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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbindungen für Koaxialkabel
im allgemeinen und auf eine verbesserte Verbindung im besonderen,
die mechanische Eigenschaften hat, welche eine effiziente Installation
erlauben. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Verfahren zur Anbringung
solcher Verbindungen und Kabel, und auf die daraus sich ergebenden
Vorrichtungen.
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Ein
Koaxialkabel ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen inneren Leiter,
einen äußeren Leiter
und einen Isolator zwischen den inneren und äußeren Leitern hat. Der innere
Leiter kann hohl, kann aber auch kompakt sein. Am Ende des Koaxialkabels ist
eine Verbindung angebracht, die eine mechanische und elektrische
Koppelung des Koaxialkabels gestattet.
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Verbindungen
für Koaxialkabel,
die hohle innere Leiter haben, sind seit einer Reihe von Jahren
in der Industrie für
semiflexible Koaxialkabel in Gebrauch. Rauwolf zum Beispiel (U.S.
Patent Nr. 5,167,533) beschreibt eine Verbindung für Koaxialkabel,
die hohle innere Leiter haben. Vaccaro et al. (U.S. Patent Nr. 5,154,636)
beschreiben eine Verbindung für
Koaxialkabel, die spiralig gerillte äußere Leiter haben. Doles (U.S.
Patent Nr. 5,137,470) beschreibt eine Verbindung für Koaxialkabel,
die hohle und spiralförmig
gerillte innere Leiter haben. Juds et al. (U.S. Patent Nr. 4,046,451)
beschreiben eine Verbindung für
Koaxialkabel, die ringförmig
gerillte äußere Leiter
und ungerillte zylindrische innere Leiter haben. Van Dyke (U.S.
Patent Nr. 3,291,895) beschreibt eine Verbindung für Kabel,
die spiralförmig gerillte äußere Leiter
und hohle, spiralförmig
gerillte innere Leiter haben. Eine Verbindung für ein Koaxialkabel, das einen
spiralförmig
gerillten äußeren Leiter und
einen hohlen, nichtgerillten zylindrischen inneren Leiter hat, wird
bei Johnson et al. (U.S. Patent Nr. 3,199,061) beschrieben.
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Das
Patent von Johnson et al. beschreibt eine selbstschneidende Verbindung
für den
inneren Leiter des Koaxialkabels. Solche Verbindungen sind zeitaufwändig zu
installieren und teuer in der Herstellung. Außerdem führt, wenn der innere Leiter
aus Metall besteht, Überspannung
dazu, dass die Gewinde eher die Verbindung als den Endbereich des
inneren Kabelleiters überdrehen,
woraufhin die Verbindung ersetzt werden muss.
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US-A-4
046 451 beschreibt eine Verbindungsvorrichtung für ein Koaxialkabel, das einen äußeren Leiter
hat, der konzentrisch von einem hohlen inneren Leiter separiert
ist. Elektrischer Kontakt mit dem inneren Leiter des Kabels wird
mittels eines Verbindungselements bewirkt, das ein Gewindeanker-Element
hat, welches selbstschneidend ist, da es in den hohlen Leiter hinein
gewunden wird. Elektrische Verbindung mit dem äußeren Leiter des Koaxialkabels
wird von zwei sich ineinander schiebenden Muffenbereichen bewirkt,
welche Klemmflächen
haben, mit denen sie fest gegen gegenüberliegende Seiten eines Endbereichs
des äußeren Leiters
gezogen werden können.
Zu diesem Zweck sind die jeweils sich ineinander schiebenden Muffenbereiche mit
zusammen wirkenden Gewindeflächen
versehen.
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Ziel
der Erfindung ist es, eine verbesserte Koaxialkabel-Verbindung zur
Verfügung
zu stellen, die leicht und schnell installiert werden kann.
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Dies
wird durch die Merkmalen von Anspruch 1 erreicht.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbindung
zur Verfügung
zu stellen, einschließlich
einer inneren Verbindung mit einem selbstschneidenden Bereich, die
leichten Anschluss an ein Koaxialkabel gestattet, welches eine hohle
innere Verbindung hat. Ein verwandter Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist es , dass eine solcherart verbesserte Verbindung selbst-positionierend
ist, da sie am Ende eines Koaxialkabels angebracht wird, und sie
soll leicht von Hand installiert werden können. Ferner ist es ein Aspekt
der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Verbindung zur Verfügung zu
stellen, in welcher Überspannung
eher in Überdrehung der
Gewinde im hohlen inneren Leiter im Kabel als in Überdrehung
der Verbindung resultiert.
