EP1724877A2 - Coaxial solder connector and method to connect it to a coaxial cable - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen koaxialen Steckverbinder, dessen Steckerkopf kabelseitig eine Ausnehmung zur Aufnahme, Kontaktierung und Abfangung des Endes des Außenleiters eines Koaxialkabels hat, welche Ausnehmung über eine zentrale Öffnung in eine steckseitige Ausnehmung übergeht, in der eine Isolierstoffstütze sitzt, die einen Steckverbinderinnenleiter haltert, der kabelseitig eine zentrale Bohrung zur Einführung des Innenleiters des Koaxialkabels hat. Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Verlöten eines derartigen Steckverbinders mit dem passend hergerichteten Ende eines Koaxialkabels.The invention relates to a coaxial connector, the plug head cable side has a recess for receiving, contacting and intercepting the end of the outer conductor of a coaxial cable, which recess merges via a central opening in a plug-side recess in which an insulating support sits, which holds a connector inner conductor, the cable side has a central bore for insertion of the inner conductor of the coaxial cable. The invention further relates to a method for soldering such a connector with the suitably finished end of a coaxial cable.
Ein Steckverbinder der vorstehend angegebenen Art, der zur Erzielung einer sehr intermodulationsarmen Verbindung mit einem Koaxialkabel sowohl werkseitig als auch am Montageort verlötbar ist, ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, der sich zeitsparend auf insbesondere auch dünne Koaxialkabel montieren lässt.The invention has for its object to provide a connector of the type mentioned in the introduction, which can be mounted on time-saving in particular thin coaxial cable.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der axialen Bohrung des Steckverbinderinnenleiters ein Lotdepot angeordnet ist wie im Einzelnen im Anspruch 1 angegeben.This object is achieved in that in the axial bore of the connector inner conductor a solder deposit is arranged as specified in detail in
Der Steckverbinder kann deshalb vollständig montiert, d.h. mit in der Isolierstoffstütze sitzendem Steckerinnenleiter, in einem Schritt auf dem entsprechend hergerichteten Ende eines Koaxialkabels montiert werden. Hierzu wird das Koaxialkabel mit passend überstehendem und abisoliertem Kabelinnenleiter von der Kabelseite her in die Ausnehmung des Steckerkopfes eingeführt. Dabei tritt der Kabelinnenleiter in die axiale Bohrung in dem Steckverbinderinnenleiter ein. Der Steckerverbinderinnenleiter kann mit beliebigen bekannten Mitteln so weit erwärmt werden, dass das Lotdepot schmilzt und dadurch eine Lötverbindung zwischen dem Steckerinnenleiter und dem Kabelinnenleiter herstellt, und zwar unterstützt von der Kapillarwirkung des zunächst vorhandenen Spaltes zwischen dem Kabelinnenleiter und der Innenwand der Bohrung in dem Steckverbinderinnenleiter. Gleichzeitig kann der Steckerkopf mit dem Kabelaußenleiter nach einem der bekannten Verfahren, also insbesondere durch Krimpen oder Löten, mechanisch verbunden und elektrisch kontaktiert werden. Einzige Voraussetzung ist eine ausreichende Temperaturfestigkeit der Isolierstoffstütze, die aber in der Regel ohnehin aus einem mindestens kurzzeitig entsprechend temperaturfesten Kunststoff wie etwa PTFE besteht.The connector can therefore be mounted fully assembled, ie with the connector inner conductor seated in the insulating support, in one step on the correspondingly finished end of a coaxial cable. For this purpose, the coaxial cable is inserted with suitably protruding and stripped cable inner conductor from the cable side into the recess of the plug head. In this case, the cable inner conductor enters the axial bore in the connector inner conductor. The male connector inner conductor can be heated by any known means so far that the solder deposit melts and thereby produces a solder joint between the female connector and the cable inner conductor, supported by the capillary action of the first existing gap between the cable inner conductor and the inner wall of the bore in the connector inner conductor. At the same time, the plug head with the cable outer conductor according to one of the known methods, ie in particular by Crimping or soldering, mechanically connected and electrically contacted. The only requirement is a sufficient temperature resistance of the insulating support, but usually anyway consists of an at least temporarily correspondingly temperature-resistant plastic such as PTFE.
