DE68926909T2

DE68926909T2 - Wirtschaftliche Verbindervorrichtung für Leiterbündel

Info

Publication number: DE68926909T2
Application number: DE68926909T
Authority: DE
Inventors: Scott S Corbett; Alex W Guletsky
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2009-05-04
Also published as: EP0385020A3; EP0385020A2; JPH02260377A; JP2820278B2; EP0385020B1; DE68926909D1; US4993968A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindersystem zum Anschließen einer Vielzahl von Leitern. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verbindersystem, das es ermöglicht, die Mittelleiter von Koaxialkabeln getrennt mit den Signalanschlüssen eines Verbinders in einer simultanen Operation durchzuführen, ohne individuelle Koaxialkabelvorbereitung oder Ausrichteschritte zu stören und mit einem Minimalaufwand einer Verbinderanschlußstruktur. Das Verbindersystem ermöglicht ebenfalls ein effizienteres Anschließen der Koaxialkabelabschirmungen.
Beim Stand der Technik haben Verbinder zum Anschließen einer Vielzahl abgeschirmter Koaxialkabel typischerweise einen Verbinderkörper mit Ausnehmungen zum Halten der Signalanschlüsse des Verbinders und zum Kanalisieren der Mittelleiter auf die Signalanschlüsse. Die Anschlüsse für derartige Verbinder sind typischerweise einzelne steife Elemente mit verschiedenen strukturellen Merkmalen, die das Anschlußverfahren des Verbinders beeinflussen. Beispielsweise sind einige Anschlüsse mit Lappen ausgerüstet, die für ein Durchdringen der Isolierung konstruiert sind, wie in der US-A-4,365,856 gezeigt ist, um den Zeitverlust zu vermeiden, der normalerweise notwendig ist, um die Drähte einzeln abzuisolieren. Ein besonderer Nachteil derartiger Anschlüsse besteht in den großen Anfangskosten für die spezielle Ausrüstung, die erforderlich ist, um derartige strukturell komplexe Anschlüsse mit Werkzeugen zu bestücken. Typischerweise wird auch eine besondere Ausrüstung benötigt, um Isolierkörper mit Mehrfachkammern zur Aufnahme derartiger Anschlüsse zu formen. Weitere laufende Kosten hängen mit einer Herstellung zahlreicher einzelner Anschlüsse im Zusammenhang mit Vielfachschrittherstellungsverfahren (typischerweise Stanzen und Formen) in großem Umfang zusammen.
Einige Koaxialkabelverbinder haben die oben genannten Nachteile nicht. Beispielsweise sind in der US-A-4,335,364 die Signalanschlüsse dünne Schichten, die auf einer Verbinderplatte abgelegt sind. Einrichtungskosten werden gering gehalten, da statt speziell angefertigter Werkzeugeinrichtungen eine konventionelle photolithographische Einrichtung eingesetzt wird. Außerdem fällt die Notwendigkeit für Vielkammerisolationskörper weg. Durch simultanes Absetzen oder Ätzen der Anschlüsse in großem Umfang entstehen niedrigere Kosten als beim individuellen Herstellen und Formen von diesen. Der Nachteil derartiger Koaxialkabelverbinder besteht darin, daß sie zum Anschließen einer Vielzahl von Kabeln nicht fertig einsetzbar sind. Wenn ein solcher Anschluß versucht werden würde, wäre die Anschlußzeit enorm, da zwischen jedem Verbindungsschritt, bei dem der Mittelleiter eines Kabels mit einem Signalanschluß verbunden wird, ein Ausrichteschritt zum Ausrichten des nächsten Kabels zur Verbindung erforderlich wäre.
Andere Verbinder haben Vielfachfunktionssignalanschlüsse, die ein Ausrichten aller Leiter gleichzeitig für eine darauffolgende Verbindung erlauben. Beispielsweise wird in der US-A-4,579,404 der Leiterausrichteschritt einfach dadurch durchgeführt, daß die Kabel zwischen Rückhaltewänden der Signalanschlüsse gepreßt werden, wodurch ein Festsitz erzeugt wird. Die Mittelleiter der Kabel können dann mit den Signalanschlüssen, ohne dazwischenliegende Kabelausrichtungsschritte, beispielsweise durch Laserschweißen verbunden werden, Solche Verbinder versinnbildlichen einen wirksamen Einsatz eines Elementes, des Signalanschlusses, das eine Rückhaltefunktion, eine Verbindungsfunktion und in der US-A-4,579,404 eine Ausdehnungsfunktion (für eine Randkartenverbindung) ausübt. Solche Verbinder machen jedoch immer noch einen außerordentlichen Aufwand für eine spezielle Anschlußwerkzeugbestückung und außerordentliche laufende Fabrikationskosten erforderlich.
Die US-A-3,491,426 beschreibt eine Befestigung oder Vorrichtung zum Zuführen einer Vielzahl von Drähten in Positionen zum Löten an Stifte eines Verbinders, und um sie in diesen Positionen zu halten, während sie simultan gelötet werden. Die Befestigung verwendet eine nach vorne bewegende Schraube, um die Drähte in Folge zu dem Verbinder zu liefern und zuvor zugeführte Drähte in Vorbereitung zum Löten sicher zu klemmen.
Die US-A-4,602,832 beschreibt einen Vielreihenverbinder mit einer Grundebenenplatte, die zwischen Reihen von Verbinderstiften auf der Rückseite des Verbinders angeordnet ist. Die Abschirmungslitze einzeln abgeschirmter Kabel wird an Leiterstreifen auf der Grundebenenplatte der gedruckten Schaltung angelötet, und die Streifen werden mittels Überbrückungsdrähten mit Erdungsstiften des Verbinders verbunden.