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Noch
ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte
Verbindungsvorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die der äußeren Verbindung
gestattet, guten elektrischen Kontakt herzustellen und diesen Kontakt
mit dem äußeren Leiter eines
Koaxialkabels aufrecht zu erhalten mit einem Minimum an Aufwand
seitens des Installateurs.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes
Verfahren zur Anbringung einer Verbindungsvorrichtung an einem Koaxialkabel
zur Verfügung
zu stellen, das einen hohlen inneren Leiter hat, so dass guter elektrischer
Kontakt zwischen der inneren Verbindung und dem inneren Kabelleiter über eine
lange Funktionsdauer hinweg aufrecht erhalten wird.
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Noch
ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes
Verfahren zur Anbringung des äußeren Kabelleiters
an der äußeren Verbindung
der Verbindungsvorrichtung mit einem Minimum an Aufwand und einen
guten elektrischen Kontakt zur Verfügung zu stellen.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte
Verbindung zur Verfügung
zu stellen, die zu verhältnismäßig geringen Kosten
effizient und ökonomisch
hergestellt werden kann.
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Andere
Ziele und Vorzüge
der Erfindung sollen aus der folgenden detaillierten Beschreibung
und den begleitenden Zeichnungen deutlich werden.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung werden die oben genannten Ziele dadurch verwirklicht,
dass eine Verbindungsvorrichtung zur Verfügung gestellt wird, die eine äußere Verbindung zur
Verbindung mit dem äußeren Kabelleiter
hat, eine innere Verbindung, die einen Gewindebereich hat, der so
angepasst ist, dass er, in Gewindeverbindung mit der inneren Oberfläche des
inneren Leiters, in einen hohlen inneren Leiter passt. Der Gewindebereich
schließt
eine Mehrzahl von ineinander greifenden konzentrischen Gewinden
ein. Ein dielektrisches Abstandsstück wird zwischen die inneren
und äußeren Verbindungen
eingefügt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die mehrfach ineinander greifenden Gewinde selbstschneidende
Gewinde insofern, als die innere Verbindung in den hohlen inneren Leiter
leicht eingewunden werden kann, ohne dass der innere Leiter zuvor
beschnitten werden müsste.
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Darüber hinaus
kann die äußere Verbindung der
Verbindungsvorrichtung zwei Elemente einschließen, die gewindeartig vermittels
einer Mehrzahl ineinander greifender konzentrischer Gewinde, die
auf jedem der beiden Elemente gebildet werden, angebracht werden
können.
Die Mehrzahl von Gewinden sorgt für eine leichte Anbringung der
beiden Elemente, während
sie guten elektrischen Kontakt zwischen jedem Bereich der äußeren Verbindung
und dem äußeren Kabelleiter
aufrecht erhalten.
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Die
innere Verbindung wird am besten aus einer relativ harten leitenden
Legierung hergestellt, etwa aus einer Kupfer-Zink-Legierung (z.B. UNS-C67400)
oder einer Beryllium-Kupfer-Legierung (z.B. UNS-C17300). Die Verwendung
solcher Materialien erleichtert den Selbstschneidevorgang, und schützt zudem
die Verbindung im Falle der Überspannung,
weil die Gewinde, noch ehe sie die Verbindung überdrehen, den Leiter überdrehen.
Auf diese Weise kann die Verbindung neu installiert werden, nachdem
man ein kurzes Stück
vom Ende des Leiters abgeschnitten hat.
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1 ist
ein Seitenaufriss, teilweise im Querschnitt, einer Verbindung, die
die vorliegende Erfindung verkörpert,
und eines Koaxialkabels zur Aufnahme der Verbindung;
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2 ist
ein vergrößerter Seitenaufriss
des Endbereichs eines Metallstabs, der maschinell hergestellt worden
ist, um die Verbindung von 1 zu bilden,
noch bevor die Gewinde auf der Verbindung gebildet werden;
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3 ist
ein vergrößerter Seitenaufriss
des in 2 dargestellten Metallstabs nach der Bildung der
Gewinde;
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4 ist
ein Aufriss des Endes der in 3 dargestellten
Verbindung;
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5 ist
eine isometrische Ansicht, teilweise mit Ausschnitt, der Verbindungsvorrichtung,
wie sie die vorliegende Erfindung ausformt;
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6 ist
eine Ansicht der entrollten ineinandergreifenden Gewinde aus einem
Element der Verbindungsvorrichtung; und
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7 ist
eine Ansicht der entrollten ineinander greifenden Gewinde aus dem
anderen Element der Verbindungsvorrichtung.
