DE69704203T2

DE69704203T2 - Verfahren zum verbinden von koaxialkabeln und dazu gehöriger stecker

Info

Publication number: DE69704203T2
Application number: DE69704203T
Authority: DE
Inventors: Paul Andreescu
Original assignee: SEE SPRL
Current assignee: SEE SPRL
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: ATE199613T1; EP0914689B1; CA2261779C; CA2261779A1; DE69704203D1; US6080015A; AU2959297A; WO1998053528A1; GR3035858T3; EP0914689A1; DK0914689T3

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Steckverbinder für Koaxialkabel, insbesondere für Hochfrequenzkoaxialkabel verwendet im Fernmeldewesen und im Kabelfernsehenbetrieb.
Um die Übertragung von Hochfrequenzsignalen über koaxiale Übertragungslienen bzw. Leiter und koaxiale Steckverbinder mit minimalen Verlusten zu gewähren besteht eine der notwendigen Bedingungen darin, die Impedanz über die ganze Länge der Übertragungslinie konstant zu behalten.
Die Impedanz steht direkt mit den Querabmessungen des zentralen Leiters, des Aussenleiters und mit dem E des Dielektrikums in Zusammenhang. Wenn die Kabel einen konstanten Durchschnitt über die ganze Länge haben, kann dieser Durchschnitt gelegentlich an der Befestigungsstelle des Steckverbinders geändert werden, insbesondere wenn eine Verformung des Aussenleiters notwendig ist um die elektrische Verbindung und das Festhalten des Kabels sicher zu stellen. Die Änderung der Kabelabmessungen verursacht einen Impedanzfehler, der im Steckverbinder kompensiert werden muss. Dieser Ausgleich ist nicht einstellbar. Er ist also nur für einen ganz bestimmten Impedanzfehler gültig, schwer machbar bei der Montage des Steckverbinders auf dem Kabel.
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Steckverbinder für Koaxkabel, der es ermöglicht das Kabel zu befestigen durch Verformung des Aussenleiters (der die elektrische Verbindung und die Befestigung des Steckverbinders gewährt). Die Verformung soll automatisiert reproduzierbar sein, ohne Notwendigkeit weder von genauen Messungen oder subjektiven Schätzungen während der Montage, noch von Sonderwerkzeugen.
Das allgemeine Prinzip eines derartigen Steckverbinders ist bekannt von einem deutschen Patent 42 07 482 das ein Verbindungsverfahren für Koaxialkabel, ausgestattet mit einem ringförmig gewellten Mantelrohr, beschreibt. Das Kabel wird durchgeschnitten an der Stelle einer Wellenvertiefung und ein Bauteil zur Befestigung des Kabels wird in die Vertiefung der nächtsen Welle gestellt. Bei der Verbindungsoperation eines Vorderteils mit einem Hinterteil des Steckverbinders wird die vom Befestigungsbauteil freigelassene Welle ziemlich reproduzierbar gequetscht zwischen dem Vorderteil und dem Befestigungsbauteil. Dieser bekannte Steckverbinderbauart hat aber den Nachteil das Drehen des Kabels im Befestigungsteil bei der Verbindungsoperation nicht zu verhindern, was die gute Reproduzierbarkeit der Verformung des Aussenleiters beeinträchtigen kann. Ausserdem ist dieser Steckverbindertyp ganz spezifisch für Koaxkabel mit ringförmig gewelltem Mantelrohr. Er ist deshalb nicht für Koaxkabel mit glattem Mantelrohr oder mit Spiralmantelrohr geeignet.
Der Gegenstand der betreffenden Erfindung besteht darin ein Verbindungsverfahren zur Verfügung zu stellen das diese Nachteile beseitigt und dank diesem Verfahren ist die Verformung des Aussenleiters des Kabels immer identisch dieselbe.
Das Verfahren, der Erfindung nach, bestimmt für die Verbindung von Koaxkabeln mit einem Innenleiter und einem Aussenleiter getrennt von einem Dielektrikum, Verbindung durch einen Vorderteil für die Kabelbefestigung und einen Hinterteil, während eine Vorrichtung das Kabel derartig festhält dass eine reproduzierbare Verformung des Mantelrohrs realisiert wird, setzt die Verwendung voraus von einer Ferrule (eines Ringbeschlages) zum Festhalten des Kabels und von einer Büchse, die zusammenwirken um eine Längsverschiebung der Ferrule und des Kabels über einen bestimmten Abstand bezogen auf die Büchse zu ermöglichen.