Infolge der Erwärmung des Steckverbinderinnenleiters, der steckseitig als Buchse oder als Stift ausgebildet sein kann, dehnt sich die Luft in den Hohlräumen des Steckverbinders aus, insbesondere in dem zur Vermeidung eines Wellenwiderstandssprunges erforderlichen Raum kabelseitig von der Isolierstoffstütze. Weil die Isolierstoffstütze in der Regel in den Steckerkopf eingepresst ist und die kabelseitige Ausnehmung des Steckerkopfes durch das eingeführte Kabelende verschlossen ist, ist es bei den meisten Steckverbinderkonstruktionen zweckmäßig, wenn von dem Raum zwischen dem Boden der kabelseitigen Ausnehmung des Steckerkopfes und der Isolierstoffstütze eine Entlüftungsbohrung abgeht (Anspruch 2).As a result of the heating of the connector inner conductor, which can be plug-side designed as a socket or pin, the air expands in the cavities of the connector, especially in the space required to avoid a surge resistance space cable side of the insulating material. Because the Isolierstoffstütze is usually pressed into the plug head and the cable-side recess of the plug head is closed by the inserted cable end, it is useful in most connector constructions, if there is a vent hole from the space between the bottom of the cable-side recess of the plug head and the insulating material (Claim 2).
Die Entlüftungsbohrung kann insbesondere als axiale Verlängerung der axialen Bohrung des Steckverbinderinnenleiters ausgebildet sein (Anspruch 3). Dies ermöglicht gleichzeitig eine visuelle Kontrolle der Güte der Lötverbindung zwischen dem Kabelinnenleiter und dem Steckverbinderinnenleiter, denn die Entlüftungsbohrung kann als Verlängerung der axialen Bohrung des Steckverbinderinnenleiters realisiert werden, so dass nach dem Entweichen der Luft und bei ordnungsgemäßer Verlötung eine silbrig glänzende Kalotte aus Lötzinn erscheint.The vent hole can be formed in particular as an axial extension of the axial bore of the connector inner conductor (claim 3). This allows at the same time a visual control of the quality of the solder joint between the cable inner conductor and the connector inner conductor, because the vent hole can be realized as an extension of the axial bore of the connector inner conductor, so that after the escape of air and with proper soldering a silvery shining dome of solder appears.
Alternativ oder zusätzlich kann die Isolierstoffstütze eine Entlüftungsbohrung haben (Anspruch 4).Alternatively or additionally, the insulating support may have a vent hole (claim 4).
Ebenso alternativ oder zusätzlich kann der in der Isolierstoffstütze sitzende Körper des Steckverbinderinnenleiters eine Längsnut als Entlüftungskanal haben (Anspruch 5).Likewise alternatively or additionally, in the insulating material support sitting body of the connector inner conductor have a longitudinal groove as a venting channel (claim 5).
Eine weitere, allerdings fertigungstechnisch weniger günstige Möglichkeit besteht darin, dass der Steckerkopf eine Entlüftungsbohrung hat, die von dem Raum kabelseitig von der Isolierstoffstütze abgeht (Anspruch 6).Another, but less favorable production technology is that the plug head has a vent hole, the cable side of the space from the insulator support goes off (claim 6).
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Steckverbinders nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der kabelseitigen Ausnehmung des Steckerkopfes ein Lotdepot angeordnet ist (Anspruch 7). Durch gleichzeitige hinreichende Erwärmung sowohl des Steckverbinderinnenleiters als auch des Steckerkopfes im Bereich seiner Ausnehmung zur Aufnahme des Kabelaußenleiters ergibt sich eine besonders zeitsparende Montage des Steckverbinders auf dem Kabelende.A particularly preferred embodiment of the connector according to the invention is characterized in that in the cable-side recess of the plug head, a solder deposit is arranged (claim 7). By simultaneous sufficient heating of both the connector inner conductor and the plug head in the region of its recess for receiving the cable outer conductor results in a particularly time-saving installation of the connector on the cable end.