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Während die
Erfindung verschiedene Modifikationen und alternative Ausformungen
zuläßt, ist
in den Zeichnungen eine spezifische Ausführungsform von ihr anhand eines
Beispiels dargestellt und soll nun im Detail beschrieben werden.
Es versteht sich jedoch von selbst, dass nicht beabsichtigt ist,
die Erfindung auf die beschriebene spezifische Ausformung zu beschränken – beabsichtigt
ist vielmehr im Gegenteil, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen
abzudecken, wie sie von den angehängten Ansprüchen definiert werden.
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Wenden
wir uns nun den Zeichnungen zu: Da ist eine Verbindungsvorrichtung
für ein
Koaxialkabel 10 zu sehen, das einen ringförmig gerillten äußeren Leiter 11 hat,
welcher konzentrisch von einem hohlen inneren Leiter 12 durch
ein Schaumstoff-Dielektrikum 13 separiert wird. Wie denjenigen,
die mit dieser Technik vertraut sind, wohl bekannt ist, wird ein "ringförmig" gerillter Leiter
von einem "spiralförmig" gerillten Leiter
darin unterschieden, dass die ringförmigen Rillen eine Folge von
separaten parallelen Wülsten,
die entlang der Kabellänge
in unterschiedlichen Abständen
folgen, und gleicherweise eine Folge von separaten parallelen Furchen
haben, die ebenfalls entlang der Kabellänge in unterschiedlichen Abständen verlaufen.
Das heisst: jeder Wulst und jede Furche erstreckt sich um den Kreisumfang des
Leiters nur ein einziges Mal, bis sie sich wieder mit sich selbst
zusammenschließen,
und setzt sich nicht in der Längsrichtung
fort. Demzufolge ist jeder transversale Querschnitt, der durch den
Leiter lotrecht zu seiner Achse vorgenommen wird, radialsymmetrisch,
was auf spiralig gerillte Leiter nicht zutrifft.
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Um
das Kabel 10 zur Anbringung an der Verbindungsvorrichtung
zu präparieren,
wird das Ende des Kabels entlang einer Schnittfläche aufgeschnitten, die sich
durch den Grat eines der Wülste
des gerillten äußeren Leiters
und lotrecht zur Kabelachse erstreckt. Dies legt die saubere und
etwas ausgeweitete ineinander greifende Oberfläche des äußeren Leiters 11 frei.
Das Schaumstoff-Dielektrikum 13 füllt normalerweise nicht die
Wülste
des gerillten äußeren Leiters 11 aus,
so dass eine kleine Zone der inneren Oberfläche des äußeren Leiters in Nachbarschaft zum
beschnittenen Ende dieses Leiters am Grat jenes Wulstes freigelegt
wird, durch den der Schnitt gemacht wird. Falls jedoch das Schaumstoff-Dielektrikum
den gesamten Wulst ausfüllt,
sollte ein Stück des
Dielektrikums entfernt werden, um Kontakt mit der inneren Oberfläche des äußeren Leiters 11 in Nachbarschaft
zu dessen beschnittenem Ende zu ermöglichen. Alle Unebenheiten
oder rauen Kanten an den Schnitt-Enden der metallenen Leiter sollten
entfernt werden, um eine Störung
der Verbindung zu vermeiden. Die äußere Oberfläche des äußeren Leiters 11 ist
normalerweise mit einer Plastikhülle 14 ummantelt,
die vom Ende des äußeren Leiters 11 in genügender Länge abgeschnitten
wird, um die Verbindungsvorrichtung anzupassen.
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Elektrischer
Kontakt mit dem inneren Leiter 12 des Kabels 10 wird
von einem inneren Verbindungselement 20 bewirkt, welches
ein Ankerelement 20 hat. Wenn der innere Leiter 12 des
Kabels 10, wie in 1 dargestellt,
hohl ist, schließt
das Ankerelement 21 einen Gewindebereich ein. In einer
bevorzugten Ausführungsform
ist der Gewindebereich selbstschneidend, da er in den hohlen inneren
Leiter 12 eingewunden wird. Eine vergrößerte Manschette 22 verbindet
das Ende des inneren Leiters 12, und ein verlängerter
Zapfen 23 fügt
den inneren Leiter 12 mit einem herkömmlichen komplementären Hohlelement
(nicht abgebildet) zusammen. Ein Isolator 24 hilft beim Zentrieren
des Zapfens 23 innerhalb des Hauptkörperelements 30 der
Verbindungsvorrichtung, während
er diese beiden Elemente von einander elektrisch isoliert. Man wird
bemerken, dass das Innere des Körperelements 30 eine
Einbuchtung 31 zur Aufnahme des Isolators 24 einschließt, was
in dem Stand der Technik der Koaxialkabel-Verbindungen ebenfalls
ein herkömmliches
Verfahren ist. Die innere Verbindung 20 wird nun mit Bezug
auf 2 bis 4 in weiteren Details beschrieben.
