein kegelstumpfförmige Gestalt haben.
- Die Erfindung wird besser verständlich anhand der Lektüre der nachstehenden detaillierten Beschreibung von nicht beschränkenden Ausführungsbeispielen und anhand der beigefügten Zeichnung, in der zeigt:
-
1 eine schematische Teildarstellung, in einem axialen Teilschnitt, eines Verbinders gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 und3 schematische Teildarstellungen, in einem axialen Teilschnitt, der beiden Verbinderelemente des Verbinders nach1 ; -
4 eine schematische Darstellung, in einem axialen Teilschnitt, eines Organs des Verbinders nach1 , das einen inneren Massekontakt bildet; -
5 eine schematische perspektivische Darstellung eines Halteorgans des Verbinders nach1 ; -
6 eine schematische Teildarstellung, in einem axialen Teilschnitt, eines Verbinders gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
7 eine schematische Teildarstellung, in einem axialen Teilschnitt, eines Verbinders gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
8 eine schematische perspektivische Ansicht einer Kontakt-Unterlegscheibe des Verbinders nach7 ; -
9 eine schematische Ansicht des Profils der Kontakt-Unterlegscheibe nach8 ; und -
10 eine schematische Teildarstellung, in einem axialen Teilschnitt, eines Verbinders gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. - In
1 ist ein Verbinder1 gemäß der Erfindung dargestellt, der ein erstes, insgesamt mit dem Bezugszeichen2 bezeichnetes Verbinderelement aufweist, das in dem beschriebenen Beispiel als männlicher Stecker ausgebildet ist, sowie ein zweites Verbinderelement, das insgesamt mit dem Bezugszeichen3 bezeichnet ist und als weibliche Buchse ausgebildet ist. - Das erste Verbinderelement
2 , das in2 gesondert dargestellt ist, weist einen leitenden rohrförmigen Körper mit Rotationsymmetrieachse X auf, der einen Massekontakt bildet, sowie einen zentralen Kontakt6 und einen Isolator7 , in dem der zentrale Kontakt6 gehalten ist. - Der Isolator
7 ist in ein Organ eingesteckt, das einen inneren Massekontakt8 bildet und einen zentralen Ring9 bildet, an den sich auf einer Seite mehrere elastische Klauen10 und auf der anderen Seite ein nach hinten weisender Fortsatz12 anschließen, der an seinem freien Ende einen Ringwulst13 bildet, wie insbesondere in4 zu erkennen ist. - Die freien Enden der Klauen
10 bilden zusammen einen ringförmigen Wulst17 . Das Organ8 ist kraftschlüssig in den Hohlraum des rohrförmigen Körpers5 eingesteckt, wobei der Ringwulst13 an der inneren Wand des Körpers5 zur Anlage kommt. - Dieser Letztere hat eine innere Ringnut
18 , in der eine Dichtung29 und am vorderen Ende ein radial zur Achse X gerichteter Rand20 angeordnet ist. - Das erste Verbinderelement
2 weist außerdem ein Halteorgan25 auf, das gesondert in5 dargestellt ist und in dem beschriebenen Beispiel durch einen Ring mit der Achse X gebildet wird, der so geschlitzt ist, daß er eine ra diale Elastizität aufweist. Dieser Ring25 hat allgemein die Form eines Kegelstumpfes und weist an seinem Ende, das den kleinsten Querschnitt hat, einen radial nach außen gerichteten Kragen26 auf. Der Ring25 ist mit gewissem Spiel zwischen einer inneren Schulter21 des Körpers5 und dem Rand20 in dem Körper5 untergebracht, was eine radiale Verformung des Ringes25 beim Zusammenkuppeln der beiden Verbinderelemente ermöglicht. - Der Körper
5 nimmt an seinem vorderen Ende einen Stopfen30 mit einem Umschlag31 auf, dessen freies Ende mit dem Ring25 in Kontakt tritt. - Wie insbesondere in
