Koaxialwinkelsteckverbinder
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Koaxialwinkelsteckverbinder mit einem Außenleiterteil, einem Innenleiterteil, einem steckseitigen Ende zum steckenden Verbinden mit einem komplementären Koaxialsteckverbinder und einem kabelseitigen Ende zum Verbinden mit einem Koaxialkabel, wobei das Innenleiterteil zweiteilig mit einem steckseitigen Innenleiterteil, welches ein kontaktseitiges Ende aufweist, und einem kabelseitigen Innenleiterteil, welches ein kontaktseitiges Ende aufweist, ausgebildet ist, wobei das kabelseitige Innenleiterteil derart ausgebildet ist, dass es mit einem Innenleiter eines mit dem Koaxialwinkelsteckverbinder zu verbindenden Koaxialkabels verbindbar ist, wobei die kontaktseitigen Enden des steckseitigen Innenleiterteils sowie des kabelseitigen Innenleiterteils einander derart zugewandt sind, dass diese einen elektrischen Kontakt zwischen dem steckseitigen Innenleiterteil und dem kabelseitigen Innenleiterteil herstellen, wobei das steckseitige Innenleiterteil an seinem kontaktseitigen Ende als Stift mit einem vorbestimmten Durchmesser an einem freien Ende des Stiftes ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 1 019 982 B1 ist ein Koaxialverbinderelement bekannt, das dazu bestimmt ist, am Ende eines Koaxialkabels montiert zu werden. Das Koaxialverbinderelement weist folgendes auf: Einen Mittelleiter, einen Außenleiter, einen Mittelkontakt mit einer Längsachse und mit einem mit dem Mittelleiter des Koaxialkabels verbundenen rückwärtigen Ende sowie einem vorderen Ende, das für
die Verbindung des Koaxialverbinderelementes mit einem komplementären Verbinderelement ausgebildet ist, einen Außenkontakt, der mit dem Außenleiter des Koaxialkabels verbunden ist, und ein Übergangsstück, das auf dem Mittelleiter des Koaxialkabels montiert ist. Das hintere Ende des Mitte Ikontaktes weist eine umlaufende Einschnürung auf, deren Achse mit der Längsachse des Mittelkontaktes zusammenfällt, während das Übergangsstück eine elastische Gabel mit zwei Armen aufweist, die zwischen sich eine Aufnahme für die Einschnürung bilden. Das Einrasten der Einschnürung in die Aufnahme der Gabel erfolgt durch Eindrücken der Einschnürung in die Gabel in einer Richtung rechtwinklig zur Längsachse des Kontaktes. Das freie Ende jedes Armes der Gabel ist als Spitze ausgebildet, die durch zwei zylindrische Ausnehmungen begrenzt wird, deren Achsen zur Teilungsebene der beiden Arme senkrecht sind und die auf beiden Seiten einer zu der Teilungsebene der beiden Arme der Gabel rechtwinkligen Medianebene des Übergangsstückes liegen, so dass wenn das Übergangsstück in einer gegenüber der normalen Einrastposition verdrehten Position mit der Einschnürung des Mittelkontaktes in Berührung steht, ein Drehmoment auf das Übergangsstück ausgeübt wird, um es in eine Position zu drehen, in der die Einschnürung in die Gabel eingreifen kann. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das Übergangsstück gegen einen gewissen Widerstand auf den Mittelleiterkontakt aufgeschoben werden muss, was zu einer unerwünschten axialen Krafteinwirkung auf den Innenleiter des Koaxialkabels führt und Beschädigungen des Innenleiters des Koaxialkabels zur Folge haben kann. Außerdem muss bei der Montage des Koaxialverbinders der Mittelleiterkontakt mit seiner Einschnürung genau auf der Längsachse des Übergangsstückes positioniert sein. Diese Positionierung muss bei der Montage überwacht werden und gleichzeitig dürfen die einzelnen Bauteile nur geringe Toleranzen aufweisen. Dies führt zu entsprechend hohen Herstellungskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Koaxialwinkelsteckverbinder der o.g. Art bei hoher Signalübertragungsqualität hinsichtlich der Montage und Herstellungskosten zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Koaxialwinkelsteckverbinder der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bei einem Koaxialwinkelsteckverbinder der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das kabelseitige Innenleiterteil am kontaktseitigen Ende zwei Kontaktstege aufweist, die parallel zu einer Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils sowie in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des steckseitigen Innenleiterteils voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei ein Abstand zwischen den Kontaktstegen in der Ebene senkrecht zu der Längsachse des steckseitigen Innenleiterteils in Richtung senkrecht zur Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils größer ist als der vorbestimmte Durchmesser des Stiftes des steckseitigen Innenleiterteils, wobei an jedem Kontaktsteg ein plattenförmiges Kontaktelement angeordnet ist, welches jeweils an einer Seite mit dem Kontaktsteg verbunden ist und an einer von dem Kontaktsteg abgewandten Seite eine freie Kante aufweist, wobei die plattenförmigen Kontaktelemente jeweils relativ zu den Kontaktstegen bzw. der Ebene senkrecht zur Längsachse des steckseitigen Innenleiterteils derart verkippt sind, dass die freien Kanten der plattenförmigen Kontaktelemente zwischen sich einen Längsschlitz parallel zur Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils ausbilden, wobei ein Abstand zwischen den freien Kanten der plattenförmigen Kontaktelemente in Richtung senkrecht zur Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils kleiner ist als der vorbestimmte Durchmesser des Stiftes an dessen freiem Ende.