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Eine
koppelnde Nut 40, die um den Zapfen 23 herum am
Körperelement 30 befestigt
ist, ist ein herkömmliches
Kupplungsstück
und wird am Körperelement 30 mittels
eines Federrückhalterings 41 befestigt,
der die Nut 40 auf dem Körperelement 30 festhält, während er
eine freie Rotation der Nut 40 auf dem Körperelement 30 erlaubt.
Wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich wird, dient diese koppelnde
Nut 40 als Teil der elektrischen Verbindung des äußeren Leiters 11 des
Kabels 10 und wird vom inneren Leiter 12 isoliert
mittels des Isolators 24, der von dem inneren Verbindungszapfen 23 getragen wird.
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Das
Körperelement 30 schließt eine
konisch sich verjüngende
Klemmfläche 32 ein,
welche die innere Oberfläche
des äußeren Leiters 11 verbindet. Diese
Klemmfläche 32 ist
als integraler Teil der inneren Oberfläche des Körperelements 30 gebildet
und folgt kontinuierlich der gesamten Umkreisfläche des Kabels, um guten elektrischen
Kontakt mit der Innenfläche
des äußeren Leiters 11 zu
gewähren.
Im Zusammenwirken mit der konischen Klemmfläche 32 ist eine zweite
Klemmfläche 50 an
einem Ende eines ringförmigen
Klemmelements 51 gebildet zur Verbindung der äußeren Oberfläche des äußeren Leiters 11.
Genauer gesagt: Diese zweite Klemmfläche 50 ist auf einer
Seite einer inneren Noppe 52 gebildet, welche von der inneren
Oberfläche
des Klemmelements 51 in die letzte Furche des gerillten äußeren Leiters 11 in
Nachbarschaft zum Kabelende ragt, um so das Klemmelement 51 am
Kabel 10 in der Axialrichtung zu befestigen. Das Körperelement 30 und
das Klemmelement 51 umfassen eine äußere Verbindung, die an den äußeren Leiter 11 gekoppelt
ist.
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Um
die konische Klemmfläche 32 und
die zweite Klemmfläche 50 fest
an gegenüberliegende Seiten
des ausgeweiteten Endbereichs des äußeren Leiters 11 ziehen
zu können,
schließen
die beiden Elemente 30 und 51 jeweils sich ineinander
schiebende Muffenbereiche 33 und 53 mit zusammenwirkenden
Gewindeflächen 37 und 57 ein.
Wenn also die beiden Elemente 30 und 51 relativ
zu einander in einer ersten Richtung in Rotation versetzt werden, um
Gewindefläche 37 mit
Gewindefläche 57 in
Verbindung zu bringen, werden sie zu einander in der Axialrichtung
so vorgerückt,
dass sie die Klemmflächen 32 und 50 in
elektrisch leitende Verbindung mit dem äußeren Leiter 11 ziehen.
Wenn der ringförmig ausgeweitete
Endbereich des äußeren Leiters 11 zwischen
die konische Oberfläche 32 und
die zweite Klemmfläche 50 geklemmt
wird, wird er außerdem abgeflacht,
um sich der flächigen
Anordnung der Klemmflächen 32 und 50 anzupassen.
Um die Verbindungsvorrichtung vom äußeren Leiter 11 zu
lösen, werden
die beiden Elemente 30 und 51 relativ zueinander
in entgegengesetzter Richtung einfach in Rotation versetzt, um die
beiden Elemente 30 und 51 von einander zurückzuziehen,
bis die Gewindeflächen 37 und 57 entkoppelt
sind und dadurch die innere Noppe 52 am Wulst des gerillten äußeren Leiters 11 vorübergleiten
kann, da das Klemmelement 51 in Längsrichtung über das
Ende des Kabels 10 vorgerückt wird.