Das Lotdepot kann in der kabelseitigen Ausnehmung des Steckerkopfes als einlegbares Formteil ausgebildet (Anspruch 8) und in einer in die Innenwand der Ausnehmung eingestochenen Ringnut angeordnet sein (Anspruch 9). Ähnlich wie zuvor für die Verlötung des Kabelinnenleiters mit dem Steckerinnenleiter beschrieben, kann auch in diesem Fall die Güte der hergestellten Lötverbindung visuell kontrolliert werden, und zwar deshalb, weil das zunächst flüssige und anschließend erstarrende Lot in dem Ringspalt zwischen dem Kabelaußenleiter und der kabelseitigen Stirnfläche des Steckerkopfes sichtbar wird.The solder deposit can be formed as an insertable part in the cable-side recess of the plug head (claim 8) and arranged in a recessed into the inner wall of the recess annular groove (claim 9). Similarly as described above for the soldering of the cable inner conductor with the plug inner conductor, the quality of the solder joint produced in this case can be visually controlled, and that is because the first liquid and then solidifying solder in the annular gap between the cable outer conductor and the cable-side end face of Plug head is visible.
Ein vorteilhaftes Verfahren zum Verlöten eines derartigen Steckverbinders mit dem Ende eines Koaxialkabels besteht darin, dass mindestens eines der Lotdepots nach dem Einführen des Endes des Koaxialkabels mit passend überstehendem Kabelinnenleiter erwärmt wird, um die Lötverbindung herzustellen (Anspruch 10). Dabei wird ein leichter axialer Schub auf den Steckverbinder (oder das Kabel) aufrecht erhalten. In dem Augenblick, in dem das Lot schmelzflüssig wird, schiebt sich der Kabelsteckverbinder um die entsprechende, kleine Strecke weiter auf das Kabel.An advantageous method for soldering such a connector to the end of a coaxial cable is that at least one of the solder deposits after insertion of the end of the coaxial cable is heated with suitably protruding cable inner conductor to produce the solder joint (claim 10). This will cause a slight axial thrust on the connector (or cable) receive. The moment the solder becomes molten, the cable connector continues to slide on the cable around the corresponding small distance.
Besonders einfach lässt sich eine vollständig automatisierte Montage verwirklichen, wenn mindestens eines der Lotdepots und zweckmäßig beide Lotdepots mittels einer bzw. je einer Induktionsschleife erwärmt wird bzw. erwärmt werden (Anspruch 11). Die Induktionsschleife, die zur Erwärmung des Steckverbinderinnenleiters dient, lässt sich ohne weiteres tief genug in den Steckerkopf von dessen Steckseite her bis nahe an die Isolierstoffstütze einführen. Die weitere Induktionsschleife zur Verflüssigung des Lots zum Verlöten des Kabelaußenleiters mit dem Steckerkopf umgibt einen Bund verringerten Durchmessers, der am kabelseitigen Ende des Steckverbinders ausgebildet ist. Dadurch verringert sich die zum Verlöten benötigte, induktiv eingekoppelte Wärmemenge im Vergleich zu der Wärmemenge, die für eine ausreichende Erwärmung des gesamten Steckerkopfes notwendig wäre. Entsprechend verkürzt sich die Abkühlzeit und vermindert sich die thermische Belastung der Isolierstoffstütze.A completely automated assembly can be realized in a particularly simple manner if at least one of the solder deposits and expediently both solder deposits are heated or heated by means of one or one induction loop respectively (claim 11). The induction loop, which serves to heat the connector inner conductor, can be easily deep enough into the plug head from its mating side to introduce close to the insulating support. The further induction loop for liquefying the soldering solder of the cable outer conductor with the plug head surrounds a collar of reduced diameter, which is formed at the cable end of the connector. This reduces the amount of heat required for soldering inductively coupled compared to the amount of heat that would be necessary for sufficient heating of the entire plug head. Accordingly, the cooling time is shortened and the thermal load of the insulating material support is reduced.