Obwohl sich die Diskussion bisher in der Hauptsache auf die Zeit und die Kosten konzentriert hat, die mit der Leiterausrichtung und den Anschlußverbindungsschritten zusammenhängen, gibt es auch Zeit und Kosten, die mit dem Leitervorbereitungsschritt zusammenhängen, bevor der Leiter noch auf dem Verbinder positioniert ist. Typischerweise muß zum Beispiel die äußere dielektrische Ummantelung eines Koaxialkabels abgestreift werden, um die darunterliegende metallische Abschirmung freizulegen, und die innere dielektrische Schicht muß abgestreift werden, um einen Abschnitt des Mittelleiters freizulegen. Erfindungen, wie die US-A-4,365,856 betreffen ein Durchdringen der Isolierung, um die Zeit zu verringern, die verwendet wird, Leiter einzeln abzuisolieren. Bei solchen Erfindungen durchdringen die Lappen auf den Signalanschlüssen die innere dielektrische Schicht, um den Mittelleiter zu erreichen, wodurch der Vorbereitungsschritt des Entfernens der inneren dielektrischen Schicht umgangen wird. Neben dem oben beobachteten Nachteil des Verkomplizierens der Anschlußstruktur beeinträchtigt ein derartiges Verfahren die physikalische Unversehrtheit des Leiters irreversibel und erzeugt eine zusätzliche Länge eines Leiters, der sich über den Verbindungspunkt hinaus erstreckt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbinder einer vereinfachten wirtschaftlichen Struktur vorzusehen, der ein simultanes Rückhalten und Anschließen einer Vielzahl von Leitern (ob angeschlossen oder nicht) mit einem Minimum von Montageschritten und Einrichtung ermöglicht. Der Begriff "Rückhalten", wie er hier verwendet wird, soll entweder ein Halten der Leiter für die Leitervorbereitung oder ein Ausrichten der Leiter für den Leiteranschluß oder beides umfassen. Der Begriff "Anschluß" soll eine elektrische Verbindung der Signaldrähte oder der Referenzdrähte oder beider umfassen.
In einem Aspekt besteht die Erfindung in einem elektrischen Verbinder zum Anschließen von Verbindern mit länglichen Kontaktabschnitten, mit einem Verbinderkörper mit Anschlüssen, die getrennt nebeneinander angeordnet sind, und mit einer Haltereinrichtung auf dem Verbinderkörper und getrennt von den Anschlüssen zur Aufnahme der Leiter und zum Halten der Leiter unter Reibung in im wesentlichen paralleler nebeneinander liegender Anordnung entsprechend den Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse im wesentlichen ebene Kontaktbereiche haben, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die sich entlang einer ebenen Oberfläche des Verbinderkörpers erstreckt und daß die Haltereinrichtung geeignet ist, eine seitliche Trennung der Leiter voneinander durch individuelles Festhalten jedes Leiters schaffen, um die Kontaktabschnitte der Leiter mit den ebenen Kontaktbereichen in im wesentlichen paralleler Anordnung zur gemeinsamen Ebene der Kontaktbereiche auszurichten, während die Kontaktabschnitte mit den Kontaktbereichen verbunden sind.
Ein Verbinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist im "IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN", Vol 31, Nr. 2, 02. Juli 1988, New York, U.S.A., Seiten 131 bis 134, gezeigt.
In einem anderen Aspekt besteht die Erfindung in einem Verfahren zum Anschließen eines Leiterbündels mit länglichen Kontaktabschnitten mit einem elektrischen Verbinder mit einem Verbinderkörper mit Anschlüssen, die getrennt nebeneinander angeordnet sind, mit folgenden Schritten:
a. Führen einer Vielzahl der Leiter in einen Halter, der die Leiter in im wesentlichen parallel nebeneinander liegender Anordnung entsprechend den Anschlüssen unter Reibung festhält und
b. elektrisches Verbinden der Kontaktabschnitte der Leiter mit den Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß
c. die Anschlüsse im wesentlichen ebene Kontaktbereiche aufweisen, die in einer gemeinsamen Ebene, die sich entlang einer flachen Oberfläche des Verbinderkörpers erstreckt, angeordnet sind, und
d. daß die Verbinder mit den Anschlüssen mittels des Halters ausgerichtet sind, der auf dem Verbinderkörper angeordnet ist und jeden Leiter individuell festhält, um eine seitliche Trennung zwischen den Leitern zu schaffen entsprechend der seitlichen Trennung zwischen den ebenen Kontaktbereichen der Anschlüsse mit den Kontaktabschnitten in im wesentlichen paralleler Anordnung zu der gemeinsamen Ebene der Kontaktbereiche, und
e. daß danach die Kontaktabschnitte der Leiter im wesentlichen simultan mit den Anschlüssen verbunden werden, während die Kontaktabschnitte der Leiter mittels des Halters in im wesentlichen paralleler Lage zu den Anschlüssen gehalten werden.