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Jede
der Gewindeflächen 37 und 57 kann
ein einzelnes Gewinde einschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
jedoch schließen
sowohl die Gewindefläche 37 des
Hauptkörperelements 30 als auch
die Gewindefläche 57 des
Klemmelements 51 eine Mehrzahl von ineinander greifenden
konzentrischen Gewinden ein. Infolge der Mehrzahl der Gewinde werden
das Klemmelement 51 und das Hauptkörperelement 30 geschwind
in der Axialrichtung gegen einander vorgerückt, wenn das ringförmige Ende des äußeren Leiters 11 sich
dazwischen klemmt. Üblicherweise
ist die Axiallänge
der Gewindefläche 37 des
Hauptkörperelements 30 größer als
die Axiallänge
der Gewindefläche 57 des
Klemmelements 51. Die Gewindeflächen 37 und 57 werden
nun detaillierter mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben,
welche die Gewindeflächen 37 und 57 in
entrollten Aufrissen darstellen.
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Um
zu vermeiden, dass sich das Klemmelement 51 um das Kabel 10 wickelt,
während
das Körperelement 30 darüber gewunden
wird, ragt eine erhabene Noppe 55 aus der äußeren Oberfläche des Elements 51 hervor.
Wein 1 zu sehen ist, verringert die erhabene Noppe 55 den
Bereich der Verbindungsreibung zwischen den beiden Elementen 30 und 51 und
separiert die Nichtgewinde-Bereiche der gegenüberliegenden Oberflächen dieser
beiden Elemente 30 und 51 von einander. Nachdem
die beiden Elemente 30 und 51 ineinander gewunden
sind, erhält
die Verbindung der inneren Oberfläche des Körperelements 30 mit
dem erhabenen Wulst 55 die Sperrwirkung des inneren Wulstes 52 aufrecht,
indem sie jede nach außen
gerichtete Durchbiegung der elastischen Segmente so lange verhindert,
wie die beiden Elemente 30 und 51 verbunden bleiben.
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Um
eine Barriere gegen Feuchtigkeit zwischen der inneren Oberfläche des
Klemmelements 51 und der äußeren Oberfläche des
Kabelleiters 11 zur Verfügung zu stellen, wird ein O-Ring 70 in
einer Furche auf dem freigelegten Bereich des äußeren Leiters 11 in
Stellung gebracht, bevor das Klemmelement 51 an diesem
angebracht wird. Dann, wenn das Klemmelement 51 am Kabel 10 installiert
ist, drückt es
den Gummi-O-Ring leicht zusammen derart, dass sich der O-Ring 70 sowohl
der äußeren Oberfläche des
Leiters 11 als auch der inneren Oberfläche des Klemmelements 51 fest
andrückt.
Der danebenliegende Endbereich des Klemmelements 51 bildet eine
geringfügig
vergrößerte Einbuchtung 71,
so dass es über
das Ende der Plastik-Ummantelung 14 auf
dem Koaxialkabel passt. Eine Feuchtigkeitsbarriere ähnlich derjenigen
vermittels des elastischen O-Rings 70 wird von einem zweiten
O-Ring 72 zur Verfügung
gestellt, der zwischen den entgegengesetzten Oberflächen der
Muffenbereiche 33 und 53 des Körperelements 30 bzw.
des Klemmelements 51 angebracht wird.
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Kehren
wir jetzt zu der inneren Verbindung 20 zurück, welche
elektrischen Kontakt mit dem inneren Leiter 12 herstellt:
Das Gewindeanker-Element 21 ist selbstschneidend, so dass
die Verbindung 20 dadurch installiert werden kann, dass
sie einfach in den hohlen inneren Leiter 12 gedreht wird,
bis sich die Kante 25 (2 bis 4),
die von der Manschette 22 gebildet wird, mit dem beschnittenen
Ende des inneren Leiters 12 verbindet. Ein diametrales Loch 26 wird
im Körperbereich
der Verbindung 20 gebildet, das einen Knebelschraubenschlüssel zum
Hineindrehen der inneren Verbindung 20 in den inneren Leiter 12 aufnehmen
kann.
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Der
Gewindebereich 80 des Anker-Elements 21 schließt vier
ineinander greifende konzentrische Gewinde 81, 82, 83 und 84 ein,
welche über
die ganze Länge
der Verbindung in gleichmäßigen Abständen von
einander separiert sind. Jedes der vier Gewinde 81–84 hat
dieselbe Führung,
doch die Enden der vier Gewinde sind, wie aus 4 ersichtlich
ist, in einem 90°-Winkel
von einander separiert. Dadurch sind die Enden der vier Gewinde 81–84 um
die Achse der Verbindungsvorrichtung herum symmetrisch von einander
separiert.
