NL9301604A - Coaxiale apparaatstekker. - Google Patents

Description

Coaxiale apparaatstekker

De uitvinding heeft betrekking op een coaxiale apparaatstekker volgens de kop van conclusie 1.

Dergelijke, als capacitieve scheidingsorganen werkzame apparaatstekkers worden om veiligheidsredenen bijvoorbeeld in apparaten van kabeltelevisie-installaties toegepast, teneinde ongevallen en bromstoringen door op grond van verschillende aardpotentialen stromende compensatiestromen (tot 5 A) werkzaam te vermijden. Bij deze apparaten is in het bijzonder sprake van huisoverdrachtspunten alsmede actieve en passieve componenten van het huisleidingnet, zoals antennecontactdozen.

Van de antennecontactdoos van het type "TRAS 10" van de firma TRATEC uit Nederland zijn reeds als gebruikeraan-sluitbus en -stekker uitgevoerde coaxiale apparaatstekkers van deze soort bekend. De aan de zijde van de aansluiting gelegen einddelen van de binnengeleider resp. van de buitenste gelei-derhuls zijn daarbij elk via een voor 2 kV wisselspanning ontworpen schijfcondensator met het bijbehorende aansluitpunt van de op een platine aangebrachte elektrische schakeling resp. met het aan massapotentiaal liggende huis verbonden. Deze apparaatstekkers voldoen weliswaar aan de voorschriften met betrekking tot de spanningssterkte (2 kV ,1 minuut lang), doch voldoen slechts nauwelijks aan de eisen van bijvoorbeeld de Casema-specificatie voor antennecontactdozen in Nederland en in het bijzonder aan de Europese CENELEC-norm met betrekking tot de afschermgrootte (> 75 dB in het freguentiegebied van 0,15 tot 1.000 MHz en > 65 dB in het frequentiegebied van 1 tot 2,5 GHz) helemaal niet. Daardoor is zowel een de gebruiker storende instraling van bijvoorbeeld vreemde radiodiensten als ook een storing van andere diensten door te sterkte uitstraling mogelijk, zodat de toepassingsmogelijkheden van deze antennecontactdozen sterk beperkt resp. ontoelaatbaar zijn.

Door DE 33 17 202 C2 is voorts een capacitief schei-dingsorgaan bekend, waarbij twee buitenste geleiderdelen van een coaxiale kabelaansluiting via een krans van ringvormig aangebrachte chipcondensatoren of een ringcondensator aan de kopse zijde capacitief met elkaar zijn verbonden. Dit schei-dingsorgaan vertoont weliswaar een voldoende hoge afschermwer- king, doch vereist op grond van zijn relatief gecompliceerde constructie een ingewikkelde en dure vervaardiging. Vooral evenwel vereist dit constructieprincipe zowel een aanzienlijke diameter (bij toepassing van chipcondensatoren) als ook een grote bouwlengte (aan beide zijden van de condensator zijn aansluitdelen van de stekker nodig), zodat een toepassing als kabelaansluiting weliswaar zinvol, doch een toepassing in stekkers van hoogfrequente apparaten met in het algemeen zeer beperkte nuttige ruimte praktisch uitgesloten is.

Aan de uitvinding ligt derhalve het doel ten grondslag een coaxiale apparaatstekker van de in de aanhef genoemde soort zodanig verder te ontwikkelen, dat deze zo eenvoudig en goedkoop mogelijk is geconstrueerd en geringe afmetingen alsmede over een brede band (40 MHz tot tenminste 2 GHz) een zo hoog mogelijke, tenminste aan de genoemde waarde van de CENELEC-norm voldoende afschermingsgrootte vertoont.

Dit doel wordt door de kenmerkende maatregelen van conclusie 1 bereikt.