Die Erfindung verringert die Anschlußkomplexität, die normalerweise benötigt wird, wenn die Anschlüsse eine Rückhaltefunktion wie eine Verbindungsfunktion erfüllen müssen, um ein simultanes Ausrichten vieler getrennter Leiter zu ermöglichen. Sie eliminiert die Notwendigkeit komplexer und teurer Anschlußhalterstrukturen, in dem eine Haltereinrichtung vorgesehen ist, die vorzugsweise von dem Verbinderkörper abtrennbar ist und ermöglicht, daß die Leiter simultan angeschlossen werden, da sie alle Leiter ausrichtet und hält, so daß sie gleichzeitig elektrisch verbunden werden können. Eine zeitaufwendige Reihe von "Ausrichte- und Verbinde"-schritten, für jedes einzelne Kabel ein Schritt, wird dadurch vermieden. Zusätzlich zum Ausrichten der Verbinder für eine simultane elektrische Verbindung hält die Haltereinrichtung die Leiter auch für eine simultane Kabelvorbereitung fest. Dielektrisches und/oder Abschirmungsmaterial kann von den Verbindern entfernt werden, wenn sie von der Haltereinrichtung in paralleler Anordnung gehalten werden, während die Haltereinrichtung am Verbinderkörper entweder anliegt oder nicht, wodurch die Notwendigkeit für eine äußere Haltereinrichtung für den Vorbereitungsschritt eliminiert wird. Zusätzlich ist die folgende Kombination weiterer Vorteile erreichbar:
a. Vereinfachung der Vielfachanschlüsse auf streifenähnliche Strukturen, die ein billigeres, nicht schrittweise arbeitendes Verfahren zum Einsatz für den Schritt einer simultanen elektrischen Verbindung erlauben;
b. Ermöglichen, daß ein einzelnes Bauteil der Anschlußeinrichtung die Signal- und auch die Abschirmungsverbindungen herstellt, wenn koaxiale Kabel eingesetzt werden;
c. freigelegte Signalanschlüsse und freigelegte abisolierte koaxiale Abschirmungsabschnitte, die eine offene Besichtigung für eine Qualitätsinspektion erlauben;
d. ein paralleles Verhältnis zwischen den hereinkommenden Leitern, der Hauptebene des Verbinderkörpers und der Anschlüsse, wodurch jegliche Notwendigkeit zum Biegen der Leiter wegfällt und ein enges Stapeln der Vielfachleiter ermöglicht wird;
e. Zugentlastung an der Haltereinrichtung, um individuell verbundene Leiter gegen Längskräfte zu schützen.
Damit die vorliegende Erfindung besser verstanden werden kann, wird nun auf die beiliegenden Zeichnungen bezuggenommen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Verbinders der vorliegenden Erfindung, gekoppelt mit einer konventionellen kartenrandmontierten Buchse.
Fig. 2a ist eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 von oben.
Fig. 2b ist eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 von unten.
Fig 3 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Koaxialkabels, das vor dem Einsetzen in das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vorbereitet worden ist.
Fig. 4a und Fig. 4b sind Schnittansichten entlang der Linie A-A von Figur 2a, die die Abfolge eines neuen Verfahrens einer Koaxialkabelvorbereitung zeigen, wobei die Vorbereitung nach dem Positionieren der Leiter auf einer Haltereinrichtung und vor der Verbindung der Abschirmungen stattfindet.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Figur 2a, einer bevorzugten Einrichtung zum Schaffen der Verbindung der Abschirmungen.
Gemäß den Zeichnungen und insbesondere gemäß Figur 1 ist ein Verbinder 10 für ein Leiterbündel gezeigt in Anordnung mit einer optionalen konventionellen kartenrandmontierten Buchse 20. Bei dem hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Vielzahl von Leitern in der Hauptsache aus den Leitern 71 abgeschirmter Koaxialkabel 70, obwohl die Leiter alternativ auch andere Nichtkoaxialtypen sein können. Die konventionelle kartenrandmontierte Buchse 20 weist einen Buchsenkörper 22 und obere und untere Reihen von Lötschwänzen 24 auf, von denen in Figur 1 nur die obere Reihe gesehen werden kann. Der Verbinder 10 kann alternativ mit anderen bekannten Vorrichtungen, wie einer flexiblen Schaltung, kuppeln.
Der Verbinder 10 besteht aus einem dielektrischen Verbinderkörper 30, einem Halter 40, vorzugsweise Referenzanschlüssen 60 (in Figur 1 sind zwei gezeigt) und beabstandeten Signalanschlüssen 50. Die Referenzanschlüsse und die Signalanschlüsse einschließlich der Kontaktbereiche der Signalanschlüsse 51 sind im wesentlichen eben und sind in einer gemeinsamen Ebene, die sich entlang einer flachen Oberfläche des Verbinderkörpers 30 erstreckt, angeordnet. Figur 1 zeigt auch eine optionale Erdungsschiene 62, die die elektrische Verbindung der metallischen Abschirmungen (nicht gezeigt in Figur 1) jedes der koaxialen Kabel für Erdungszwecke und zur Zugentlastung sicherstellt. Figur 1 stellt den Verbinderkörper 30 als dielektrische Karte dar. Es kann jedoch alternativ eine andere Art Trägerstruktur, beispielsweise eine flexible Schaltung, eingesetzt werden. Figur 1 zeigt auch den Halter 40, dauerhaft an der Karte befestigt, jedoch kann der Halter eingangs von der Karte abgenommen werden, um die anfängliche Koaxialkabelrückhaltung und/oder -vorbereitung zu erleichtern, insbesondere dort, wo eine simultane Entfernung von mehr als dem äußeren dielektrischen Mantel 75 erwünscht ist. Der Halter 40 ist vorzugsweise ein kammartiges Bauteil, obwohl auch andere Gestaltungen möglich sind.
