NO180766B

NO180766B - Device for connecting a coaxial cable to a printed circuit

Info

Publication number: NO180766B
Application number: NO910727A
Authority: NO
Inventors: Yannick Reze
Original assignee: Alcatel Radiotelephone
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1997-03-03
Also published as: NO910727D0; ES2070354T3; EP0444567B1; FI910868A; FR2658957B1; ATE118120T1; DE69107099D1; DE69107099T2; FR2658957A1; GR3015827T3; NO180766C; DK0444567T3; EP0444567A1; NO910727L; FI910868A0

Abstract

One embodiment comprises: - a screening cover (1), comprising a funnel-shaped cut-out (6,8), constituting an insulation-displacement contact, to be crimped over the cable (4) in order to pass through its sheath and to pinch the screening braid (13); the cover (1) being connectable to the earth of the printed circuit board (5) by solderable studs (7); - a support (3), made from plastic, comprising a blade nut (2) permitting screwing into the cable (4) in order to drive a metal point into the core of the central conductor (11) of the cable, this metal point being connected to a solderable stud located under the support (3). Application to the construction of electronic circuits. <IMAGE>

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for å forbinde en koaksialkabel med en trykt krets, uten forutgående behandling av kabelen, dvs. uten å behøve å blottlegge kabelens midtleder og dens skjermfletning på forhånd. The present invention relates to a device for connecting a coaxial cable to a printed circuit, without prior treatment of the cable, i.e. without having to expose the cable's central conductor and its screen braid in advance.

Vanligvis forbindes en koaksialkabel med en trykt krets ved hjelp av en sentral hann-tapp og en koaksial hunn-sokkel, idet sentraltappen, etter forutgående avisolering av midtlederen og skjermfletningen, festes til en ytterende av koaksialkabelen, mens sokkelen festes på den trykte krets ved sveising. Denne kjente forbindelseanordning er forholdsvis dyr, da den omfatter tallrike deler, og dens montering innebærer også kostnadskrevende håndarbeid, da det vil være nødvendig å forberede kabelen før montering. Usually, a coaxial cable is connected to a printed circuit by means of a central male pin and a coaxial female socket, the central pin, after prior stripping of the central conductor and the screen braid, is attached to an outer end of the coaxial cable, while the socket is attached to the printed circuit by welding . This known connection device is relatively expensive, as it comprises numerous parts, and its assembly also involves costly manual work, as it will be necessary to prepare the cable before assembly.

Formålet for foreliggende oppfinnelse er da å frembringe en anordning som overvinner disse ulemper og som kan monteres uten spesialverktøy. The purpose of the present invention is then to produce a device which overcomes these disadvantages and which can be assembled without special tools.

Oppfinnelsen gjelder således en anordning for å forbinde en koaksialkabel med en trykt krets uten forutgående behandling av kabelen, idet kabelen omfatter en midtleder i form av en trådkordel, et isolasjonssjikt, en skjermfletning samt en ytre isolasjonskappe. Anordningens særtrekk i henhold til oppfinnelsen ligger da i at den omfatter: - en leder hvis ene ende har en spiss og hvis annen ende er innrettet for å sveises til den trykte krets, The invention thus relates to a device for connecting a coaxial cable to a printed circuit without prior treatment of the cable, the cable comprising a central conductor in the form of a wire cord, an insulating layer, a screen braid and an outer insulating sheath. The special feature of the device according to the invention then lies in the fact that it comprises: - a conductor whose one end has a tip and whose other end is designed to be welded to the printed circuit,

- organer for føring av kabelen i en skrueformet bane hvis translasjonsretning- means for guiding the cable in a helical path whose direction of translation

befinner seg langs kabelens akse og aksen for spissen, for å føre nevnte spiss inn i located along the axis of the cable and the axis of the tip, to guide said tip into

midtlederens trådkordel, ogthe middle conductor's wire cord, and

- en skjermhette for omslutning av nevnte føringsorganer og som omfatter en skjærinnretning i form av et gaffelparti innrettet for ved forskyvning av isolasjonen som omslutter kabelen å trenge gjennom dens isolasjonskappe og derved danne kontakt med skjermfletningen ved å klemme om denne, idet hetten er utført med sveisbare tapper for å danne forbindelse med jordingssjiktet for den trykte krets. - a screen cap for enclosing said guide means and which comprises a cutting device in the form of a fork part designed to, when the insulation enclosing the cable is displaced, penetrate through its insulation sheath and thereby make contact with the screen braid by clamping around it, the cap being made with weldable pins to form a connection with the ground layer of the printed circuit.