Vorzugsweise wird die Verformung des Aussenleiters gemacht und bestimmt durch eine Stirnfläche der genannten Büchse.
Dieses Verfahren verwendet einen neuen Steckverbinder, der ebenfalls zum Gegenstand der Erfindung gehört.
Der Steckverbinder entsprechend der Erfindung für Koaxkabel mit einem Innenleiter und einem Aussenleiter getrennt von einem Dielektrikum, umfassend einen Vorderteil zur Fixierung des Kabels am Steckverbinder und einen Hinterteil, bestimmt zur Verbindung mit dem Vorderteil, sowie eine Vorrichtung zur Positionierung des Kabels in bezug auf den Steckverbinder so dass eine wiederholbare Verformung des Aussenleiters möglich ist wenn die Verbindung gemacht wird, diese Vorrichtung zur Positionierung des Kabels umfassend mindestens zwei Teile zusammenwirkend um das Kabel auf eine wiederholbare Art festzuhalten und zu führen, umfassend eine Ferrule zum Festhalten des Kabels, und eine Büchse derartig zusammenwirkend mit der Ferrule dass eine axiale Verschiebung der Ferrule und des Kabels über eine bestimmte Länge, bezogen auf die Büchse, möglich ist bei der Verbindungsoperation.
Entsprechend einer bevorzugten Charakteristik der Erfindung umfasst die Büchse eine Stirnfläche deren Form die Verformung des Aussenleiters bestimmt.
Der Steckverbinder, entsprechend der Erfindung, kann ebenfalls vorteilhaft eine Dichtung, vorgesehen zwischen dem Hinterteil und den zusammenwirkenden Teilen zum Festhalten und zur Führung des Kabels, umfassen.
Entsprechend einer ersten besonderen Ausführungsart der Erfindung, kann der Steckverbinder mehr spezifisch vorgesehen sein um mit Koaxkabeln mit Spiralaussenleiter verwendet zu werden. In diesem Fall kann es von Vorteil sein dass die Ferrule ausgestattet ist mit einem Sondergewinde das erlaubt den Spiralleiter darauf zu schrauben während die Ferrule und die Büchse eine Geometrie haben die eine Drehung der Ferrule und der Büchse gegenüber einander und gegenüber dem Kabel verhindert.
In dieser Ausführungsart haben die Ferrule und die Büchse vorzugsweise jeweils flache aufeinanderpassende Zonen die die Drehung der Ferrule und der Büchse gegenüber einander verhindern, und Nuten für die Aufnahme eines Ringes der die Verschiebung der Ferrule gegenüber der Büchse über einen bestimmten Abstand erlaubt.
Entsprechend einer anderen besonderen Ausführungsart der Erfindung kann der Steckverbinder mehr spezifisch vorgesehen werden für Verwendung bei Koaxkabeln mit glattem Aussenleiter. In diesem Fall kann es von Vorteil sein dass die Ferrule ausgestattet ist mit einem Längsschlitz fürs Spannen des Durchmessers der Ferrule und mit einem Gewinde oder Innenprofil fürs Festhaken des glatten Aussenleiters beim Spannen der Ferrule.
In dieser Ausführungsart hat die Ferrule vorzugsweise, an der Büchsenseite, einen Innen- und einen Aussenkonus und hat die Büchse einen Konus am Eingang und einen Konus am Boden, wobei der Aussenkonus der Ferrule vorgesehen ist um mit dem Eingangskonus der Büchse zusammenzuwirken fürs Spannen der geschlitzten Ferrule und wobei der Konus am Boden der Büchse vorgesehen ist um die bestimmte Verformung des Aussenleiters zu erzeugen, in Zusammenarbeit mit dem Innenkonus der Ferrule.
In dieser Ausführungsart mögen ausserdem die Teile, zusammenwirkend fürs reproduzierbar Festhalten und Führen des Kabels, zweckmässig einen Ring umfassen, vorgesehen um die Ferrule vorwärts zubringen bei der Montage des Hinterteils des Steckverbinders, so dass die Ferrule geklemmt wird zwischen der Buchse und dem Ring.
Weitere Einzelheiten und Eigenschaften werden hervorgehen aus der Beschreibung eines Steckverbinders für Koaxkabel entsprechend der Erfindung, wie dargestellt in den beigefügten Zeichnungen.
In diesen Zeichnungen,
ist Bild 1 eine perspektivische Zeichnung der Fixierungsteile (Ferrule und Büchse separat dargestellt) eines Steckverbinders nach der ersten Ausführungsart der Erfindung (Steckverbinder für Kabel mit Spiralaussenleiter);