Door de constructie als cilindrische ringcondensator is reeds een hoge capaciteit en daarmede ook bij lage frequenties van bijvoorbeeld 40 MHz reeds bijna een ideale kortsluiting bij naar verhouding geringe diameter bereikt. Bovendien is door de uitvoering van de mantelvlakken van de ringcondensator als aansluitingen een massaverbinding dwars op de stek-keras mogelijk gemaakt, zodat de bouwlengte van de stekker slechts enigszins groter is dan die vergelijkbare stekkers zonder capacitieve scheiding; de apparaatstekkers volgens de uitvinding zijn daarmede zonder moeilijkheden zelfs in kleine huizen als die van antennecontactdozen te plaatsen. Vooral is evenwel door de gesloten coaxiale bouwwijze zonder draadaan-sluitingen een hoge, aan de genoemde CENELEC-norm voldoende afschermingsmate bereikt, zodat de apparaatstekker volgens de uitvinding voor de toepassing in praktisch alle passieve en actieve apparaten van kabel- en huisleidingnetten geschikt is, via welke de terrestrische radio- en televisieprogramma's alsmede de programma's in het eerste satelliet-ZF-gebied worden overgedragen. Daarbij zijn bovendien door de grote tegenover elkaar liggende contactvlakken zonder veel moeite een hoge contactzekerheid en verwaarloosbaar kleine aanvoerinductivi-teiten bereikbaar. Door de cilindrische constructie van de metalen ring is een minimaal materiaalgebruik bereikt. Uiteraard kan evenwel zijn buitenomtrek willekeurig zijn gevormd, bijvoorbeeld aan de randomtrek van het huis zijn aangepast.

Dit kan in afzonderlijke gevallen om redenen van de vergemakkelijking van de fabricage, de stabiliteit of bijvoorbeeld ter vergroting van het kopse vlak dienen.

In de onderconclusies zijn voordelige uitvoeringen resp. verdere ontwikkelingen van de apparaatstekker volgens de uitvinding aangegeven. Een even eenvoudige als werkzame en duurzaamzekere contactmaking is aanwezig door de toepassing van op zichzelf bekende kooiveren (veerringen). Daarbij wordt nog het extra voordeel bereikt, dat de diameter van de ring-condensator, de buitenste geleiderhuls en van de metalen ring relatief grove toleranties kunnen vertonen, zonder de contact-zekerheid in gevaar te brengen.

Bijzonder eenvoudig is de contactmaking van de ring-condensator door een constructie van de metalen ring en van de buitenste geleiderhuls volgens conclusie 3 en in het bijzonder volgens conclusie 4, waarbij geheel wordt afgezien van extra contactdelen en daarmede niet alleen de vervaardiging doch ook het op zijn plaats houden kan worden vereenvoudigd.

Door een constructie van het huis volgens conclusie 5 is het apparaat tegen uiterst gunstige kosten te vervaardigen en bovendien wordt een optimale massaverbinding van de ring-condensator bereikt.

Een apparaatstekker volgens conclusie 6 is als zelfstandig onderdeel onafhankelijk van elk apparaat universeel toepasbaar en in het bijzonder geschikt voor op zichzelf reeds gecompliceerd uitgevoerde huizen, omdat deze zonder de metalen ring eenvoudiger (of überhaupt eerst als gietdeel) zijn te vervaardigen en de stekkereenheid daarna eenvoudig in huisuit-sparingen of zelfs in doortochten van metaalplaathuizen kunnen worden geperst.

Een uitvoering van de coaxiale apparaatstekker volgens conclusie 7 bewerkstelligt op voordelige wijze een vergaand gelijk massapotentiaal aan alle massapunten van het huis en van de schakeling en daarmede een verdere optimalisering van de elektrische kengetallen, in het bijzonder ook de af-schermgrootte.

In zover het materiaal van de metalen ring soldeer- baar is, wordt het directe vastsolderen bijvoorbeeld van het massavlak van een de schakeling opnemende platine met het deze gedeeltelijk doorlopende eindgebied van de metalen ring aanbevolen. Is daarentegen de metalen ring bijvoorbeeld uit één geheel gevormd met het uit niet soldeerbaar zinkspuitgietwerk vervaardigde huis gevormd, dan kunnen soldeerstiften in boringen van de metalen ring of van deze omgevende huisdelen worden gebracht, die aan het massavlak van een schakelingsplatine worden vastgesoldeerd.