Dies hat den Vorteil, dass eine einfache Montage möglich ist, da Toleranzen automatisch durch das Langloch ausgeglichen werden. Gleichzeitig erfolgt bei der Montage des Koaxialwinkelsteckverbinders keine axiale Krafteinwirkung auf das Koaxialkabel, so dass Beschädigungen des Koaxialkabels bei der Montage wirksam vermieden sind, da aufgrund der gegenständlichen Ausbildung des kabelseitigen Innenleiterteils zuerst das Koaxialkabel mit dem darauf montierten kabelseitigen Innenleiterteil in den Koaxialwinkelsteckverbinder eingeschoben und erst danach das steckseitige Innenleiterteil in den Koaxialwinkelsteckverbinder derart eingeschoben
werden kann, dass sich der Stift des steckseitigen Innenleiterteils in den Längsschlitz des kabelseitigen Innenleiterteils gegen die elastische Rückstellkraft der plattenförmigen Kontaktelemente des kontaktseitigen Endes des kabelseitigen Innenleiterteils hinein drückt. Weiterhin ist das kabelseitige Innenleiterteil in Richtung einer Längsachse des steckseitigen Innenleiterteils offen, so dass automatisch Toleranzen hinsichtlich der axialen Länge des Stiftes des steckseitigen Innenleiterteils ausgeglichen werden. Insgesamt werden Toleranzen in axialer Richtung hinsichtlich der Längsachse des steckseitigen Innenleiterbauteils und in axialer Richtung hinsichtlich der Längsachse des kabelseitigen Innenleiterbauteils ausgeglichen.
Um den Längsschlitz an einer gewünschten Position beabstandet von einer durch die Kontaktstege aufgespannten Ebene bzw. fluchtend mit einer Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils platzieren zu können, weist das kabelseitige Innenleiterteil am kontaktseitigen Ende zwei U-förmige Halterungen mit jeweils zwei Schenkeln und jeweils einem der Kontaktstege als die Schenkel verbindende Basis der U-förmigen Halterung auf, wobei der Längsschlitz zwischen den freien Kanten der plattenförmigen Kontaktelemente in einem Raum zwischen den U-förmigen Halterungen ausgebildet ist.
Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Anordnung ist wenigstens ein Schenkel, insbesondere beide Schenkel, der einen U-förmigen Halterung mit einem in Richtung senkrecht zur Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils gegenüberliegenden Schenkel der anderen U-förmigen Halterung über einen zusätzlichen Verbindungssteg verbunden. Hierbei ist vorzugsweise der zusätzliche Verbindungssteg senkrecht zu der Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils angeordnet.
In einer bevorzugte Ausführungsform sind die Schenkel und der Kontaktsteg wenigstens einer der U-förmigen Halterung in einer Ebene angeordnet, wobei bevorzugt die U-förmigen Halterungen derart angeordnet sind, dass die jeweils von
den Schenkeln und dem Kontaktsteg der U-förmigen Halterungen aufgespannten Ebenen parallel zueinander ausgerichtet sind.
Für eine besonders einfache und funktionssichere Montage ist das Außenleiterteil zweiteilig mit einem steckseitigen Außenleiterteil und einem kabelseitigen Außenleiterteil ausgebildet, wobei das steckseitige Innenleiterteil in dem steckseitigen Außenleiterteil und das kabelseitige Innenleiterteil in dem kabelseitigen Außenleiterteil angeordnet ist.
Beispielsweise nimmt der Durchmesser des Stiftes ausgehend von dem vorbestimmen Durchmesser am freien Ende in axialer Richtung zu oder bleibt konstant.
Eine besonders gute Kontaktkraft erzielt man dadurch, dass die plattenförmigen Kontaktelemente und/oder die Kontaktstege und/oder das kabelseitigen Innenleiterteil aus einem elastisch federnden Werkstoff hergestellt sind.