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Wie
am deutlichsten aus 2 ersichtlich wird, die ein
Seitenaufriss des inneren Leiters 20 vor seiner Einwindung
ist, schließt
das Anker-Element 21 ein konisch sich verjüngendes
entferntes Ende 90, einen eingebuchteten Bereich 91,
einen erhabenen Bereich 92 und eine zweite eingebuchtete
Zone 93 ein. Wenn die Verbindung 20 eingewunden
wird, wird das Gewindewerk in konstantem Abstand von der Achse der
Verbindung gehalten, so dass die Entfernung zwischen der Achse der
Verbindung und den Rillen der Gewinde 81–84 den
ganzen Gewindebereich 21 hindurch konstant bleibt.
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Der
Konus des Gewindewerks und die Gewinde-Abmessungen sind so gewählt, dass
das Querschnittprofil der Gewinde im erhabenen Bereich 92 die
Form eines umgekehrten V hat, d.h. der Wulst jedes Gewindes bildet
ein auf dem Kopf stehendes V, so dass es entlang des Gewindewulstes
im wesentlichen keine flache Oberfläche gibt (in der bevorzugten Ausführungsform
bildet der Wulst des Gewindes eine flache Fläche, die nur 0, 0762 mm (0,003
Zoll) breit ist). Es ist dieser Bereich 92 und ein konisch
sich verjüngender
Bereich 91a zwischen dem eingebuchtetem Bereich 91 und
de, Bereich 92 der Gewinde, die selbstschneidend sind,
lokalisiert, und das scharfe V-Profil der Gewindewülste in
dieser Zone unterstützt noch
das Einschneiden in die Innenwand des hohlen inneren Leiters 12.
Die Wülste
der Gewinde im Bereich 92 liegen in einer zylindrischen
Ebene, die denselben Durchmesser hat wie der Bereich 92 im
Nichtgewinde-Teil, wie in 2 dargestellt.
Dieser Durchmesser ist geringfügig
größer als
der Innendurchmesser des hohlen Leiters 12, so dass die
Gewinde das Metall der Innenwand des Leiters durchdringen. Die Tiefe
des Eindringens dieser Gewinde in die Innenwand des inneren Leiters 12 sollte
möglichst
mindestens 0,127 mm (0,005 Zoll) betragen.
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Wenn
die innere Verbindung 20 in den hohlen inneren Leiter 12 eingeführt wird,
geraten das konisch sich verjüngende
Ende 90 und der eingebuchtete Bereich 91 in den
Leiter vor dem Bereich 92. Das konisch sich verjüngende Ende 90 erleichtert
den anfänglichen
Eintritt der Verbindung 20 in den hohlen Leiter 12.
Der Bereich 91 hat einen Durchmesser, der genauso oder
nur geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser des hohlen Leiters 12,
so dass die Wülste
der Gewinde in diesem Bereich 91 auf der Innenwand des
hohlen Leiters 12 gleiten. Weil der Durchmesser dieses
Bereichs 91 kleiner ist als der Durchmesser des Bereichs 92 und
alle Gewinde vom gleichen Gewindewerk gebildet werden, haben die Wülste der
Gewinde im Bereich 91 relativ flache Oberflächen, wie
aus 3 ersichtlich wird.
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Weil
der Bereich 91 der Verbindung 20 bequem in den
hohlen Leiter 12 passt, wird die innere Verbindung in koaxialer
Ausrichtung mit dem Leiter 12 zentriert, bevor die selbstschneidenden
Gewinde im konisch sich verjüngenden
Bereich 91a und im Bereich 92 in das Metall der
Innenwand des Leiters zu schneiden beginnen. Dies stellt sicher,
dass die Fläche
der Kante 25 lotrecht zur Achse des Leiters 12 steht.
Die flachen Oberflächen
der Gewindewülste
im Bereich 91 tragen außerdem dazu bei, die Verbindung
im Leiter 12 koaxial zu zentrieren.
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In
der konisch sich verjüngenden
Zone 91a geht die flache Oberfläche auf den Gewindewülsten im
Bereich 91 in die schart zugespitzten Gewindewülste im
Bereich 92 über.