Bei der Verwendung des Verbinders 10 wird jedes Koaxialkabel aus einer Vielzahl von anzuschließenden Koaxialkabeln 70 in einen entsprechenden Schlitz 41 gepreßt, der von einem Paar sich gegenüberliegender Rückhaltewände 42a und 42b definiert ist, die Kammzähne auf dem Halter 40 bilden. Die Schlitze 41 sind etwas enger als der äußere Durchmesser der elastischen Kabelummantelungen 75 und halten deshalb in reibender Weise jedes der Koaxialkabel mit einer vorbestimmten Rückhaltekraft parallel zueinander. Diese Rückhaltekraft reicht aus, um die Koaxialkabel zu halten, während die Koaxialkabel simultan an ihren Enden abgeschnitten werden, simultan deren dielektrisches Material (oder äußere dielektrische Ummantelung 75 oder ein inneres Dielektrikum 73) abgestreift wird, simultan ihre metallischen Abschirmungen verbunden werden und/oder simultan ihre Mittelleiter 71 verbunden werden. Diese Verfahren werden im folgenden in mehr Einzelheiten beschrieben. Wenn die Koaxialkabel abisoliert und vor dem Einsetzen auf dem Halter geschnitten worden sind, sollte jedes Koaxialkabel längs positioniert werden, während es in einen einzelnen Schlitz 41 gepreßt wird, so daß das Ende 72 des Mittelleiters 71 jedes Koaxialkabels sich über den Rückhalter um einen Abstand hinaus erstreckt, der ausreicht, um einen separaten Signalanschluß 50 in einem gewünschten Kontaktbereich 51 zu überlappen. Dies ist am besten in Figur 2a gezeigt. Die abgeschrägten Ecken 43 der Rückhaltewände 42a und 42b sind so konstruiert, daß sie das Einpressen jedes koaxialen Kabels in einen Schlitz 41 erleichtern. Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel sind die Enden der Verbinder nicht miteinander verbunden, wie bei einem Bandkabel oder einer flexiblen Schaltungsanordnung, wo ein isolierendes Gehäuse die Verbinderenden umgibt und diese sicher in paralleler Position relativ zueinander hält. Wenn verbundene Leiter eingesetzt würden, wäre ein Halter 40 ohne Zähne vorzuziehen, obwohl ein derartiger Halter noch die Ausrichtung und Befestigung der Leiter (vorzugsweise Abschirmungen und Mittelleiter) relativ zum Verbinderkörper für den Leiterverbindungsschritt durchführen muß. Obwohl der Halter 40 aus einem leitfähigen Material konstruiert sein könnte, ist es vorzuziehen, ein zweckmäßiges dielektrisches Material wie formfähigen Kunststoff einzusetzen, um Herstellungs- und Materialkosten zu verringern.
Der Verbinderkörper 30 hat eine Aufnahmekante 31, die die erste Kante an dem Verbinderkörper 30 ist, die von den Leitern passiert wird, wenn sie auf dem Verbinderkörper positioniert werden, und der Halter 40 ist neben dieser Aufnahmekante angeordnet. Der Verbinderkörper ist frei von jeglichen überhängenden Strukturen, die sich mit einem Zugang zu den Signalanschlußkontaktbereichen 51 stören könnten, wodurch eine Einrichtung zum Freilegen aller gewünschten Kontaktbereiche 51 für eine simultane Inspektion und Verbindung der Signalleiter 51 geschaffen wird. Ebenso sind die Ebenen der Kontaktbereiche 51 im wesentlichen parallel mit der Richtung, in der die Koaxialkabel von dem Halter 40 gehalten werden, was dem Verbinder 10 einen niedrigen, zum Stapeln einzelner Verbinder zweckmäßigen Querschnitt gibt und jede Notwendigkeit, die Koaxialkabel 70 zu biegen, eliminiert.
Vorzugsweise hat der Verbinderkörper auch einen Sims 34. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, gezeigt in Figur 1, ruht das innere Dielektrikum 73 jedes Koaxialkabels 70 auf diesem Sims, während der äußere dielektrische Mantel 75 gegen den Sims anliegt. Während des Abisolierens des Koaxialkabels können dünne "Haare" aus Draht von den metallischen Abschirmungen der Kabel abgedreht werden und sich in der Nähe der Mittelleiter 71 der Kabel entlang eines Abschnitts eines Signalanschlusses 50 erstrecken. Das gefärbte innere Dielektrikum 73 ermöglicht das Auffinden und die Entfernung dieser verirrten Haare, wodurch sie einen Kurzschluß zwischen den Referenz- und Signalpfaden verhindern. Der bedeutendste Zweck des Simses 34 ist es jedoch, den Abstand zwischen den Mittelleitern 71 der Koaxialkabel und der Kontaktbereiche 51 der Signalanschlüsse 50 durch Querversetzen der Signalanschlüsse gegenüber den koaxialkabeltragenden Oberflächen 41a am Boden jedes Schlitzes 41 des Halters 40, wie am besten in Figur 4a zu sehen ist, zu minimieren, um eine solide Anlage der Leiter 71 mit den Signalanschlüssen zu ermöglichen.
Bei dem in Figur 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Signalanschlüsse 50 einfache streifenähnliche Strukturen, die aus leitfähigem Material hergestellt sind. Dies reduziert die Herstellungskosten der Signalanschlüsse. Es wird auch bevorzugt, daß die Signalanschlüsse 50 auf dem Verbinderkörper 30 abgelegt werden, da eine konventionelle photolithographische oder Spray-Einrichtung eingesetzt werden kann, um sehr dünne Schichten abzulegen. Die Signalanschlüsse 50 sind ebenfalls flach, wie in den Figuren gezeigt ist, wobei sie die Verwendung einer äußeren Verbindungseinrichtung erleichtern, um die Verbindungen zwischen den Mittelleitern 71 und den Signalanschlüssen 50 herzustellen. Die Signalanschlüsse 50 sind auf derselben Ebene wie die Referenzanschlüsse 60 dargestellt, was eine Verbindung der Signal- und Referenzanschlüsse simultan durch Einrichtungen derselben Vorrichtung ermöglicht. Die Dimensionen der Signalanschlüsse 50, die relative Anordnung und Anzahl der Referenzanschlüsse 60 in bezug auf die Signalanschlüsse 50 und die Dielektrizitätskonstante des Verbinderkörpers 30 kann ausgewählt werden, um einen gewünschten charakteristischen Widerstand oder andere elektromagnetische Eigenschaften vorzusehen.