Foreliggende anordning er således kjennetegnet ved at den muliggjør montasje uten forberedelse av kabelen. Midtlederen behøver ikke å blottlegges, da en metallspiss rettet i kabelens akseretning, bringes til å trenge inn i lederen. Det er heller ikke behov for å blottlegge skjermfletningen, da den ytre isolasjonskappe gjennomtrenges og kontakt opprettes ved forskyvning av isolasjonen. Denne montering kan utføres uten spesielt verktøyutstyr, takket være organene for føring av kabelen og som sikrer en inntrengning av nevnte spiss langs lederens midtakse, samt takket være det forhold at den opprettede kontakt ved forskyvning av isolasjonen oppnås ved kanten av en skjærinnretning på skjermhetten, hvilket gjør det mulig å sikre hetten i kontakt med kabelens skjerming, ved hjelp av et trykk som utøves for hånd mot skjermhetten. The present device is thus characterized by the fact that it enables assembly without preparation of the cable. The central conductor does not need to be exposed, as a metal tip directed in the direction of the cable's axis is made to penetrate the conductor. There is also no need to expose the screen braid, as the outer insulation sheath is penetrated and contact is established by displacing the insulation. This assembly can be carried out without special tool equipment, thanks to the means for guiding the cable and which ensure a penetration of the said tip along the central axis of the conductor, as well as thanks to the fact that the contact made by displacing the insulation is achieved at the edge of a cutting device on the screen cap, which makes it possible to secure the cap in contact with the cable's shielding, by means of a pressure exerted by hand against the shield cap.

I henhold til en spesiell utførelseform av den foreliggende anordning omfatter førings-organene følgende komponenter: - en bærer av plastmaterial med et sylinderformet hull av samme diameter som kabelen og med en omdreiningssymmetriakse som sammenfaller med metallspissens akse, - en skiveformet mutter innlagt i en sliss i bæreren, idet denne sliss ligger i et plan vinkelrett på metallspissens akse, og som har en skrueformet åpning hvis diameter er litt mindre enn kabeldiameteren, således at kabelens isolasjonskappe kan skrues fast i denne åpning anordnet rett ut for bærerens sylinderformede hull. According to a particular embodiment of the present device, the guide means comprise the following components: - a carrier of plastic material with a cylindrical hole of the same diameter as the cable and with an axis of rotational symmetry coinciding with the axis of the metal tip, - a disk-shaped nut inserted in a slot in the carrier, as this slot lies in a plane perpendicular to the axis of the metal tip, and which has a screw-shaped opening whose diameter is slightly smaller than the cable diameter, so that the cable's insulation jacket can be screwed into this opening arranged directly outside the carrier's cylindrical hole.

Den således spesifiserte anordning er lett å montere, idet kabelens montasje består i at den skiveformede mutter legges inn i en sliss i bæreren, hvorpå kabelen skrus inn gjennom skivemutteren og inn i bærerens sylinderformede hull for å drive metallspissen inn i midtlederens kordel. The device thus specified is easy to assemble, as the assembly of the cable consists in inserting the disc-shaped nut into a slot in the carrier, after which the cable is screwed in through the disc nut and into the carrier's cylindrical hole to drive the metal tip into the central conductor's cord part.

I henhold til en spesiell utførelseform utgjøres skjermhetten av et eneste sveisbart metallblikk, utskåret slik at den omfatter en midtplate og fire periferiske plateavsnitt, idet blikkstykket er foldet slik at de fire periferiske plateavsnitt står vinkelrett på det midtre plateområde samt befinner seg på samme side av dette. According to a particular embodiment, the screen cap consists of a single weldable metal sheet, cut out so that it comprises a central plate and four peripheral plate sections, the sheet metal being folded so that the four peripheral plate sections are perpendicular to the central plate area and are on the same side thereof .

Den således beskrevne anordning er særlig lett og lite kostnadskrevende å fremstille. The device thus described is particularly easy and inexpensive to produce.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart og ytterligere detaljer beskrevet ved hjelp av den følgende beskrivelse under henvisning til figurene på de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 er en skisse som viser sammenstillingen av et utførelseseksempel i henhold til oppfinnelsen, med en koaksialkabel og en tilsluttet trykt krets, og med demontert The invention will now be explained in more detail and further details described by means of the following description with reference to the figures in the attached drawings, in which: Fig. 1 is a sketch showing the assembly of an embodiment according to the invention, with a coaxial cable and a connected printed circuit, and with disassembled

skjermhette,screen cap,

fig. 2 viser et snitt gjennom utførelsen vist i fig. 1, ogfig. 2 shows a section through the embodiment shown in fig. 1, and

fig. 3, 4, 5 viser henholdsvis skjermhetten, den skiveformede mutter og bæreren i det foreliggende utførelseseksempel. fig. 3, 4, 5 respectively show the screen cap, the disk-shaped nut and the carrier in the present embodiment.