- ist Bild 2 eine perspektivische Zeichnung der Teile aus Bild 1, zusammen montiert;
- ist Bild 3 eine Vorderansicht, teilweise in Schnitt, eines Steckverbinders nach der Erfindung mit Verwendung der Fixierungsteile aus Bild 1 und 2;
- ist Bild 4 eine Sicht übereinstimmend mit Bild 3, und zeigt einen Steckverbinder mit einem Koaxkabel, vor dem Verformungsvorgang des Aussenleiters;
- ist Bild 5 eine Sicht übereinstimmend mit Bild 4, nach der Verformungsoperation des Aussenleiters;
- ist Bild 6 eine perspektivische Sicht der Fixierungsteile (Ferrule und Büchse separat dargestellt) eines Steckverbinders nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung ( Steckverbinder für Kabel mit glattem Aussenleiter);
- sind die Bilder 7 bis 9 Durchschnitte eines Steckverbinders entsprechend der Erfindung mit Anwendung von den Fixierungsteilen des Bildes 6, aufgestellt auf ein Koaxkabel, gezeigt in den aufeinanderfolgenden Vorgängen der Greifoperation und der Verformung des Aussenleiters.
Die Bilder 1 und 2 stellen die Ferrule (1) dar, die das Kabel und die Büchse oder Führungsteil (2) der ersten Ausführungsart der Erfindung festhält sowie den Satz dieser zwei Teile mit Ring (3). In diesem Beispiel ist der Kabel ein Koaxkabel mit Spiralaussenleiter (10). Die Ferrule (1) hat ein Sonderinnengewinde (12) das erlaubt den Aussenleiter hereinzuschrauben und hat eine Geometrie die ermöglicht die Rotation um ihre Achse zu verhindern während die Möglichkeit einer axialen Verschiebung bestehen bleibt und die in diesem Fall eine Zone mit zwei flachen Seiten die mit den zwei flachen Seiten der Büchse (2) zusammenpassen, sein kann. Ausserdem hat die Ferrule an der Aussenseite einen Schlitz, in dem der Ring (3) eingelegt ist. Die Büchse (2) hat seinerseits an der Aussenseite eine Nut fürs einlegen des Rings (3) wenn die Büchse in die Ferrule (1) eingesteckt wird. Die Nut der Büchse (2) ist breiter als die Stärke des Rings (3) der die Büchse an die Ferrule(1) fixiert und dies erlaubt eine Verschiebung der Ferrule (1) über einen beschränkten, immer gleichen Abstand.
Bild 3 ist ein Koaxialsteckverbinder, Gegenstand der Erfindung. Der Körper (4) enthält das Dielektrikum (5) das den Zentralkontakt (6) festhält. Ebenfalls im Körper (4) und solidarisch damit, ist die Büchse (2) befestigt und bildet ein Führungsteil das mit der Ferrule (1) mit der Hilfe des Ringes (3) zusammen gebaut wird.
Am Hinterteil (8) des Steckverbinders hat die Ferrule (4) eine röhrenförmige Zone die an der Hinterseite (8) eingesteckt werden kann und die Dichtung (7)für die Gewähr der Abdichtung zwischen Aussenleiter und Kabelmantel, aufnimmt. Die Dichtung (9) versichert die Abdichtung zwischen dem Körper (4) und der Hinterseite (8).
Die Bilder 4 und 5 zeigen das Funktionieren des Steckverbinders. Aus dem Bild (4) kann man entnehmen dass wenn der Steckverbinder aufs Kabel aufgeschraubt wird, der Zentralkontakt (6) des Steckverbinders verbunden wird mit dem Zentralleiter (14) des Kabels. Die Ferrule bekommt den Aussenleiter (10) des Kabels der sich über einen maximalen Abstand (L) bestimmt durch den Ring(3) vom Führungsteil entfernt. Die Dichtung (7) befindet sich um den Aussenleiter (10) und um den Kabelmantel (11).
Im Bild 5 kann man sehen dass durchs Schrauben des Hinterteils (8) die Ferrule nach vorne kommt und die Dichtung (7), die sich um den Aussenleiter und den Kabelmantel formt, zusammendrückt. In einer zweiten Phase berührt und drückt der Hinterteil (8) gegen die Ferrule, die in der Richtung der Büchse fortschritt und dabei den Aussenleiter (10) des Kabels verformt um eine gute Verbindung zu gewähren. Je nach der Form der Stirnseite der Büchse (2) an der Seite der Ferrule (1) und nach der Form der Ferrule, kann der Aussenleiter des Kabels zusammengedrückt oder erweitert werden. In der dargestellten Ausführungsart ist der Aussenleiter (10) verformt gegen die Stirnseite der Buchte (2) während das Dielektrikum (16), das sich zwischen dem Aussenleiter(10) und dem Zentralleiter (14) befindet, in die Büchse hinein dringt; der Leiter (10) ist einer Endverformung (17) ausgesetzt, gezeigt in Bild 5. Weil die Verformung des Aussenleiters des Kabels, bestimmt durch die Länge (L), sehr genau wiederholbar ist, entsteht ein wiederholbarer Impedanzfehler, der elektrisch ausgeglichen werden kann durch eine richtige Dimensionierung des Steckverbinders.