3 zu erkennen ist, weist das zweite Verbinderelement3 einen leitenden Körper35 mit Rotationssymmetrieachse X auf, der einen Massekontakt bildet, sowie einen zentralen Kontakt36 und einen Isolator38 , der zwischen dem rohrförmigen Körper35 und dem zentralen Kontakt36 eingefügt ist. - Der Körper
35 bildet ein vorderes Ende in der Form einer Spitze39 . - Der Körper
35 weist an seiner äußeren Wand eine kegelstumpfförmige Anlagefläche40 auf, die sich nach hinten verjüngt und zusammen mit einer anderen, entgegengesetzt orientierten kegelstumpfförmigen Oberfläche41 eine Ringnut42 bildet. - Wenn die Verbinderelemente
2 und3 zusammengekuppelt werden, so wird der Ring25 zum Teil in der Nut42 aufgenommen, wobei dann der Kragen26 so an der kegelstumpfförmigen Anlagefläche40 anliegt, daß die von dem Ring25 ausgeübte radiale Kraft in eine axiale Kraft in Richtung der Achse X umgesetzt wird, die auf das Verbinderelement3 wirkt. So wird das vordere Ende39 des Verbinderelements3 axial mit einer inneren Wand in Kontakt gedrückt, die durch eine Schulter des Körpers5 gebildet wird. - Die Klauen
10 des den inneren Massekontakt8 bildenden Organs üben dank des Ringwulstes17 eine radiale Kraft auf die innere Wand des Körpers35 aus und erzeugen so einen beträchtlichen Kontaktdruck. - Das Organ
8 erlaubt es, den größten Teil der Ströme zu transportieren, die bei Hochfrequenz in einer Hautschicht gegenüber dem zentralen Kontakt6 fließen. - Somit sind die durch das Phänomen der Intermodulation verursachten parasitären Frequenzen relativ schwach.
- Schließlich erlaubt es der elektrische Kontakt zwischen dem vorderen Ende
39 des Körpers35 und der inneren Wand19 des Körpers5 , die Restströme zu transportieren, die durch die Leckagen durch die zwischen den Klauen10 vorhandenen Schlitze10a hindurch verursacht werden. Da diese Restströme schwach sind und des Phänomen der Intermodulation einen im wesentlichen nichtlinearen Charakter hat und nur bei starken Strömen auftritt, verursacht dieser Kontakt zwischen dem vorderen Ende39 und der inneren Wand19 nur schwache parasitäre Frequenzen, die auf das Phänomen der Intermodulation zurückzuführen sind. - Dieser Kontakt erlaubt es um so besser, das Niveau der Leckverluste im Hochfrequenzbereich zu verringern, da sich sein Abschirmungseffekt in erster Näherung zu dem Effekt addiert, der durch die Kontaktlinie des Organs
8 mit den Körpern5 und35 erhalten wird. - In dem soeben beschriebenen Beispiel erfolgt der Kontakt zwischen dem vorderen Ende
39 des Körpers35 und dem Körper5 auf direktem Wege. - Man verläßt jedoch nicht den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn zwischen dem vorderen Ende
39 und dem Körper5 ein leitendes Element eingefügt wird. - In
6 ist ein Verbinder1' gezeigt, der im wesentlichen analog zu dem Verbinder1 aufgebaut ist, bei dem jedoch das erste Verbinderelement2'' ein den inneren Massekontakt8' bildendes Organ aufweist, das mit einer Aufnahme50 versehen ist. Diese Letztere ist ringförmig und ermöglicht die Aufnahme einer Dichtung51 . - Das vordere Ende
39 des Körpers35 kommt an dieser Dichtung51 zur Anlage, die durch die von dem Ring25 auf den Körper35 ausgeübte axiale Kraft axial komprimiert wird. - Die Dichtung
