DE9209321U1 - Koaxial-Steckverbinder - Google Patents

Koaxial-Steckverbinder

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DE9209321U1
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    • H01R24/00Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • HELECTRICITY
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    • H01R13/187Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
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    • H01R2103/00Two poles

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

Dr.ThomasU.Becker Rac^Lfor RrS N/lfillor Dr. Karl-Ernst Müller
D.plom.ngenieur &Ogr;&thgr;&udigr;&Kgr;&Ogr;&Ggr; C^ IVIUMör Diplomingenieur
European Palent Attorney Pslcntanwälle European Patent Attorney
Anmelderin:
Amphenol-Tuchel
Electronics GmbH
August-Häusser-Straße 10 10. Juli 1992
W - 7100 Heilbronn ATE 22392 schl2
Koaxial-Steckverbinder
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Koaxial-Steckverbinder, bei dem ein Stecker und eine korrespondierende Buchse durch Koaxialverschiebung miteinander kontaktiert werden.
Einen derartigen Steckverbinder zeigt die DE 35 12 026 Al. Buchse und Stecker weisen jeweils ein zum korrespondierenden Teil hin geöffnetes Gehäuse auf, in dem Kontaktstifte parallel zueinander verlaufen, wobei die Kontaktstifte ortsfest angeordnet sind. Bei dem bekannten Steckverbinder soll der Raum, in dem die Kontaktierung stattfindet, luftdicht abgeschlossen werden. Der bekannte Vorschlag sieht hierzu insbesondere eine spezielle geometrische Ausbildung der Kontaktstifte des Steckers mit entsprechenden Dichtungen vor.
Eisenhültenslraße 2 · D-4030 Ralingen I ·Telefon (0)21 02/ü.tOCf; + 812901 Telex 172102323 · Telelex 2 102323-patbrev -Telefax (0)21 02/83069
Der bekannte Steckverbinder ist relativ kompliziert aufgebaut. Für Anwendungsbereiche, bei denen hohe Steckzyklen problemfrei erreicht werden müssen, erscheint die bekannte Ausführungsform nicht anwendbar.
Zum Beispiel im Bereich von Mobiltelefonen kommt es ganz wesentlich darauf an, eine schnelle und sichere Kontaktierung zwischen Buchse und Stecker zu erreichen. Dabei dürfen auch Abrieberscheinungen die Kontaktierung nicht beeinträchtigen.
Darüber hinaus besteht für diesen und andere Anwendungsbereiche das Bedürfnis, einen Steckverbinder mit einem sogenannten EMP-Schutz (EMP = Electro Magnetic Power) beziehungsweise NEMP-Schutz (Nuclear Electro-Magnetic Pulse) für Stecker und Buchse zu schaffen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß äußere elektromagnetische Felder gelegentlich zu Fehlschaltungen innerhalb der an den Steckverbinder angeschlossenen Elektronik führen können, was zum Beispiel im Fall eines Steckverbinders für ein Mobiltelefon zu Fehlimpulsen führen kann.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder beziehungsweise einen Stecker und eine Buchse für diesen Steckverbinder zur Verfügung zu stellen, bei dem Buchse und Stecker leicht (das heißt ohne großen Kraftaufwand) und sicher kontaktiert werden können, wobei auch nach hohen Steckzyklen (50000 und mehr) keine Kontaktierungsprobleme auftreten. Außerdem soll gleichzeitig möglichst eine HF-Dichtigkeit, also ein EMP-Schutz ermöglicht werden.
Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe von der Überlegung aus, einen Koaxial-Steckverbinder zu verwenden, bei dem die gegenseitigen Kontaktiereinrichtungen nicht aus singulären Bauteilen bestehen, sondern aus einer Vielzahl von Einzelkontakten, die untereinander elektrisch verbunden sind und alle auf den zugehörigen Gegenkontakt wirken.
In der allgemeinsten Ausführungsform weist der Koaxial-Steck verbinder folgende Merkmale auf:
einen Stecker, mit
einem elektrisch leitenden, zylinderförmigen Gehäuse, dessen eines Ende zu einer korrespondierenden Buchse hin geöffnet ist,