I det utførelseseksempel som er vist i fig. 1, er en koaksialkabel 4 forbundet med en trykt kretskortplate 5. De indre deler er ikke vist for å gi klarere fremstilling. Dette utførelseseksempel omfatter en skjermhette 1 bestående av ombøyet og foldet nikkelblikk av 0,3 mm tykkelse, en skiveformet mutter 2 som utgjøres av en nikkel-strimmel, og en bærer 3 støpt i polyamid. In the embodiment shown in fig. 1, a coaxial cable 4 is connected to a printed circuit board 5. The internal parts are not shown for clarity. This design example comprises a screen cap 1 consisting of bent and folded nickel sheet of 0.3 mm thickness, a disc-shaped nut 2 which is made up of a nickel strip, and a carrier 3 cast in polyamide.

Skivemutteren 2 er ført inn i en sliss 29 i bæreren 3. Skjermhetten 1 er vist avmontert, for å gjøre bæreren 3 synlig. Når hetten 1 er montert, vil den omslutte bæreren 3 og derved danne en elektrisk skjerm. The disc nut 2 is inserted into a slot 29 in the carrier 3. The screen cap 1 is shown removed, to make the carrier 3 visible. When the cap 1 is fitted, it will enclose the carrier 3 and thereby form an electrical shield.

For å lette monteringen av skjermhetten 1, er de fire sider av bæreren 3, som står vinkelrett på platen 5, slik som bærersidene 31 og 33, anordnet for føring av hetten. For dette formål er dimensjonene av bæreren 3 litt mindre enn de indre dimensjoner av hetten 1. En av hettens sideflater er formet til en skjærinnretning 6 - 8 som er utført for kontaktdannelse ved forskyvning av isolasjon. Når hetten 1 er montert, omlutter denne skjærinnretning kabelen 4. Hetten 1 er utstyrt med fire sveisetapper, slik som tappen 7. Når skjermhetten 1 er montert, vil de fire sveisetapper være ført inn gjennom hull i den trykte kretskortplate 5, slik som hullene 30 og 32. Tappene 7 blir da sveiset til skiver i den trykte krets, og som befinner seg på motsatt side av platen i forhold til bæreren 3. In order to facilitate the assembly of the screen cap 1, the four sides of the carrier 3, which are perpendicular to the plate 5, such as the carrier sides 31 and 33, are arranged for guiding the cap. For this purpose, the dimensions of the carrier 3 are slightly smaller than the internal dimensions of the cap 1. One of the side surfaces of the cap is shaped into a cutting device 6 - 8 which is designed for contact formation by displacement of insulation. When the cap 1 is mounted, this cutting device wraps the cable 4. The cap 1 is equipped with four welding studs, such as stud 7. When the shield cap 1 is mounted, the four welding studs will be inserted through holes in the printed circuit board 5, such as the holes 30 and 32. The pins 7 are then welded to discs in the printed circuit, which are located on the opposite side of the plate in relation to the carrier 3.

Fig. 2 viser et snitt gjennom dette utførelseseksempel med et snittplan II - II. I denne figur er det vist at kabelen 4 omfatter en midtleder 11 som utgjøres av en kordel av kobbertråder, et isolasjonssjikt 12 som dekker kordelen, en skjermfletning 13 som dekker sjiktet 12, samt en ytre isolasjonskappe 14. Kabelen 4 er anordnet parallelt med platen 5 gjennom en spiralformet åpning i mutterskiven 2 samt også gjennom et sylinderformet hull 28 i bæreren 3. Kabelen 4 blir da skrudd gjennom mutterskiven 2 for derved å drive en metallspiss 27 inn i trådkordelen som danner midtlederen 11. Fig. 2 shows a section through this design example with a section plane II - II. In this figure, it is shown that the cable 4 comprises a central conductor 11 which is made up of a cord part of copper wires, an insulation layer 12 which covers the cord part, a screen braid 13 which covers the layer 12, as well as an outer insulation sheath 14. The cable 4 is arranged parallel to the plate 5 through a spiral-shaped opening in the nut washer 2 and also through a cylindrical hole 28 in the carrier 3. The cable 4 is then screwed through the nut washer 2 to thereby drive a metal tip 27 into the wire cord that forms the center conductor 11.