Bild 6 ist die Darstellung der Ferrule (1) und der Büchse (2) der zweiten Ausführungsart der Erfindung. Die Ferrule (1) hat einen Längsschlitz und ist an der Innenseite ausgestattet mit einem Gewinde oder Profil das erlaubt den Aussenleiter des Kabels einzuhaken. Ausserdem hat die Ferrule (1) an der Büchsenseite (2) einen Konus (a) an der Aussenseite und einen Konus (b) an der Innenseite.
Die Büchse (2) hat einen Konus (c) am Eingang und einen Konus (d) am Boden.
Bild 7 stellt einen Koaxsteckverbinder für Kabel mit glattem Aussenleiter, Gegenstand der Erfindung, dar. An der Innenseite des Körpers (4) befindet sich der Zentralkontakt (6) und da hinten die Führung (26) für den Zentralleiter (14) des Kabels. Ebenfalls am Körper (4) und solidarisch damit ist die Büchse oder das Führungsteil (2) befestigt. Die Ferrule (1) befindet sich geklemmt zwischen der Büchse (2) und dem Ring (20).
Hinter dem Ring (20) gibt es die torusförmige Abdichtung (27) und die Hinterseite (8), ausgestattet mit der torusförmiger Abdichtung (9), in der Nut des Gewindes.
Das Kabel ist im Stechverbinder eingesteckt. Der vollkommen freigemachte Zentralleiter (14) des Kabels ist im Zentralkontakt (6) eingesteckt. Das Dielektrikum (16) und der Aussenleiter (10) des Kabels sind in einer gleichen Fläche abgeschnitten und stossen gegen den Konus (d) der sich im Boden der Büchse (2) befindet. Der Aussenleiter (10) des Kabels ist vom Mantel entledigt bis hinter der kleinsten Zylinderbohrung des Ringes (20).
Die Bilder 8 und 9 zeigen das Funktionieren des Steckverbinders. Aus dem Bild 8 kann man entnehmen dass beim Anschrauben der Hinterseite (8) die Dichtung (27) in die Zylinderbohrung des Ringes (20) hinein schiebt. Der Ring (20), durchs Hinterteil (8) vorwärtsgeschoben, drückt die Ferrule vorwärts, wobei die Ferrule sich in den Eingangskonus (c) der Büchse (2) einklemmt und blockiert auf dem Aussenleiter (10) des Kabels.
Im Bild 8 sieht man dass beim weiter Anschrauben des Hinterteils (8), die Ferrule (1) mit dem Kabel in die Büchse (2) vorwärtsschiebt. Der Aussenleiter (10) des Kabels wird vom Konus (d) am Boden der Büchse (2) erweitert und wird geklemmt zwischen dem Konus (d) und dem Innenkonus (b) der Ferrule, damit den elektrischen Kontakt und die Festhaltung des Kabels gewährleistend. Das Dielektrikum (16) des Kabels schiebt vorwärts unter dem Konus (d) der sich am Boden der Büchse (2) befindet. Die torusförmige Dichtung (27) wird zusammengedrückt um die Abdichtung zwischen dem Hinterteil (8) und dem Mantel (11) des Kabels zu gewährleisten. Die torusförmige Dichtung (9) gewährt die Abdichtung zwischen dem Körper (4) und dem Hinterteil (8). Weil die Verformung des Aussenleiters (10) des Kabels, bestimmt durch die Länge L, sehr genau wiederholbar ist, entsteht ein wiederholbarer Impedanzfehler, der elektrisch ausgeglichen werden kann durch eine richtige Dimensionierung des Steckverbinders.
Ausserdem umgeht man das Aushöhlen des Dielektrikums was für bestimmte Kabel notwendig ist um die Kennimpedanz zu behalten infolge der Einführung eines röhrenförmigen Klemmfutter, zum klemmen des Kabels, unter dem Aussenleiter des Kabels.
Es muss bemerkt werden dass die spezifischen Einzelheiten oben beschrieben, in bezug auf die beiden besonderen Ausführungsarten der Erfindung, gezeigt in den Bildern, nur als bevorzugte Beispiele des allgemeinen Gegenstandes der Erfindung zu betrachten sind und keinesfalls betracht werden sollen als Einschränkung der Tragweite dieser Erfindung wie oben und in den nachfolgenden Ansprüchen aufgeführt.