einer Kontaktiereinrichtung auf der Zylinder-Innenfläche zur Kontaktierung eines korrespondierenden Außenabschnitts der Buchse, und
einem isoliert gegenüber dem Gehäuse angeordneten und koaxial zur Mittenlängsachse des Gehäuses verlaufenden Kontaktstift;
eine Buchse, mit
einem elektrisch leitenden zylinderförmigen Gehäuse zum Einsetzen in den offenen Abschnitt des Steckergehäuses, einer isoliert gegenüber dem Gehäuse angeordneten Kontaktiereinrichtung zur elektrischen Verbindung eines an die Buchse anschließbaren Kabels mit dem Kontaktstift des Steckers, wobei
die Kontaktiereinrichtungen von Stecker und Buchse jeweils aus einer Vielzahl von untereinander elektrisch verbundenen Einzelkontakten bestehen, die im wesentlichen in Richtung der Mittenlängsachse der koaxial zueinander angeordneten Gehäuse verlaufen und radial nach innen vorkragende, elastische Kontaktzonen aufweisen.
Mit anderen Worten: Die Kontaktiereinrichtungen von Stecker beziehungsweise Buchse bestehen aus elastisch verformbaren Einzelkontakten, die auf die korrespondierenden Kontaktflächen von Buchse beziehungsweise Stecker einwirken. Dadurch, daß die Einzelkontakte im wesentlichen parallel zur Mittenlängsachse der Gehäuse verlaufen, kommt es bei der Kontaktierung im wesentlichen zu einer axialen Relativverschiebung der gegenseitigen Kontaktabschnitte von Stecker und Buchse, so daß die Kontaktierung mit sehr geringem Kraftaufwand erfolgen kann.
Die Einzelkontakte der jeweiligen Kontaktiereinrichtung sind vorzugsweise symmetrisch zueinander angeordnet und verlaufen nach einer Ausführungsform entlang der gesamten Innenfläche des Stecker- beziehungsweise Buchsengehäuses. Im Ergebnis führt dies zu einer quasi 360°-Kontaktflache, wenn man die Abstände zwischen den einzelnen Kontakten vernachlässigt.
Auf jeden Fall ist offensichtlich, daß eine sehr große leitende Fläche und damit ein geringer Kontakt-Übergangswiderstand zur Verfügung gestellt wird. Dies ist insbesondere für häufige Steckzyklen von Bedeutung.
Gleichzeitig wird eine große Kontaktfläche (aufgrund der zahlreichen Einzelkontakte) bereitgestellt.
Durch die "federnde" Lagerung der Einzelkontakte lassen sich diese so anordnen, daß die radial nach innen aufgebogenen Abschnitte eine (gedachte) Querschnittsfläche umfassen, die jeweils etwas kleiner als der Außenumfang des korrespondierenden Kontaktteils ist. Diese Differenz kann jedoch aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung sehr kleingehalten werden, woraus äußerst geringe Steckkräfte resultieren.
Die Einzelkontakte müssen nicht unbedingt exakt in Richtung der Mittenlängsachse verlaufen; es ist ebenso möglich, sie nach Art einer Wendel zu konfektionieren. Die beschriebenen Vorteile bleiben dabei praktisch unverändert.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Einzelkontakte einer Kontaktiereinrichtung zusammen eine in etwa zylindrische Umfangsflache beschreiben. Dabei kann der Abstand der Einzelkontakte von Fall zu Fall gewählt werden. Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Abstand der Kontakte untereinander maximal dem Zweifachen des Durchmessers der Einzelkontakte entspricht.
Die Einzelkontakte können ebenso wie der Kontaktstift des Steckers einen runden Querschnitt aufweisen.
Zur Optimierung der HF-Dichtigkeit sieht eine weitere Ausführungsform der Erfindung vor, den elektrisch leitenden Umfangsabschnitt des Steckergehäuses und/oder den elektrisch leitenden Umfangsabschnitt des Buchsengehäuses so auszubilden, daß er jeweils mit einem HF-Abschirmnetz eines anzuschließenden Kabels verbindbar ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen, wozu die nachfolgende Zeichnung gehört, die - in schematisierter Darstellung - einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Steckverbinder zeigt.