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Damit
sich die Kante 25 dem beschnittenen Ende des inneren Leiters 12 passend
anschmiegen kann, hat der Bereich 93 den selben verringerten Durchmesser
wie die Zone 91. Ein kurzer konisch sich verjüngender
Bereich 94 zwischen dem Ende der nächsten Gewindezone 93 und
der Kante 25 weitet das beschnittene Ende des inneren Leiters 12 leicht
nach außen
aus, um Parallelität
zwischen den Mittellinien des Leiters 12 und der Verbindung 20 zu gewährleisten.
Zusätzlich
gewährleistet
der sich verjüngende
Bereich 94 eine feste Verbindung zwischen dem Ende des
Leiters 12 und der Verbindungskante 25.
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Da
die innere Verbindung 20 in den hohlen inneren Leiter 12 gewunden
wird, schneiden alle vier Gewinde 81–84 in die Innenwand
des Leiters. Die Führung
der vier Gewinde 81–84 kann
beträchtlich länger gemacht
werden als die Führung
einer Ein-Gewinde-Verbindung.
Daraus folgt, dass jede vollständige
Umdrehung der Mehrgewinde-Verbindung
relativ zum Leiter 12 die Verbindung 20 weiter in
den Leiter hinein bewegt. Tatsächlich
ist in den meisten Anwendungsfällen
eine einzige Umdrehung der Verbindung hinlänglich zur Anbringung der inneren
Verbindung 20 am Leiter 12, so dass sich dadurch
die Installationszeit verkürzt
und damit die Installationskosten verringern. In einer bevorzugten Ausformung
beträgt
die Führung
des Gewindebereichs 31 etwa 4.064 mm (0,160 Zoll) und die
Axiallänge
des Bereichs 92 einschließlich der beiden zugehörigen konischen
Bereiche ungefähr
1.6637 mm (0,065 Zoll).
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Wie
bei den meisten Verbindungsvorrichtungen sind die Umrisse und Abmessungen
der verschiedenen Teile so gewählt,
dass sie Impedanz-Anpassung zwischen zusammenhängenden Teilen bereitstellen,
so dass die gesamte Verbindungs- und Kabelvorrichtung eine niedrige
VSWR hat.
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5 stellt
die Verbindungsvorrichtung dar, wobei das Körperelement 30 und
das Klemmelement 51 getrennt zu sehen sind. Ein Bereich
des Hauptkörperelements 30 ist
ausgeschnitten, um seine Gewindeoberfläche 37 zu zeigen.
Der sich ineinander schiebende Muffenbereich 33 des Körperelements 30 gleitet über den
Muffenbereich 53 des Klemmelements 51. Die Gewindeoberfläche 57 des
Klemmelements 51 fügt
sich zur Gewindeoberfläche 37 auf dem
sich ineinander schiebenden Muffenbereich 33 des Körperelements 30.
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Eine
Mehrzahl von Schlitzen 60 erstreckt sich durch eine beträchtliche
Länge des
Muffenbereichs 53 des Klemmelements 51 bis zu
einem Punkt unweit der Gewindeoberfläche 57. Die Schlitze 60 bilden
somit eine Mehrzahl von elastischen Segmenten, die sich wie Federbolzen
verhalten, wenn eine Radialkraft auf sie wirkt. Wenn infolge dessen
der Muffenbereich 53 des Klemmelements 51 über das Kabel 10 geglitten
ist, wobei sich die innere Noppe 52 mit der beschnittenen
Kante des äußeren Leiters 11 verbindet
(wie in 1 dargestellt), veranlasst fortgesetzte
Anwendung von Druck auf das Element 51 die elastischen
Segmente dazu, radial nach außen abgelenkt
zu werden, bis die innere Noppe 52 den Wulst am Ende des
gerillten äußeren Leiters 11 freigibt.
Die Noppe 52 gleitet dann über den Wulst des äußeren Leiters 11 und
schnappt, wie in 1 dargestellt, in der letzten
Rille ein, wodurch sie das Klemmelement am Kabel 10 in
der Axialrichtung arretiert.
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Die
erhabene Noppe 55 wird auf dem Muffenbereich 53 des
Klemmelements 51 unweit des Endes der Schlitze 60 gebildet.
Die innere Noppe 52 erstreckt sich innen vom Ende des Muffenbereichs 53 des
Klemmelements 51 in eine Richtung, die generell von der
erhabenen Noppe 55 fortführt. Die zweite Klemmfläche 50,
die die konisch sich verjüngende Klemmfläche 32 (nicht
abgebildet) des Körperelements 30 verbindet,
ist der inneren Noppe 52 benachbart.