Figur 2b, eine Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels von unten, illustriert, wie jeder zweite der beabstandeten Signalanschlüsse 50 zum Boden des Verbinderkörpers 30 durch ein beschichtetes Durchgangsloch 52 passieren kann und sich in einer Richtung biegt, die letztendlich in Ausrichtung mit jedem Lötschwanz 24 am Boden des Verbinderkörpers endet. Dieses Layout ermöglicht eine maximale Verwendung der Lötschwänze 24 einer konventionellen kartenendenmontierten Buchse 20. Eine lichtdurchlässige dielektrische Abdeckung und/oder Abschirmungsstruktur (nicht gezeigt) kann vorzugsweise über den Verbinderkörper 30 angeordnet werden, um die Signalspuren 50 vor einem Kontakt mit äußeren metallischen Gegenständen, die das Signal kurzschließen könnten, zu schützen, um eine Abschirmungseinrichtung gegen außerhalb erzeugte Signale zu schaffen oder um eine andere besondere elektromagnetische Eigenschaft zu erreichen.
Gemäß Figur 1 wird der Schritt elektrisches Verbinden der metallischen Abschirmungen der Kabel 70 mit den Referenzanschlüssen 60 durch die Erdungsschiene 62 und freie Leiterdrähte 65 erleichtert. Das Anschlußverfahren, das die Mittelleiter 71 der Koaxialkabel mit den Signalanschlüssen 50 verbindet, kann auch dazu dienen, die freien Leiterdrähte 65 mit den Referenzanschlüssen 60 zu verbinden. Außerdem wird, wenn eine Schicht Lötzinn auf der Erdungsschiene 62 vorbereitend abgelegt worden ist, so daß die Erdungsschiene 62 sich mit den freigelegten metallischen Abschirmungen der Koaxialkabel 70 bei Zuführung von Wärme verbindet, etwas Lötzinn auf die Oberfläche jedes freien Leiterdrahtes 65 fließen und trotz des engeren Durchmessers des freiliegenden Leiterdrahtes 65 gegenüber dem Durchmesser der äußeren dielektrischen Ummantelung 75 der Koaxialkabel 70 eine elektrische Verbindung schaffen. Die Lösung mit Erdungsschiene/freiliegender Leiterdraht eliminiert die Notwendigkeit getrennter Verbindungsschritte, was für die Referenzanschlüsse 60 eigenartig wäre.
Es gibt alternative Einrichtungen zum elektrischen Verbinden der metallischen Abschirmungen der Koaxialkabel 70 simultan mit den Referenzanschlüssen 60. Ein alternatives Erdungssystem besteht darin, leitfähige Erstreckungen zu verwenden, die an der Erdungsschiene 62 angeordnet sind, die sich mit den Referenzanschlüssen 60 im Ersatz für die freien Leiterdrähte 65 verbinden. Obwohl die Erdungsschiene, gezeigt in Figur 1, als massive leitfähige Schiene dargestellt ist, kann die Erdungsschiene auch unter Verwendung der Leiterplattentechnologie (flexibel oder dergleichen) mit leitfähigen Spuren hergestellt werden, die auf einem Substrat gemustert und so arrangiert sind, daß individuelle Abschirmungen 74 simultan mit den Referenzanschlüssen 60 durch die leitfähigen Spuren angeschlossen sind. Die zuletzt erwähnte Lösung erlaubt eine Vielfalt von Erdungskonfigurationen, einschließlich eines nicht gemeinsamen oder gemeinsamen Erdungsanschlusses, abhängig von den Anforderungen der Verwendung, die die Minimierung von Übersprechen, Steuerung der Impedanz, Optimierung der Leitungsdichte und Schaffen einer vorübergebenen Anschlußzuweisung einschließen können.
Ein prinzipielles Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß sie eine Reduzierung der Anzahl der Schritte, die bei der Kabelvorbereitung benötigt werden, ermöglicht. Ein typisches Koaxialkabel 70 ist in Figur 3 gezeigt, das aus einem Mittelleiter 71, einem inneren Dielektrikum 73, einer metallischen Abschirmung 74 (massiv, gewebt, Folie etc.) und einer äußeren dielektrischen Ummantelung 75 besteht. Figur 3 zeigt das Koaxialkabel, nachdem es in konventioneller Weise vorbereitet (abisoliert) wurde und bereitsteht, um in dem Verbinderkörper positioniert zu werden.