Bij in boomstructuur uitgevoerde huisleidingnetten kunnen stoorstromen ook dan tussen de gebruikers optreden, wanneer het huisoverdrachtspunt capacitief gescheiden buitenen binnengeleiders vertoont. Met een uitvoering van de anten-necontactdoos volgens conclusie 8 is dit op eenvoudige werkzaam vermeden.

De figuren tonen een uitvoeringsvoorbeeld van de coaxiale apparaatstekker volgens de uitvinding, toegepast bij een antennecontactdoos, waarbij in fig. 1 een axiale doorsnede van de antennecontactdoos ter hoogte van de gebruiker-stekker-aansluiting en in fig. 2 een gedeeltelijk aanzicht vanaf de aansluitzijde zonder schakelingsplatine is weergegeven.

De antennecontactdoos 1 bestaat uit een een draagring 2 vertonend zinkspuitgiet-huis 3 voor plaatsing in een in de handel gebruikelijke 55 mm-UP-doos, een coaxiale stekkerbus 4 voor de aansluiting van een radio-ontvanger alsmede een coaxiale stekker 5 voor de aansluiting van een televisie-ontvanger, die elk in een uitsparing 6 van een huisbodem 7 vast zijn aangebracht en een eenzijdig gecacheerde schakelingsplatine 8.

Stekkerbus 4 en stekker 5 vertonen elk een buitenste geleiderhuls 9, 10 en een daarin door middel van een contact-drager 11 uit isolatiemateriaal centrisch vastgehouden binnen-geleider 12, die aan de zijde van de aansluiting als stekkerbus 13 resp. stekkerpen 14 is uitgevoerd. Elke buitenste geleiderhuls 9, 10 is door een in de uitsparing 6 van de huisbodem 7 ingeperst isolatiedeel 15, 16 galvanisch van het aan massapotentiaal liggende huis 3 gescheiden.

De aan de zijde van de aansluiting als soldeerlabel 17 resp. soldeerstift 18 uitgevoerde binnengeleider 12 zijn via geleiderbanen 19 van de schakelingsplatine 8 alsmede telkens een condensator 20 (de overige schakelingselementen zijn ten behoeve van de overzichtelijkheid niet weergegeven) met het bijbehorend schakelingspunt op de schakelingsplatine 8 galvanisch gescheiden verbonden. In principe zou de capacitie-ve binnengeleiderscheiding ook volgens het uit DE 33 17 202 C2 bekende principe kunnen plaatsvinden, doch de op de markt verkrijgbare cilindrische condensatoren met kops contact en voldoende spanningssterkte vertonen te grote diameters voor genormeerde IEC-stekkers met 75 Ω golfweerstand en zouden door de diametersprong zowel de terugstroom- en doorgangsdemping verslechteren als ook de vereiste spanningssterkte tussen binnengeleider en buitenste geleiderhuls niet nakomen.

Voor de capacitieve verbinding van de buitenste geleiderhuls 9, 10 van de stekkerbus 4, resp. van de stekker 5 met het aan massapotentiaal liggende huis 3 is telkens een tussen een aan de zijde van de aansluiting gelegen eindgebied 21 van de buitenste geleiderhulzen 9, 10 en een deze concentrisch omvattende, met de huisbodem 6 één geheel vormende metalen ring 22 ingestoken ringcondensator 23 aangebracht, waarvan het binnenste en buitenste cilindrische mantelvlak 24, 25 . de beide aansluitingen vormen en voor het zeker nakomen van de vereiste spanningssterkte een passende wanddikte alsmede een aan de kopse zijde aangebrachte beschermlak vertoont. Voor het bereiken van een zo hoog mogelijke capaciteit (hier ca. 10 nF) is de waarde van de relatieve diëlektriciteitsconstante er met ca. 10.000 zeer hoog gekozen.