Eine besonders kostengünstige Herstellung erzielt man dadurch, dass das kabelseitige Innenleiterteil als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist.
Eine besonders gute Ableitung von thermischer Energie aus dem Bereich des Kontaktes zwischen dem kabelseitigen Innenleiterteil und dem steckseitigen Innenleiterteil erzielt man dadurch, dass das steckseitige Innenleiterteil als Drehteil ausgebildet ist. Hierdurch können auch hohe elektrische Leistungen über den erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinder übertragen werden, ohne dass eine thermische Überhitzung mit entsprechender Beschädigung des Koaxialwinkelsteckverbinder eintritt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinders im Längsschnitt,
Fig. 2 den Koaxialwinkelsteckverbinder gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht entlang Linie C-C von Fig. 1 ,
Fig. 3 den Koaxialwinkelsteckverbinder gemäß Fig. 1 mit Koaxialkabel im Längsschnitt,
Fig. 4 den Koaxialwinkelsteckverbinder gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse des kabelseitigen Innenleiterteils,
Fig. 5 den Koaxialwinkelsteckverbinder gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung,
Fig. 6 zwei kabelseitige Innenleiterteile an einem Trägerband in perspektivischer Darstellung,
Fig. 7 eines der kabelseitigen Innenleiterteile gemäß Fig. 6 in Rückansicht auf ein koaxialkabelseitiges Ende in Richtung Pfeil A von Fig. 6,
Fig. 8 eines der kabelseitigen Innenleiterteile gemäß Fig. 6 im Längsschnitt und
Fig. 9 eines der kabelseitigen Innenleiterteile gemäß Fig. 6 im Querschnitt.
Die aus den Fig. 1 bis 4 ersichtliche, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinders weist ein steckseitiges Ende 10 zum steckenden Verbinden mit einem komplementären Koaxialsteckverbinder (nicht dargestellt) sowie ein kabelseitiges Ende 12 zum Verbinden mit einem Koaxialkabel 14 (Fig. 3) auf, und umfasst ein zweiteiliges Außenleiterteil mit einem steckseitigen Außenleiterteil 16 und einem kabelseitigen Außenleiterteil 18, ein zweiteiliges Innenleiterteil mit einem steckseitigen Innenleiterteil 22 und einem kabelseitigen
lnnenleiterteil 20, eine Crimphülse 24 zum crimpenden Befestigen auf dem Koaxialkabel 14, sowie ein Dielektrikum 26. Das steckseitige lnnenleiterteil 22 ist in dem steckseitigen Außenleiterteil 16 und das kabelseitige lnnenleiterteil 20 ist in dem kabelseitigen Außenleiterteil 18 angeordnet. Das steckseitige lnnenleiterteil 22 bzw. das steckseitige Außenleiterteil 16 weist eine erste Längsachse 28 auf, wobei das steckseitige lnnenleiterteil 22 bzw. das steckseitige Außenleiterteil 16 koaxial zueinander angeordnet sind, d.h. deren jeweilige Längsachsen 28 fluchten miteinander. Das kabelseitige lnnenleiterteil 20 bzw. das kabelseitige Außenleiterteil 18 weist jeweils eine zweite Längsachse 30 auf, wobei das kabelseitige lnnenleiterteil 20 und das kabelseitige Außenleiterteil 18 koaxial zueinender angeordnet sind, d.h. deren jeweilige Längsachsen 30 fluchten miteinander.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das kabelseitige lnnenleiterteil 20 mit einem Innenleiter 32 des Koaxialkabels 14 elektrisch und mechanisch mittels einer Crimpverbindung 34 verbunden. Die Crimphülse 24 ist auf einen Außenleiter 36 des Koaxialkabels 14 aufgecrimpt.
Das steckseitige lnnenleiterteil 22 weist an einem dem kabelseitigen lnnenleiterteil 20 zugewandten Ende einen Stift 38 auf, welcher an einem freien Ende einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, wobei in axialer Richtung, d.h. entlang der ersten Längsachse 28 in Richtung des steckseitigen Endes 10, der Durchmesser konstant ist.