Das Bezugs zeichen 10 kennzeichnet ein Gehäuse eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 versehenen Steckerteils. Das Gehäuse 10 besteht aus Metall und ist in dem in der Figur linken Teil zylinderförmig zur Aufnahme einer korrespondierenden Buchse 14 ausgebildet.
Auf der Innenfläche 10a des zylinderförmigen Abschnitts sind eine Vielzahl von drahtförmigen Kontaktelementen 16 am Gehäuse 10 befestigt. Jedes Kontaktelement 16 weist einen radial nach innen vorspringenden gekrümmten Abschnitt 16a auf, der in der figürlichen Darstellung den Verlauf eines Kreisringabschnittes zeigt.
Die einzelnen Kontaktelemente 16 sind parallel zueinander angeordnet, untereinander verbunden und weisen einen Abstand zueinander auf, der der Dicke des jeweiligen Kontaktelementes 16 entspricht.
Koaxial zur Mittenlängsachse M des Steckers 12 verläuft ein Kontaktstift 18, der in den Raum 20 vorsteht, der von dem zylinderförmigen Abschnitt des Gehäuses 10 eingefaßt wird. An seinem anschlußseitigen (in der Figur: rechten) Ende ist der Kontaktstift 18 elektrisch angeschlossen, wobei ein zugehöriges HF-Kabel 22 nur schematisch angedeutet ist.
Der Kontaktstift 18 und seine Anschlußelemente sind vom elektrisch leitenden Gehäuse 10 durch eine Isolierung 24 getrennt.
Die korrespondierende Buchse 14 hat ebenfalls eine Zylinderform, wobei der äußere Umfangsabschnitt 14a metallisch leitend und als Außenleiter ausgebildet ist.
Durch eine Isolierung 26 vom Außenleiter 14a getrennt verläuft eine metallische Hülse 28, die - analog dem zylinderförmigen Gehäuseteil 10 - mit einer Vielzahl von elastisch verformbaren Kontaktelementen 30 bestückt ist, die jeweils wiederum radial nach innen aufgebogen sind.
Die Konfiguration der Kontaktelemente 30 entspricht im wesentlichen der der Kontaktelemente 16, wobei der jeweils geringste Abschnitt gegenüberliegender Kontaktelemente 30 jedoch wesentlich geringer ist als bei den Kontaktelementen 16.
Die geometrische Zuordnung der einzelnen Kontaktelemente ist dabei so gewählt, daß - nach Ineinanderschieben von Stecker 12 und Buchse 14 - der Außenleiter 14a der Buchse 14 die Kontaktelemente 16 etwa an ihrem Scheitelpunkt kontaktiert, während gleichzeitig die Kontaktelemente 30 mit ihren Scheitelpunkten die Oberfläche des Kontaktstiftes 18 kontaktieren, wobei die Kontaktelemente 16, 30 gleichzeitig etwas radial nach außen gedrückt werden.
Aufgrund der Ausbildung der Kontaktelemente 16, 30 in Form einzelner, elektrisch leitender, reversibel verformbarer Drähte, ist jedoch die Steckkraft beim Verbinden von Stecker und Buchse deutlich geringer als bei konventionellen Steckverbindern. Gleichzeitig wird eine sehr viel höhere Kontaktierungssicherheit erreicht, weil eine Vielzahl von Kontaktelementen 16, 30 zur Kontaktierung zur Verfügung stehen. Selbst wenn ein Kontakt 16 oder 30 einmal nicht kontaktiert, wird die Funktionstüchtigkeit des Steckverbinders dadurch nicht beeinträchtigt.
Im Gegenteil: Die hohe Anzahl der Kontaktelemente 16, 30 sorgt für einen niedrigen Kontakt-Übergangswiderstand und die praktisch auf 360° zur Verfügung gestellten Kontaktelemente 16, 30 garantieren eine große Kontaktfläche, so daß sich die Kontaktkraft korrespondierend reduzieren läßt.
Es ist offensichtlich, daß die Hülse 28 mit den Kontaktelementen 30 am anschlußseitigen (in der Figur: linken) Ende ähnlich wie der Kontaktstift 18 elektrisch
angeschlossen und mit einem weiteren HF-Kabel 32 verbunden werden kann.
Die elektrisch leitenden Abschnitte des Gehäuses 10 des Steckers 12 beziehungsweise des Abschnittes 14a der Buchse 14 sind mit (hier nicht dargestellten) Abschirmnetzen der entsprechenden HF-Kabel 22, 32 zur HF-Abschirmung angeschlossen.