Claims

1. Steckverbinder für Koaxialkabel mit einem Innenleiter (14) und einem Aussenleiter (10) getrennt von einem Dielektrikum (16), der Steckverbinder enthält einen Vorderteil (4) zur Fixierung des Kabels am Steckverbinder, einen Hinterteil (8) bestimmt zur Verbindung mit dem Vorderteil (4) und verstellbar in bezug auf den Vorderteil (4), und eine Vorrichtung zur Positionierung des Kabels in bezug auf den Steckverbinder, so dass eine wiederholbare Verformung des Aussenleiters (10) möglich ist wenn die Verbindung gemacht wird, dadurch gekennzeichnet dass die Kabelpositionierungsvorrichtung aus mindestens zwei zusammenwirkende Teile besteht zur wiederholbarer Befestigung und Führung des Kabels, umfassend eine Ferrule (1) der in den Hinterteil (8) einschiebt und die Befestigung des Kabels realisiert, und eine Büchse (2), fest verbunden am Vorderteil (4) und zusammenwirkend mit der Ferrule (1) so dass eine axiale Verschiebung der Ferrule und des Kabels über eine bestimmte Länge (L), bezogen auf die Büchse, möglich ist beim Zusammenstecken des Steckverbinders.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Büchse (2) mit einer Stirnfläche (13), (d) deren Form die Verformung des Aussenleiters bestimmt.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine undurchlässige Dichtung (7), (27) vorgesehen zwischen dem Hinterteil (8) und dem Teilensatz für die Befestigung und Führung des Kabels.