Wie aus den Fig. 6 bis 9 ersichtlich ist, weist das kabelseitige lnnenleiterteil 20 an einem dem steckseitigen lnnenleiterteil 22 zugewandten kontaktseitigen Ende zwei
Kontaktstege 40 auf, die parallel zur zweiten Längsachse 30 sowie in einer Ebene senkrecht zur ersten Längsachse 28 angeordnet und in Richtung senkrecht zur zweiten Längsachse 30 voneinander beabstandet angeordnet sind. Dieser Abstand
52 (Fig. 9) in Richtung senkrecht zur zweiten Längsachse 30 ist größer als der vorbestimmte Durchmesser des Stiftes 38. Jeder der Kontaktstege 40 bildet zusammen mit je zwei Schenkeln 42 eine U-förmige Halterung aus, die beidseitig gegenüberliegend der zweiten Längsachse 30 sowie einander zugewandt
angeordnet sind. An jedem Kontaktsteg 40 ist eine Kontaktplatte 44 angeordnet, welche mit einer Seite an dem jeweiligen Kontaktsteg 40 befestigt ist und an einer gegenüberliegenden, von dem Kontaktsteg 40 abgewandten Seite eine freie Kante 46 aufweist. Die Kontaktplatten 44 sind bzgl. der Kontaktstege 40 bzw. der Ebene senkrecht zur ersten Längsachse 28 derart verkippt, dass die freien Kanten 46 der Kontaktplatten 44 zwischen sich einen Längsschlitz 48 (Fig. 2) ausbilden, der parallel zur zweiten Längsachse 30 ausgerichtet ist und in Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Längsachse 28, 30 eine kleinste Breite 50 (Fig. 9) aufweist, die kleiner ist als der vorbestimmte Durchmesser des Stiftes 38.
Wie insbesondere aus Fig. 1 , 3 und 4 ersichtlich, greift der Stift 38 in den Längsschlitz 48 derart ein, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem steckseitigen Innenleiterteil 22 und dem kabelseitigen Innenleiterteil 20 ausgebildet ist.
Bei der Montage des erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckers wird zunächst das kabelseitige Innenleiterteil 20 am freigelegten Innenleiter 32 des Koaxialkabels 14 befestigt und die Crimphülse 24 auf den freigelegten Außenleiter 36 des Koaxialkabels 14 gecrimpt. Das derart vorbereitete Koaxialkabel 14 wird dann in das kabelseitige Ende 12 des kabelseitigen Außenleiterteils 18 des erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckers eingeschoben, bis sich das kabelseitige Innenleiterteil 20 an der in Fig. 1 bzw. 3 dargestellten Position befindet bzw. bis die erste Längsachse 28 zwischen den beiden Kontaktstegen 40 hindurch läuft. Anschließend wird das steckseitige Außenleiterteil 16 zusammen mit dem darin angeordneten steckseitigen Innenleiterteil 22 parallel zur ersten Längsachse 28 in das kabelseitige Außenleiterteil 18 eingesteckt. Hierdurch greift der Stift 38 in den Längsschlitz 48 und stellt den elektrischen Kontakt zwischen dem steckseitigen Innenleiterteil 22 und dem kabelseitigen Innenleiterteil 20 her. Durch die Anordnung und Ausbildung des Stiftes 38 und des Längsschlitzes 48 werden Toleranzen in Richtung der ersten Längsachse 28 und in Richtung der zweiten Längsachse 30, d.h. also in zwei Richtungen im Raum, automatisch ausgeglichen.
Bei der in den Fig. 1 bis 9 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinders ist das kabelseitige Innenleiterteil 20 als Stanzbiegeteil und das steckseitige Innenleiterteil 22 als Drehteil ausgebildet. Hierdurch wird thermische Energie von dem elektrischen Kontakt im Bereich der Kontaktstelle zwischen dem Stift 38 und den Kontaktplatten 44 schnell abgeführt. Dies ermöglicht auch die Übertragung von Signalen mit hoher Leistung über den erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinder ohne dass eine Überhitzuήg des erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinders mit entsprechender Schädigung der Innenleiterteile 20, 22 bzw. des Dielektrikums 26 eintritt.
Wie insbesondere aus Fig. 6, 7 und 8 ersichtlich, werden mehrere kabelseitige Innenleiterteile 20 an einem Trägerband 54 für eine automatisierte Montage des erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinder zur Verfügung gestellt. Dies ermöglicht zusammen mit dem oben erläuterten automatischen Toleranzausgleich in zwei Richtungen im Raum eine effiziente, schnelle und kostengünstige automatisierte Montage des erfindungsgemäßen Koaxialwinkelsteckverbinders sowie der Konfektionierung mit einem Koaxialkabel 14.
Das steckseitige Außenleiterteil 16 kann einfach durch ein anderes ersetzt werden, so dass Koaxialwinkelsteckverbinder mit unterschiedlichen Anschlussarten, wie beispielsweise MCX (Mikro-Koax), SMB oder QMA auf ein und derselben Maschine ohne wesentliche Umbauten gefertigt werden können.
Wie insbesondere aus Fig. 6 und 9 ersichtlich, sind je zwei Schenkel 42 von zwei verschiedenen U-förmigen Halterungen über einen Verbindungssteg 56 miteinander verbunden. Dies erhöht die mechanische Stabilität des kabelseitigen Innenleiterteiles 20.