Claims (4)

  1. ir™LUBecter Becker Sf Müller
    European Palent Attorney Patentanwälte European Patent Attorney
    Anmelderin:
    Amphenol-Tuchel
    Electronics GmbH
    August-Häusser-Straße 10 10. Juli 1992
    W - 7100 Heilbronn ATE 22392 schl2
    Koaxial-Steckverbinder
    Schutzansprüche
    1. Koaxial-Steckverbinder mit folgenden Merkmalen:
    1.1 einem Stecker (12) mit
    1.1.1 einem elektrisch leitenden, zylinderförmigen Gehäuse (10), dessen eines Ende zu einer korrespondierenden Buchse (14) hin geöffnet ist,
    1.1.2 einer Kontaktiereinrichtung (16) auf der Zylinder-Innenfläche (10a) zur Kontaktierung eines korrespondierenden Außenabschnitts (14a) der Buchse (14), und
    1.1.3 einem isoliert gegenüber dem Gehäuse (10) angeordneten und koaxial zur Mittenlängsachse (M) des Gehäuses (10) verlaufenden Kontaktstift (18);
    Eisenhultenstraße 2 ■ 0-4030 Ratingen 1 -Telefon (0)21 0178300G+ 8-129CI Tolex 172102323 - Teletex 2 102323-palbrev -Telefax (0)21 02/83069
    1.2 einer Buchse (14) mit
    1.2.1 einem elektrisch leitenden, zylinderförmigen, zum Stecker (12) hin geöffneten Gehäuse zum Einsetzen in den offenen Abschnitt (20) des Steckergehäuses (10),
    1.2.2 einer isoliert gegenüber dem Gehäuse (14a) angeordneten Kontaktiereinrichtung (30) zur elektrischen Verbindung eines an die Buchse (14) anschließbaren Kabels (32) mit dem Kontaktstift (18) des Steckers (12), wobei
    1.3 die Kontaktiereinrichtungen (16, 30) von Stecker (12) und Buchse (14) jeweils aus einer Vielzahl von untereinander elektrisch verbundenen Einzelkontakten (16, 30) bestehen, die im wesentlichen in Richtung der Mittenlängsachse (M) der konzentrisch zueinander angeordneten Gehäuse (10, 14a) verlaufen und radial nach innen vorkragende, elastische Kontaktzonen aufweisen.
  2. 2. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die Einzelkontakte (16, 30) der Kontaktiereinrichtungen symmetrisch zueinander angeordnet sind.
  3. 3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Einzelkontakte (16, 30) jeder Kontaktiereinrichtungen einen Abstand zueinander aufweisen, der maximal dem 2-Fachen des jeweiligen Kontaktdurchmessers entspricht.
  4. 4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kontaktstift (18) des Steckers (12) und/oder die Kontaktelemente (16, 30) einen runden Querschnitt aufweisen.
    Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der elektrisch leitende Umfangsabschnitt des Gehäuses (10) des Steckers (12) und/oder der elektrisch leitende Umfangsabschnitt (14a) des Gehäuses der Buchse (14) mit einem HF-Abschirmnetz eines anzuschließenden Kabels (22, 32) verbindbar sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2141775A3 (de) * 2008-07-04 2012-07-18 Smiths Group PLC Elektrische Steckverbinder
DE102011052171A1 (de) 2011-07-27 2013-01-31 Fct Electronic Gmbh Kombipin für einen Hochstromkontaktelement und ein solches Hochstromkontaktelement

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GB2461346B (en) * 2008-07-04 2013-02-13 Smiths Group Plc Electrical connectors
DE102011052171A1 (de) 2011-07-27 2013-01-31 Fct Electronic Gmbh Kombipin für einen Hochstromkontaktelement und ein solches Hochstromkontaktelement

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