In der Zeichnung sind Steckverbinder mit Lotdepots schematisch vereinfacht im Längsschnitt dargestellt. Es zeigt:
- Fig. 1a
- eine erste Ausführungsform
- Fig. 1b
- den Steckverbinder nach Fig. 1a nach dem Einführen des Endes eines Koaxialkabels
- Fig. 1c
- den Steckverbinder einschließlich Kabel gemäß Fig. 1b während und nach dem Löten
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform
- Fig. 3
- eine dritte Ausführungsform, und
- Fig. 4a bis 4c
- eine vierte Ausführungsform.
- Fig. 1a
- a first embodiment
- Fig. 1b
- the connector of Fig. 1a after insertion of the end of a coaxial cable
- Fig. 1c
- the connector including cable of FIG. 1b during and after soldering
- Fig. 2
- a second embodiment
- Fig. 3
- a third embodiment, and
- Fig. 4a to 4c
- a fourth embodiment.
Der in den Fig. 1 bis 3 beispielhaft dargestellte, koaxiale Steckverbinder umfasst einen Steckerkopf 1 mit einem kabelseitigen Bund 1.1, in welchem sich eine Ausnehmung 1.2 befindet, die bis zu einem Boden 1.3 reicht. Die Ausnehmung 1.2 des Steckerkopfes 1 hat im Bereich des Bundes 1.1 eine Ringnut 1.4, in der ein Lotdepot 4 angeordnet ist. Der Boden 1.3 hat mittig einen Durchgang 1.7 zu einem Raum 1.5, der Teil einer steckseitigen Ausnehmung 1.6 des Steckerkopfes 1 ist. Der Raum 1.5 wird steckseitig durch die Stirnfläche einer Isolierstoffstütze 2 aus einem löttemperaturbeständigen Kunststoff wie etwa PTFE begrenzt. Die Isolierstoffstütze 2 ist in den Steckerkopf 1 eingepresst. In der Isolierstoffstütze 2 sitzt ein Steckverbinderinnenleiter 3, der in diesem Ausführungsbeispiel als Buchsenkontakt ausgebildet ist, jedoch ebenso gut ein Stiftkontakt sein könnte. Der Steckverbinderinnenleiter 3 hat in dieser Ausführungsform als Buchsenkontakt eine Ausnehmung 3.1 zur Aufnahme des stiftförmigen Steckverbinderinnenleiters eines nicht dargestellten Gegensteckverbinders. Der Steckverbinderinnenleiter 3 hat des weiteren eine zentrale, axiale Bohrung 3.2, die von der Kabelseite her bis nahe an den Boden der Ausnehmung 3.1 reicht und in diese über einen Endabschnitt verminderten Durchmessers mündet; der als Entlüftungsbohrung dient. In der axialen Bohrung 3.2 befindet sich ein Lotdepot 5.The coaxial connector shown by way of example in FIGS. 1 to 3 comprises a
Um diesen Steckverbinder auf einem Koaxialkabel zu montieren, wird gemäß Fig. 1b das passend hergerichtete Ende des hier ein Geflechtaußenleiter 10, ein Kabeldielektrikum 11 und einen massiven Kabelinnenleiter 12 umfassenden Koaxialkabels in den Steckverbinder eingeführt, bis der Kabelinnenleiter 12 auf dem Lotdepot 5 aufsitzt.To assemble this connector on a coaxial cable, as shown in FIG. 1b, the suitably prepared end of Here, a braided
Anschließend wird gemäß Fig. 1c über den Bund 1.1 des Steckerkopfes 1 eine erste Induktionsschleife 20 und über den Steckverbinderinnenleiter 3 eine zweite Induktionsschleife 21 geführt. Nach ausreichender Erwärmung wird das Lot in den Lotdepots 4 und 5 schmelzflüssig und füllt einerseits den Spalt zwischen dem Kabelaußenleiter 10 und der Wand der kabelseitigen Ausnehmung 1.2 des Steckerkopfes 1, andererseits den entsprechenden Spalt zwischen der Wand der axialen Bohrung 3.2 im Körper des Steckverbinderinnenleiters 3 und dem Kabelinnenleiter 12. Die sich infolge der Erwärmung in dem Raum 1.5 ausdehnende Luft entweicht währenddessen über den Endabschnitt der axialen Bohrung 3.2 des Steckverbinderinnenleiters 3 in dessen Ausnehmung 1.6. Im Fall eines Stiftinnenleiters würde sich deshalb die Bohrung bis zu der steckseitigen Stirnfläche des Stiftinnenleiters fortsetzen.Subsequently, according to FIG. 1c, a