4. Steckverbinder beliebig nach Ansprüche 1 bis 3, für Verwendung von Koaxkabeln mit Spiralaussenleiter, gekenzeichnet durch eine Ferrule (1) mit Sondergewinde (12) das ermöglicht den Spiralaussenleiter auf Gewinde zu schrauben und die Tatsache dass die Ferrule und die Büchse eine derartige Geometrie haben die die Drehung der Ferrule und der Büchse gegenüber einander und gegenüber dem Kabel verhindert.

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekenzeichnet dass die Ferrule und die Büchse (2) jeweils flache Zonen haben die aufeinanderpassen, hierdurch wird die Drehung der Ferrule und der Büchse gegenüber einander verhindert, Ferrule und Büchse haben ebenfalls Nuten mit Ring (3) die eine Verschiebung der Ferrule über einen bestimmten Abstand gegenüber die Büchse erlauben.

6. Steckverbinder beliebig nach Ansprüche 1 bis 3, für Verwendung von Koaxkabeln mit glattem Aussenleiter, dadurch gekennzeichnet dass die Ferrule (1) hat eine Längsnut hat fürs zusammendrücken des Durchmessers der Ferrule und ein Gewinde oder Innenprofil fürs Festhalten des glatten Aussenleiter beim Klemmen des Rändelstiftes.

7. Steckverbinder nach Anspruch 6 gekenzeichnet durch eine Ferrule (1) die an der Büchsenseite (2) einen Aussenkonus (a) und einen Innenkonus (b) hat, und durch eine Büchse (2) die einen Konus (c) am Eingang und einen Konus (d) am Boden hat; wobei der Konus (a) der Ferrule zusammen mit dem Konus (c) der Büchse den gespalteten Ferrule klemmen soll, und der Konus (d) am Boden der Büchse, zusammen mit dem Konus (b) der Ferrule die bestimmte Verformung des Aussenleiter realisieren soll.

8. Steckverbinder nach Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass die Zusammenarbeit enden Teile zur wiederholbare Befestigung und Führung des Kabels ausserdem einen Ring (20) umfassen der die Förderung der Ferrule bei der Montage des Hinterteils (8) des Steckverbinders möglich macht und das Klemmen der Ferrule zwischen Büchse und Ring erlaubt.

9. Verbindungsverfahren für Koaxkabel mit Innenleiter (14) und Aussenleiter (10) getrennt von einem Dielektrikum (16) durch Verbindung eines Vorderteils (4) zur Fixierungs des Kabels mit einem Hinterteil (8) indem eine Vorrichtung den Kabel derartig positioniert um eine wiederholbare Verformung des Aussenleiters zu verursachen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Ferrule (1) zur Fixierung des Kabels und einer Büchse (2), die beide zusammenwirken um eine axiale Verschiebung der Ferrule und des Kabels in bezug auf die Büchse über einen bestimmten Abstand (L) zu ermöglichen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet dass die Verformung des Aussenleiters gemacht wird durch und bestimmt ist von einer Stirnflache (13), (d) der genannten Büchse (2).

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet dass das genannte Verfahren ein Steckverbinder nach Anforderungen 1 bis 8 voraussetzt oder dass Ferrule (1) und/oder Büchsen (2) vorgesehen für derartige Stechverbinder, verwendet werden.