Umgekehrt zeigen die Figuren 4a und 4b ein Kabel 70, das nach dem neuen Verfahren vorbereitet ist, das durch die vorliegende Verbindung möglich ist. In Figur 4a ist der Halter, schon auf dem Verbinderkörper 30 befestigt, gezeigt (obwohl er alternativ davon abgenommen werden kann), wobei bereits die Enden 72 der Koaxialkabel, das innere dielektrische Material 73 und die Mittelleiter 71 entweder konventionell oder durch ein zusätzliches innovatives Verfahren vorbereitet sind, das im nächsten Abschnitt beschrieben wird. Die Kabel 70 sind in ihren entsprechenden einzelnen Schlitzen 41 im Halter 40 positioniert, so daß alle Kabel im wesentlichen parallel zueinander liegen. Danach wird das dielektrische Material von der äußeren dielektrischen Ummantelung jedes Koaxialkabels entfernt, wodurch die Zeit verringert wird, die zur Kabelvorbereitung vor dem Anschluß benötigt wird. Der Halter 40 hilft bei diesem Schritt der Entfernung des äußeren Dielektrikums, da der Halter jedes Kabel am Aufnahmeende 31 des Verbinderkörpers 30 in der Nähe der Stelle sicher hält, an der sich das zu entfernende dielektrische Material befindet. Der Schritt der Entfernung wird vorzugsweise durchgeführt, indem ein Laserstrahl in Folge auf jede äußere dielektrische Ummantelung gerichtet wird, so daß in die äußere dielektrische Ummantelung 75 an der Position, die in Figur 4a mit 76 angegeben ist, ein Fenster eingeschmolzen wird, wobei die metallische Abschirmung 74 (Figur 4b) darunter freigelegt wird. Eine alternative Methode zur Durchführung des Entfernungsschrittes besteht darin, das dielektrische Mantelmaterial von jedem Kabel simultan zu entfernen. Dies kann mit einem langen Heizstab durchgeführt werden, der die äußere dielektrische Ummantelung abschmilzt. Andere alternative Entfernungsschritte können auf Gebläseluftwärme oder mechanischem Abschneiden beruhen.
Um das innere dielektrische Material 73 und den Mittelleiter 71 freizulegen (entweder vor oder nach Entfernung des äußeren dielektrischen Materials 75) können die Koaxialkabel in den Halter eingesetzt werden, bevor der Halter im Verbinderkörper angeordnet wird. Die einzelnen Koaxialkabel werden reibungsmäßig durch den Halter festgehalten, so daß ein simultanes Schneiden und Entfernen von innerem und äußerem dielektrischen und leitfähigen Material möglich ist, wodurch die Zeit, die zur Behandlung des Kabels vor dem Anschluß aufgewendet wird, stark reduziert wird. Die wahlweise Entfernung von dielektrischem und leitfähigem Material kann mittels eines aufgeheizten Satzes mechanischer Schneider durchgeführt werden, mit Löchern, die in den Klingen in Abständen angeordnet sind, die ähnlich den Abständen der Kabel sind, die in dem Halter befestigt sind. Beim Einsatz unterschiedlicher Klingen können, wobei jede mit Schneidelöchern einer Dimension, die durch den Durchmesser des abzustreifenden Materials festgelegt ist, die inneren Dielektrika 73 und die Mittelleiter 71 der Kabel freigelegt werden, um den Anschluß zu erleichtern. Bei einer oder beiden der in diesem und dem vorhergehenden Abschnitt diskutierten Methoden ist der konventionelle Extraschritt des individuellen Führens der Kabel in eine äußere Abstreifvorrichtung eliminiert.
Ein weiteres Hauptmerkmal des Verbinders besteht darin, daß er die Zeiteffizienz in den zwei Anschlußverfahren aufgrund seiner einfachen Anschlußstrukturen steigert (Abschirmungsverbindung und Leiterverbindung). Ein bevorzugtes Verfahren zum schnellen Durchführen des Abschirmungsverbindungsschrittes ist in Figur 5 dargestellt. Eine leitfähige Erdungsschiene 62 ist quer über die freigelegten metallischen Abschirmungen 74 und offenen Leiterdrähte 65 angeordnet, nachdem eine Lötschicht auf der Erdnungsschiene 62 vorabgelegt worden ist. Die elektrischen Verbindungen können dann simultan dauerhaft hergestellt werden, indem ein heißes Abschmelzeisen gegen die Oberkante der Erdungsschiene gepreßt wird.
Eine bevorzugte Verfahrensweise der schnellen Durchführung des Leiterverbindungsschrittes besteht darin, eine Lötschicht auf den Kontaktbereichen 51 der Signalanschlüsse 50 und der Referenzanschlüsse 60 vorabzulegen, und danach jeden der ausgerichteten Mittelleiter 71 und der freiliegenden Leiterdrähte 65 gegen einen entsprechenden Signalanschluß 50 oder Referenzanschluß 60 zu pressen, wobei eine heiße Bügelaufschmelzschiene eingesetzt wird. Dieselbe heiße Bügelaufschmelzschiene kann für den Abschirmungsverbindungsschritt und den Leiterverbindungsschritt eingesetzt werden, wodurch bei den Einrichtungskosten gespart wird. Eine ähnliche Methode, die ebenfalls jeden Leiter 71 und 65 im gleichen Zeitmoment verbindet, ist Aufschmelzlöten mit heißem Gas.
Ein alternatives Verfahren zum schnellen Durchführen des Leiterverbindungsschrittes, das aber nicht jeden Leiter 71 und 65 zum gleichen Zeitpunkt verbindet, ist, eine schrittweise Methode anzuwenden, beispielsweise Laserschweißen, kapazitives Entladeschweißen, elektrisches Entladeschweißen oder Heißlottropfen. Hier geht die Verbindungseinrichtung sukzessiv von einem schrittweisen Kontaktbereich 51 zum nächsten. Während die Leiter nicht gleichzeitig verbunden werden, wird der Leiterverbindungsschritt im wesentlichen simultan durchgeführt, da jeder Leiter 71 oder 65, ohne dazwischengesetzte Leiterausrichtung oder Vorbereitungsschritte, in einem einzelnen Schritt verbunden wird,. Das Löten bleibt die bevorzugte Verbindungsart im Gegensatz zum Formen, wie Klemmen oder innere dielektrische Durchdringung, da beim Löten eine offene Einsichtsmöglichkeit zur Qualitätsinspektion der Lötverbindungen vorliegt und die Oberflächen der Leiter 71 nicht durchbohrt sind.