51 ist leitfähig und ist im beschriebenen Beispiel aus einem Elastomer hergestellt, das mit einem leitfähigen Metall versetzt ist. Da diese Dichtung nicht im Hauptstromkreis liegt, kann sie auch magnetische leitende Partikel enthalten, ohne daß dadurch das Intermodulationsverhalten beeinträchtigt wird, weil die Ströme, die diese Dichtung durchfließen, relativ schwach sind. - Gemäß einer Abwandlung, wie sie mit Bezug auf
7 bis9 beschrieben wird, hat der Verbinder1 eine Kontakt-Unterlegscheibe53 , die in dem ersten Verbinderelement2 angeordnet ist und an der inneren Wand19 des Körpers5 anliegt. - Diese Unterlegscheibe
53 hat eine allgemein kreisförmige Gestalt, wie insbesondere in8 zu erkennen ist, und ist aus einem elastischen metallischen Material hergestellt. - Im Profil, wie es in
9 gezeigt, ist die Unterlegscheibe53 gewellt, und sie bildet abwechselnd Täler54 und Berge55 in Richtung der Achse X, so daß die Unterlegscheibe53 eine gewisse axiale Kompressibilität besitzt. - Nach dem Zusammenkuppeln der Verbinderelemente kommt das vordere Ende
39 des Körpers35 an den Bergen55 zur Anlage, und die Täler54 stehen mit der inneren Wand19 in Kontakt, so daß die Unterlegscheibe53 in Axialrichtung leicht komprimiert wird. - Es ist zu bemerken, daß der Kontakt zwischen dem Ende
39 und der Unterlegscheibe53 und der Kontakt dieser letzteren mit der Wand19 in gewissen Umfangsbereichen unterbrochen sein kann aber dennoch genügt, eine wirksame Abschirmung sicherzustellen. - Gemäß einer Abwandlung kann die Unterlegscheibe eine allgemein kegelstumpfförmige Gestalt mit der Achse X aufweisen, wobei eines der axialen En den der Unterlegscheibe mit dem vorderen Ende
39 des Körpers35 und das andere Endemit der inneren Wand19 in Kontakt steht. - Die so gebildeten Kontakte sind durchgehend auf dem gesamten Umfang vorhanden.
- Der Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nicht verlassen, wenn man das Halteorgan, das, wie vorstehend beschrieben wurde, durch einen Ring gebildet wird, durch ein Halteorgan mit einem anderen Aufbau ersetzt.
- Mit Bezug auf
10 wird ein Verbinder60 dargestellt, der wie bei den Verbindern1 und1' ein erstes Verbinderelement61 und ein zweites Verbinderelement62 aufweist. Das erste Verbinderelement61 hat ein den inneren Massekontakt bildendes Organ63 , das dem Organ8 im wesentlichen analog ist, sowie ein Halteorgan65 . Dieses Letztere weist einen Ring66 auf, an dessen Vorderseite sich mehrere elastisch verformbare Klauen67 anschließen und an dessen Rückseite eine Ausnehmung68 ausgebildet ist, die es gestattet, eine Dichtung69 aufzunehmen. - Die Klauen
67 bilden mit ihren freien Enden zusammen einen Ringwulst70 , dessen Funktion später erläutert werden wird. - Der Ring
60 ist kraftschlüssig in den Hohlraum des Körpers75 des ersten Verbinderelements61 eingesteckt. - Das den inneren Massekontakt bildende Organ
63 ist kraftschlüssig in den Ring66 eingesteckt. - Der Körper
76 des zweiten Verbinderelements62 weist eine ringförmige Einkerbung77 auf, die vorn durch eine kegelstumpfförmige Anlagefläche78 begrenzt wird, an welcher der Ringwulst70 zur Anlage kommen kann. - So erzeugt die von den Klauen
67 ausgeübte radiale Kraft eine axiale Kraft, die es erlaubt, das vordere Ende80 des Körpers76 gegen eine Schulter81 des Ringes66 anzudrücken. - Der Körper
76 hat in der Nähe seines vorderen Endes80 eine Ringnut85 , die eine Dichtung86 aufnimmt. - Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die hier beschrieben wurden.
- Insbesondere kann man das erste Verbinderelement auch als weibliches Element und das zweite Verbinderelement als männliches Verbinderelement ausbilden.