Der Steckverbinder gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß den Fig. 1a bis 1c lediglich dadurch, dass der Raum 1.5 kabelseitig von der Isolierstoffstütze 2 über eine Entlüftungsbohrung 6 in letzterer mit der steckseitigen Ausnehmung 1.6 des Steckerkopfes 1 verbunden ist. Der Durchmesser der Entlüftungsbohrung 6 ist so gewählt, dass an beiden Stirnflächen der Isolierstoffstütze 2 ein ausreichender freier Querschnitt verbleibt.The connector according to FIG. 2 differs from the one according to FIGS. 1 a to 1 c only in that the space 1.5 is connected on the cable side of the insulating
Die Ausführungsform des Steckverbinders gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Fig. 1a bis 1c nur durch einen Entlüftungskanal 7, der in Form einer Längsnut in den in der Isolierstoffstütze 2 sitzenden Körper des Steckverbinderinnenleiters 3 ausgebildet ist.The embodiment of the connector according to FIG. 3 differs from that shown in FIGS. 1 a to 1 c only by a vent channel 7 which is formed in the form of a longitudinal groove in the seated in the insulating
Auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und nach Fig. 3 ist es vorteilhaft, wenn die axiale Bohrung 3.2 des Steckverbinderinnenleiters 3 auf der Steckseite in einer Öffnung mündet, die sich bei ordnungsgemäßer Verlötung mit geschmolzenem und wiedererstarrtem Lot füllt, was sich visuell leicht kontrollieren läßt.Also, in the embodiments of Fig. 2 and Fig. 3, it is advantageous if the axial bore 3.2 of the connector
Die Fig. 4a bis 4c zeigen eine vierte, etwas vereinfachte Ausführungsform des Steckverbinders analog der Darstellung der ersten Ausführungsform in Fig. 1a bis 1c. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist das Lotdepot 5 nicht am Grund der Bohrung 3.2 des Steckverbinderinnenleiters 3 angeordnet sondern in einem Bereich 3.3 erweiterten Durchmessers am kabelseitigen Eingang der Bohrung 3.2, die an ihrem steckseitigen Ende in einen Kanal 3.4 vergrößerten Durchmessers übergeht. Der Kanal 3.4 hat den Zweck, von der Steckseite her visuell kontrollieren zu können, dass mindestens der Übergangsbereich zwischen dem Ende der Bohrung 3.2 und dem Beginn des Kanals 3.4 nach erfolgter Verlötung mit Lötzinn überzogen ist, die Verlötung also ordnungsgemäß stattgefunden hat. In analoger Weise ist das Lotdepot 4 zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen dem Kabelaußenleiter 10 und dem Steckerkopf 1 nicht mehr in einer Ringnut sondern in einem Bereich 41.4 angebracht, der als stufenförmige Erweiterung der kabelseitigen Ausnehmung 1.2 des Steckerkopfes 1 ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass sie fertigungstechnisch einfacher herzustellen ist als die Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3. Ein weiterer Unterschied zu jenen Ausführungsformen besteht darin, dass während des Verlötens keine Relativverschiebung zwischen dem Kabel und dem Steckverbinder stattfindet.4a to 4c show a fourth, somewhat simplified embodiment of the connector analogous to the representation of the first embodiment in Fig. 1a to 1c. In contrast to the first embodiment, the
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