Claims

1. Elektrischer Verbinder (10) zum Anschließen von Verbindern (65, 71) mit länglichen Kontaktabschnitten, mit einem Verbinderkörper (30) mit Anschlüssen (50, 60), die getrennt nebeneinander angeordnet sind, und mit einer Haltereinrichtung (40) auf dem Verbinderkörper und getrennt von den Anschlüssen zur Aufnahme der Leiter (65, 71) und zum Halten der Leiter unter Reibung in im wesentlichen paralleler nebeneinanderliegender Anordnung entsprechend den Anschlüssen, dadurch gekennzeichet, daß die Anschlüsse (50, 60) im wesentlichen ebene Kontaktbereiche (51) haben, die in einer gemeinsame Ebene angeordnet sind, die sich entlang einer ebenen Oberfläche des Verbinderkörpers (30) erstreckt, und daß die Haltereinrichtung (40) geeignet ist, eine seitliche Trennung der Leiter voneinander durch individuelles Festhalten jedes Leiters zu schaffen, um die Kontaktabschnitte der Leiter (65, 71) mit den ebenen Kontaktbereichen in im wesentlicher paralleler Anordnung zur gemeinsamen Ebene der Kontaktbereiche (51) auszurichten, während die Kontaktabschnitte mit den Kontaktbereichen verbunden sind.

2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei die Haltereinrichtung (40) vom Verbinderkörper (30) trennbar ist.

3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2, wobei der Verbinderkörper (30) eine Einrichtung (34) aufweist, die die Haltereinrichtung (40) in einer vorbestimmten Position relativ zu den Anschlüssen (50, 60) positioniert, während zwischen den Leitern (65, 71) und den Kontaktbereichen (51) elektrische Verbindungen geschaffen sind.

4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Haltereinrichtung ein kammförmiges Bauteil (40) aufweist, das eine Vielzahl von Zahnen (42a, 42b) hat, die dazwischen für das jeweilige Halten der einzelnen Leiter (65, 71) durch Reibungsberührung zwischen den Zähnen mit offenen Enden versehene Schlitze (41) definieren.

5. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Haltereinrichtung (40) eine Trägerfläche (41a) für die Leiterkabel aufweist und der Verbinderkörper (30) eine Einrichtung aufweist, die die Anschlüsse (50, 60) von der Trägerfläche in eine Richtung quer zur parallelen Richtung, in der die Leiter durch die Haltereinrichtung gehalten werden, versetzt.

6. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinderkörper (30) eine dielektrische Platte aufweist, die die flache Oberfläche ergibt, auf der die Anschlüsse (60) angeordnet sind, und wobei die Anschlüsse im wesentlichen flache, streifenähnliche Flächen sind, die auf der ebenen Fläche der dielektrischen Platte angeordnet sind.

7. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 6, wobei die Anschlüsse (50, 60) ein auf der flachen Fläche der dielektrischen Platte abgelegtes leitendes Material aufweisen.

8. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinderkörper (30) angeordnet ist, um sämtliche Kontaktflächen (51) simultan für einen Zugang von einem Ort außerhalb des Verbinderkörpers offenzulegen, während die Leiter (65, 71) von der Haltereinrichtung zur Verbindung mit den Kontaktbereichen in Flucht gehalten werden.