Voor het over een groot oppervlak, zeker contact maken, is tussen het binnenste mantelvlak 24 en de buitenste geleiderhuls 9, 10 een eerste veerring 26 alsmede tussen het buitenste mantelvlak 25 en de metalen ring 22 een tweede veer-ring 27 aangebracht. Zowel het huis 3 als ook de metalen ring 22 vertonen op meerdere plaatsen in uitsparingen aangebrachte soldeerbare metalen stiften 28, die aan het massavlak van de schakelingsplatine 8 zijn vastgesoldeerd, zodat alle metalen delen op praktisch hetzelfde massapotentiaal liggen.

De beschreven constructie van een antennecontactdoos 1 met als capacitieve scheidingsorganen werkende coaxiale ge-bruiker-stekkeraansluitingen 4, 5 is bij hoge contactzekerheid eenvoudig en goedkoop te vervaardigen en in het bijzonder door de steekmontage van de veerringen 26, 27 en van de ringconden-satoren 23 voor machinale massafabricage geschikt. Bovendien is een hoge capaciteit en daarmee een goed capacitief contact zelfs bij lage frequenties alsmede een korte bouwlengte bereikt, die een toepassing ook in antennecontactdozen mogelijk maakt, die slechts een door de inbouw in 55 mm-UP-dozen aanwezige geringe diepte vertonen. Bovendien is door de coaxiaal-gesloten uitvoering en de massaverbindingen 28 een hoge af-schermingsgrootte van > 75 dB in het frequentiegebied van 40 tot 860 MHz en > 65 dB in het frequentiegebied van 0,95 tot 2 GHz bereikt.

Claims (8)

1. Coaxiale apparaatstekker met een buitenste gelei-derhuls en een centrale binnengeleider voor het capacitief verbinden van een coaxiale HF-kabel met de schakelaansluiting van het een aan massapotentiaal liggend metalen huis vertonende HF-apparaat, waarbij de buitenste geleiderhuls door een deze omvattend isoleerdeel van de apparaatmassa galvanisch is gescheiden en met deze door een capaciteit elektrisch is verbonden, met het kenmerk, dat de capaciteit een, een aan de zijde van de aansluiting gelegen eindgebied (21) van de buitenste geleiderhuls (9, 10) omvattende ringcondensator (23) is, waarvan de binnenste en buitenste cilindrische mantelvlak-ken (24, 25) de beide aansluitingen vormen, en dat het binnenste mantelvlak (24) van de ringcondensator (23) met de buitenste geleiderhuls (9, 10) en zijn buitenste mantelvlak (25) met een deze omvattende, met het metalen huis (3) geleidend verbonden metalen ring (22) in galvanisch contact staan.

2. Apparaatstekker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tussen het binnenste mantelvlak (24) van de ringcondensator (23) en het eindgebied (21) van de buitenste geleiderhuls (9, 10) alsmede het buitenste mantelvlak (25) van de ringcondensator (23) en de metalen ring (22) telkens een kooi-veer (26, 27) is aangebracht.

3. Apparaatstekker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aan de zijde van de aansluiting gelegen eindgebied van de buitenste geleiderhuls en/of de metalen ring naar buiten resp. naar binnen uitstekende contactveerdelen vertonen.

4. Apparaatstekker volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de contactveerdelen één geheel vormen met de buitenste geleiderhuls resp. de metalen ring.

5. Apparaatstekker volgens een der conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat de metalen ring (22) één geheel vormt met het metalen huis (3).

6. Apparaatstekker volgens een der conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat de metalen ring een gescheiden, een eenheid met de apparaatstekker vormend deel is.

7. Apparaatstekker volgens een der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat de metalen ring (22) op zoveel mogelijk plaatsen (28) met de schakelingsmassa galvanisch is verbonden .

8. Apparaatstekker volgens een der conclusies 1 tot 7, met het kenmerk, dat deze als deelnemeraansluiting (4, 5) in een antennecompactdoos is aangebracht.