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6 und 7 stellen
die Gewindefläche 37 entlang
der Innenseite des Körperelements 30 und
die Gewindefläche 57 des
Klemmelements 51 in entrollten Horizontalprojektionen dar.
Vier separate Gewinde 37a–37d bilden die innen
gewundene Oberfläche 37 des
Hauptkörpers
(30) und vier korrespondierende Gewinde 57a–57d bilden
die außen
gewundene Oberfläche 57 (8) des Klemmelements 51. Da die
Enden der Gewinde üblicherweise
um jedes Element herum gleichförmig
beabstandet sind, befinden sich die Enden der vier Gewinde für die beiden
Gewindeflächen 37 und 57 jeweils
um im wesentlichen 90° separiert.
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Im
allgemeinen sind weniger als zwei ganze Umdrehungen zur vollständigen Verbindung
des äußeren Leiters 11 durch
die konisch sich verjüngende Klemmfläche 32 und
die zweite Klemmfläche 50 vonnöten. Üblicherweise
braucht man zwischen 0,75 (270°)
und 1,5 Umdrehungen (540°)
zur vollständigen
Verbindung des äußeren Leiters 11 durch
die konisch sich verjüngende
Klemmfläche 32 und
die zweite Klemmfläche 50.
In einer bevorzugten Ausführungsform
mit vier Gewinden bewirkt annähernd eine
einzige Umdrehung des Klemmelements 51 eine komplette Verbindung
der Klemmflächen 32 und 52.
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Infolge
der Verwendung mehrzahliger Gewinde (z.B. vier Gewinde) erfolgt
die Anbringung des Klemmelements 51 am Körperelement 30 mit
minimalem Aufwand. Daher wird die Zeit, die zum Anschließen der äußeren Verbindung
am Kabel 10 nötig ist,
reduziert, was die Gesamtkosten der Installation verringert. Dieser
für die
Installation benötigte
reduzierte Aufwand wirkt sich auch dann vorteilhaft aus, wenn der
Installateur diese Arbeit in einer räumlich beengten Zone oder unter
ungünstigen
Umgebungsbedingungen verrichtet, bei denen mehrmalige Umdrehungen
des Klemmelements 51 relativ zum Hauptkörperelement 30 gegebenenfalls
schwierig sind.
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Weil
es darüber
hinaus eine geringere Verbindung zwischen jedem der mehrzahligen
Gewinde und seinem korrespondierenden Gewinde gibt, da nur etwa
eine Umdrehung nötig
ist, um das Klemmelement 51 relativ zum Hauptkörperelement 30 in
Bewegung zu setzen, wird die Reibungsabnutzung auf jedem der Gewinde
reduziert. Dies ist von Vorteil, wenn die Verbindung für eine mehrfache
Verwendung recycelt wird. Wenn andererseits ein einzelnes Gewinde
verwendet würde,
würden
die mehrfachen Umdrehungen, die zum Fortbewegen des Klemmelements 51 relativ
zum Hauptkörperelement 30 nötig wären, zu
zusätzlicher
Abnutzung des einzelnen Gewindes führen.
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Die
Gewinde 57a–57d des
Klemmelements 51 und die Gewinde 37a–37d des
Hauptkörperelements 30 haben
eine Ganghöhe
von annähemd 1.5875
mm (0,0625 Zoll) bis annähernd
1.27 mm (0,05 Zoll). Die bevorzugte Ganghöhe beträgt etwa 1.397 mm (0,055 Zoll).
In der bevorzugten Ausführungsform,
in der vier Gewinde verwendet werden, beträgt die Führung, also die Ganghöhe multipliziert mit
der Anzahl der Gewinde, 5.6388 mm (0,222 Zoll). Sollte erwünscht sein,
die Führung
konstant bei etwa 5.6388 mm (0,222 Zoll) zu halten, die Anzahl der
Gewinde jedoch zu verändern,
könnte
sich die Ganghöhe
entsprechend ändern.
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Wenn
auch die Anzahl der ineinander greifenden konzentrischen Gewinde,
wie dargestellt, vier beträgt,
kann die Zahl der Gewinde, um das gleiche Resultat zu erzielen,
auch variieren. Auch müssen die
Gewinde nicht Enden einschließen,
die gleichförmig
beabstandet sind, solange nur die korrespondierenden Gewinde des
zusammen schließenden Stücks an ihren
Enden die selbe Abstandsrelation haben.