9. Elektrischer Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltereinrichtung (40) einen leitenden Streifen (62) enthält, der sich quer zu den Leitern erstreckt, die in der Haltereinrichtung zum Verbinden der koaxialen Abschirmungen (74) abgeschirmter Leiter (70) mit einem Kontaktbereich (65) eines vorausgewählten Anschlusses (60).

10. Verfahren zum Anschließen eines Leiterbündels (65, 71) mit länglichen Kontaktabschnitten mit einem elektrischen Verbinder (10), mit einem Verbinderkörper (30), mit Anschlüssen (50, 60), die getrennt nebeneinander angeordnet sind, mit folgenden Schritten:

a. Führen einer Vielzahl der Leiter (65, 71) in einen Halter (40), der die Leiter in im wesentlichen parallel nebeneinander liegender Anordnung entsprechend den Anschlüssen (50, 60) unter Reibung festhält, und

b. elektrisches Verbinden der Kontaktabschnitte der Leiter mit den Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet,

c. daß die Anschlüsse (50, 60) im wesentlichen ebene Kontaktbereiche (51) aufweisen, die in einer gemeinsamen Ebene, die sich entlang einer flachen Oberfläche des Verbinderkörpers erstreckt, angeordnet sind, und

d. daß die Verbinder (65, 71) mit den Anschlüssen (50, 60) mittels des Halters (41) ausgerichtet sind, der auf dem Verbinderkörper angeordnet ist und jeden Leiter individuell festhält, um eine seitliche Trennung zwischen den Leitern zu schaffen, entsprechend der seitlichen Trennung zwischen den ebenen Kontaktbereichen der Anschlüsse mit den Kontaktabschnitten in im wesentlichen paralleler Anordnung zu der gemeinsamen Ebene der Kontaktbereiche (51), und

e. daß danach die Kontaktabschnitte der Leiter im wesentlichen simultan mit den Anschlüssen verbunden werden, während die Kontaktabschnitte der Leiter mittels des Halters in im wesentlichen paralleler Lage zu den Anschlüssen gehalten werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Halter (40) vom Verbinderkörper (30) getrennt ist und darauf vor oder nach dem Schritt a. befestigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Halter (40) auf dem Verbinderkörper (30) vor dem Schritt a. befestigt wird und die Schritte a. und d. nebeneinander durchgeführt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei der Schritt a. reibungsmäßiges Festhalten einer Vielzahl unverbundener Leiter (65, 71) individuell in im wesentlichen paralleler Stellung mittels des Halters (40) einschließt.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, wobei der Halter (40) eine Vielzahl von Zähnen (42a, 42b) aufweist, die mit offenem Ende versehene Schlitze (41) definieren, und wobei der Schritt a. ein reibungsmäßiges Verbinden der Verbinder (65, 71) individuell zwischen Paaren der Zähne einschließt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, mit dem Schritt des Vorablegens einer Schicht von Lötzinn auf die Kontaktbereiche (51) bevor die Anschlüsse Leiter (65, 71) damit verbunden werden.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, wobei jeder Leiter (71) ein ihn umgebendes dielektrisches Material (73) aufweist und das dielektrische Material von den Kontaktabschnitten der Leiter entfernt wird, während die Leiter in dem Halter (40) gehalten werden, um die Leiter für eine elektrische Verbindung mit den Kontaktbereichen (51) der Anschlüsse vorzubereiten.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das dielektrische Material (73) von den Leitern (71) durch Abstreifen des dielektrischen Materials von den Leitern mit Wärme entfernt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das dielektrische Material (73) von den Leitern (71) durch Abschneiden des dielektrischen Materials von den Leitern entfernt wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, wobei jeder Leiter (71) mit einer koaxialen metallischen Abschirmung (74) umgeben wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, soweit er von Anspruch 16, 17 oder 18 abhängt, wobei die Abschirmung (74) von dem Kontaktabschnitt des Leiters mit dem dielektrischen Material (73) getrennt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Abschirmung (74) mit dielektrischem Material (75) umgeben wird und wobei das dielektrische Material (75) durch Richten eines Laserstrahles auf das dielektrische Material zum Einformen einer Öffnung (76) entfernt wird, um die metallische Abschirmung (74) offenzulegen.

22. Verfahren nach Anspruch 19, 20 oder 21, mit dem Schritt elektrisches Verbinden aller metallischen Abschirmungen simultan mit einem Kontaktbereich (65) eines vorausgewählten Anschlusses (60).

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Schritt simultanes elektrisches Verbinden der metallischen Abschirmungen (74) mit einem Anschluß (60) ein Verbinden der metallischen Abschirmungen durch Anordnungen eines leitenden Streifens (62) in Anlage mit den metallischen Abschirmungen aufweist.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 23, wobei die Kontaktabschnitte der Leiter (65, 71) mit den Kontaktbereichen (51) der Anschlüsse durch Erwärmen der Leiter und der Anschlüsse verbunden werden.

25. Verfahren nach Anspruch 23 und 24, mit dem Schritt Erwärmen der Leiter-Anschlußverbindungen und der leitenden Streifen-metallische Abschirmungs-Verbindungen mit demselben Heizinstrument.