Når kabelen 4 er blitt skrudd helt inn til bunnen av hullet 28, vil den være gjort fullstendig ubevegelig av mutterskiven 2, som selv fastholdes av veggene i slissen 29 og av selve kabelen 4. Metallspissen 27 utgjøres av en ytterende av en metallstang 26 som er delvis innleiret i bæreren 3, således at spissen 27 rager inn gjennom bunnen av hullet 28. Den annen ytterende av denne metallstang 26 utgjør en sveisbar tapp 22 som er ført gjennom et hull 21 i den trykte kretskortplate 5, og som er sveiset til en skive 20. Denne metallstang 26 er bøyd i rett vinkel på sådan måte at aksen av spissen 27 er parallell med planet for platen 5, skjønt aksen for sveisetappen 22 står vinkelrett på denne plate. When the cable 4 has been screwed all the way to the bottom of the hole 28, it will be made completely immovable by the nut washer 2, which is itself retained by the walls of the slot 29 and by the cable 4 itself. The metal tip 27 consists of an outer end of a metal rod 26 which is partially embedded in the carrier 3, so that the tip 27 protrudes through the bottom of the hole 28. The other extreme end of this metal rod 26 forms a weldable pin 22 which is passed through a hole 21 in the printed circuit board 5, and which is welded to a disc 20. This metal rod 26 is bent at a right angle in such a way that the axis of the tip 27 is parallel to the plane of the plate 5, although the axis of the welding pin 22 is perpendicular to this plate.

i in

Av denne figur fremgår det at bæreren 3 omfatter en sylinderformet monteringsstamme 19, som er ført inn i et hull 18 i platen 5. Stammen 19 tillater posisjonsinnstilling av From this figure it appears that the carrier 3 comprises a cylindrical mounting stem 19, which is inserted into a hole 18 in the plate 5. The stem 19 allows the position of

bæreren 3 på platen 5 under monteringsprosessen. Fig. 2 viser også to sveisetapper 7 og 23 for hetten 1. Disse er ført gjennom huller 16 og 25 i platen 5, og sveiset til skiver 17 og 24 forbundet med jordingssjiktet på det trykte kretskort over forbindelser som ikke er vist. the carrier 3 on the plate 5 during the assembly process. Fig. 2 also shows two welding studs 7 and 23 for the cap 1. These are passed through holes 16 and 25 in the plate 5, and welded to washers 17 and 24 connected to the grounding layer on the printed circuit board via connections not shown.

Fig. 3 viser hetten 1 alene. Denne er fremstilt fra et eneste nikkelblikkstykke, som er utskåret slik at det omfatter en midtplate 37 samt fire periferiske plateavsnitt, slik som plateavsnittene 38 og 39. De fire periferiske plateavsnitt er da avbøyd vinkelrett i forhold til plateområdet 37, samt til samme side i forhold til det sistnevnte, således at midtplaten 37 utgjør oversiden av hetten mens de periferiske plateavsnitt utgjør skjermhettens fire sider. Det periferiske plateavsnitt 38 danner skjærinnretningen i form av et gaffelparti 6 Fig. 3 shows the cap 1 alone. This is made from a single piece of nickel tin, which is cut out so that it includes a central plate 37 as well as four peripheral plate sections, such as the plate sections 38 and 39. The four peripheral plate sections are then deflected perpendicularly in relation to the plate area 37, as well as to the same side in relation to the latter, so that the central plate 37 forms the upper side of the cap while the peripheral plate sections form the screen cap's four sides. The peripheral plate section 38 forms the cutting device in the form of a fork part 6