Claims (16)
- Koaxialer Verbinder (
1 ) mit Schnappverriegelung, mit zwei komplementären Verbinderelementen (2 ;3 ), die jeweils einen rohrförmigen, einen Massekontakt bildenden Körper (5 ;35 ) aufweisen, der von einem männlichen bzw. weiblichen Mittelkontakt (6 ;36 ) durchdrungen wird, der durch einen Isolator (7 ;38 ) in dem Körper gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes der Verbinderelemente (2 ) ein Halteorgan (25 ;65 ) aufweist, das dazu ausgebildet ist, eine radiale Kraft auf das zweite Verbinderelement (3 ) auszuüben, das so angeordnet ist, daß diese radiale Kraft eine axiale Kraft auf das zweite Verbinderelement hervorruft, die die Tendenz hat, es axial gegen einen Anschlag (19 ,51 ;81 ) des ersten Verbinderelements anzudrücken, und daß eines der Verbinderelemente ein einen inneren Massekontakt (8 ;8' ;63 ) bildendes Organ aufweist, das in den entsprechenden Körper eingesteckt ist und dazu ausgebildet ist, mit einer äußeren Wand des Körpers des anderen Verbinderelements in Kontakt zu treten, indem es auf diese einen relativ starken Kontaktdruck ausübt. - Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verbinderelement (
3 ) ein vorderes Ende (39 ;80 ) aufweist, das an dem Anschlag (19 ;51 ;81 ) des ersten Verbinderelements zur Anlage kommt. - Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den inneren Massekontakt (
8 ,8' 63 ) bildende Organ kraftschlüssig in das genannte erste Verbinderelement eingesteckt ist. - Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den inneren Massekontakt (
8 ,8' ;63 ) bildende Organ mehrere elastisch verformbare Klauen (10 ) aufweist, die dazu ausgebildet sind, an der genannten inneren Wand zur Anlage zu kommen, - Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verbinderelement (
3 ) eine allgemein kegelstumpfförmige Anlagefläche (40 ;78 ) aufweist, an der das Halteorgan (25 ;65 ) so zur Anlage kommen kann, daß die von diesem ausgeübte radiale Kraft eine axiale Kraft auf das genannte zweite Element erzeugt. - Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die allgemein kegelstumpfförmige Oberfläche (
40 ;78 ) in einer Ringnut (40 ;77 ) des Körpers des zweiten Verbinderelements gebildet ist. - Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan durch einen allgemein kegelstumpfförmigen Ring (
25 ) gebildet wird, der unterbrochen ist, so daß er eine radiale Elastizität aufweist. - Verbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Ende des Rings (
25 ), das den kleinsten Querschnitt aufweist, einen radial nach außen gerichteten Kragen (26 ) aufweist. - Verbinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan (
65 ) elastisch verformbare Klauen (66 ) aufweist, die an ihrem freien Ende einen Ringwulst (70 ) bilden, der dazu ausgebildet ist, an der genannten allgemein kegelstumpfförmigen Oberfläche zur Anlage zu kommen. - Verbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (
39 ) des zweiten Verbinderelements direkt mit einer Wand (19 ) in Kontakt tritt, die an dem Körper (5 ) des ersten Verbinderelements gebildet ist. - Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte erste Verbinderelement eine axial komprimierbare Dichtung (
51 ) aufweist, die insbesondere aus einem mit einem leitenden Metall versetzten Elastomer hergestellt ist, wobei das vordere Ende des zweiten Verbinderelements an der genannten Dichtung zur Anlage kommt. - Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (
51 ) in einer Ringnut (50 ) des Organs untergebracht ist, daß den inneren Massekontakt (8' ) bildet. - Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Kontakt-Unterlegscheibe (
53 ) aufweist, die zwischen dem vorderen Ende (39 ) des zweiten Verbinderelements und einer Wand (19 ) des ersten Verbinderelements eingefügt ist, wobei die genannte Unterlegscheibe axial komprimierbar ist. - Verbinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kontakt-Unterlegscheibe (
53 ) ein Wellenprofil aufweist. - Verbinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kontakt-Unterlegscheibe (
53 ) eine allgemein kegelstumpfförmige Gestalt hat. - Verbinder nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kontakt-Unterlegscheibe (
53 ) aus einem elastischen metallischen Material hergestellt ist.
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