- 8, som danner kontakt ved isolasjonsforskyvning. Denne skjærinnretning omfatter et munningsgap 6 med større bredde en kabelen 4, og som smalner av til en strupe 8 med konstant bredde mindre enn diameteren av kabelen 4 og lik diameteren av skjermfletningen 13, således at når hetten 1 påføres kabelen 4, vil kanten av skjærinnretningen 6 - 8 skjære gjennom isolasjonskappen 14 og knipe om skjermfletningen 13. Plateavsnitt-et 39, såvel som det motsatte, symmetriske plateavsnitt i forhold til midtplaten 31, er forlenget med to føtter som danner sveisetapper, slik som tappen 7. Fig. 4 viser bare mutterskiven 2. Denne utgjøres av et nikkelblikkstykke som er gjennomhullet av en skruelinjeformet åpning 40 med en diameter litt mindre enn diameteren av kabelen 4, og er forsynt med en innskjæring 41 vinkelrett på kanten av åpningen 40. De to kanter av innskjæringen 41 er svakt skråstilt i forhold til hverandre for derved å gi åpningen 40 en skruelinjeform. Kabelen 4 blir skrudd inn gjennom åpningen 40 etter at mutterskiven 2 er blitt plassert i slissen 29 i bæreren 3. Kanten av åpningen 40 gnager seg inn i og deformerer lett isolasjonskappen 14, da denne har en viss elastisitet. Fig. 5 viser bæreren 3 sett adskilt. Denne utgjøres av en støpt blokk av polyamid hovedsaklig med en form som et parallellepiped og med en sliss 29 hvis plan står vinkelrett på aksen for hullet 28 samt en uttagning 42 med U-form. Uttagningen 42 - 8, which forms contact by insulation displacement. This cutting device comprises a mouth gap 6 with a wider width than the cable 4, and which tapers to a throat 8 with a constant width smaller than the diameter of the cable 4 and equal to the diameter of the screen braid 13, so that when the cap 1 is applied to the cable 4, the edge of the cutting device will 6 - 8 cut through the insulation jacket 14 and pinch the screen braid 13. The plate section 39, as well as the opposite, symmetrical plate section in relation to the central plate 31, is extended by two feet which form welding studs, such as the stud 7. Fig. 4 only shows the nut washer 2. This consists of a piece of nickel tin which is pierced by a helical opening 40 with a diameter slightly smaller than the diameter of the cable 4, and is provided with an incision 41 perpendicular to the edge of the opening 40. The two edges of the incision 41 are slightly inclined in relation to each other to thereby give the opening 40 a helical shape. The cable 4 is screwed in through the opening 40 after the nut washer 2 has been placed in the slot 29 in the carrier 3. The edge of the opening 40 gnaws into and easily deforms the insulation jacket 14, as this has a certain elasticity. Fig. 5 shows the carrier 3 seen separately. This consists of a molded block of polyamide mainly shaped like a parallelepiped and with a slot 29 whose plane is perpendicular to the axis of the hole 28 and a recess 42 with a U shape. The withdrawal 42

danner et rammerom av hovedsaklig plan form samt parallelt med planet for slissen 29. Dette er ment å lette støpingen av bæreren 3, særlig ved støping av slissen 29. forms a frame space of essentially planar shape and parallel to the plane of the slot 29. This is intended to facilitate the casting of the carrier 3, particularly when casting the slot 29.

I en mulig variant kan bæreren utføres i polytetrafluoretylen i stedet for polyamid, idet materialvalget her må gjøres i samsvar med kabelens karakteristiske impedans samt i avhengighet av de elektriske tap som kan tolereres. Dimensjonene velges i samsvar med den karakteristiske impedans for den kabel som skal tilsluttes. In a possible variant, the carrier can be made of polytetrafluoroethylene instead of polyamide, the choice of material here having to be made in accordance with the cable's characteristic impedance and depending on the electrical losses that can be tolerated. The dimensions are chosen in accordance with the characteristic impedance of the cable to be connected.

Claims

1. Device for connecting a coaxial cable (4) to a printed circuit (5) without prior treatment of the cable, the cable comprising a central conductor (11) in the form of a wire cord, an insulation layer (12), a screen braid (13) and an outer insulation jacket (14), characterized in that the device includes: - a conductor (26) whose one end has a tip (27) and whose other end (22) is arranged to be welded to the printed circuit (5, 20), - means (2, 3) for guiding the cable (4) in a helical path whose direction of translation is along the axis of the cable and the axis of the tip (27), to guide said tip into the wire cord (11) of the central conductor, and - a screen cap (1) for enclosing said guide means (2, 3), and which comprises a cutting device (6, 8) in the form of a fork part designed to penetrate through its insulation sheath when displacing the insulation enclosing the cable (4) 14) and thereby make contact with the screen braid (13) by clamping around it, as the cap (1) is made with weldable studs (7, 23) to form a connection with the earthing layer for the printed circuit (5).

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the means for guiding the cable (4) comprise: - a carrier (3) made of plastic material and comprising a cylindrical hole (28) with a diameter equal to the diameter of the cable (4) and with an axis of rotational symmetry that coincides with the axis of said tip (27), and - a disc-shaped nut (2) for insertion into a slot (29) in the carrier (3), said slot having a plane perpendicular to the axis of said tip (27), and where the nut has a screw-shaped opening (40) whose diameter is slightly smaller than the diameter of the cable (4), so that the cable's insulation jacket (14) can be screwed through this opening, which is arranged directly outside the carrier's cylindrical hole (28).

3. Device as stated in claim 1 or 2, characterized in that the screen cap (1) consists of a single weldable sheet metal piece cut out to form a central plate (37) as well as four peripheral plate sections (38, 39), and folded to bring the four peripheral plate sections perpendicular to the central plate (37) on the same side of this disc.