[0001] Die Erfindung betrifft eine HF-Steckverbindung mit einem Steckerkopf und mit einer
Buchse, die an ihrem steckerseitigen Ende eine konzentrische Ausnehmung mit einer
innenwandigen Ringfläche aufweist.
[0002] HF-Steckverbindungen dieser Konstruktion, die als HF-Kontakte zunehmend auch bei
Mobilfunktelefonen Verwendung finden, sind vielfach bekannt und bedürfen daher keiner
weiteren Erläuterung.
[0003] Bei Steckverbindungen der einleitend angegebenen Gattung wird ein elektrischer Kontakt
zwischen Buchse und Stecker typischerweise dadurch erzielt, daß der Steckerkopf in
eine eigens dafür vorgesehene Ausnehmung in der Buchse gesteckt wird. Mit derartigen
Steckverbindungen läßt sich jedoch der geforderte, sehr niedrige und vor allem auch
über die gesamte Lebensdauer des HF-Kontaktes im wesentlichen konstante Kontaktierungswiderstand
zwischen Steckerkopf und Buchse nicht erreichen. Mit anderen Worten ist die bisher
erzielbare Kontaktierungsgüte nicht immer ausreichend.
[0004] Dokument DE-A-4 113473 beschreibt eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine HF-Steckverbindung
anzugeben, die einen möglichst guten elektrischen Kontakt zwischen Steckerkopf und
Buchse gewährleistet.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine HF-Steckverbindung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0007] Demgemäß ist eine HF-Steckverbindung der eingangs genannten Gattung vorgesehen, bei
der in der innenwandigen Ringfläche der Buchse mindestens eine ringförmige Ausnehmung
vorgesehen ist, in die jeweils ein leitfähiger Federring derart festgeklemmt ist,
daß der Steckerkopf unter elektrischer Kontaktgabe des Federrings radial von außen
in die konzentrische Ausnehmung der Buchse einsteckbar ist.
[0008] Die Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
gerichtet.
[0009] In einer in der Buchse eingearbeiteten Ausnehmung ist eine Federring eingeklemmt.
Erfindungswesentlich ist hierbei, daß der Federring zumindest teilweise über die innenwandige
Ringfläche der Buchse in die für den Steckerkopf vorgesehene Ausnehmung ragt, so daß
der Steckerkopf in die Buchse einklipst, wenn er von außen in die Buchse eingeschoben
wird. Der erfindungsgemäßen Steckerverbindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beim
Einschieben des Steckerkopfes in die Buchse der Steckerkopf den elastischer ausgebildeten
Federring beiseite schiebt, wodurch dieser in die Führung der ringförmige Ausnehmung
gedrückt wird. Auf diese Weise kann ein definierter elektrischer Kontakt und damit
ein niedriger Kontaktierungswiderstand des Federrings zum Steckerkopf und zur Buchse
gewährleistet werden. Insbesondere kann die Forderung eines guten elektrischen Kontaktes
auch bei einer langen Lebensdauer des HF-Kontaktes noch gewährleistet werden.
[0010] Aus Kostengründen ist es ferner vorteilhaft, daß der Federring nicht fest mit der
Buchse verbunden ist, sondern wieder aus der Buchse entfernbar ist. Dadurch muß bei
einem HF-Kontakt mit einem defekten bzw. durch häufiges Öffnen abgenutzen Federring
lediglich dieser Federring und nicht die gesamte Buchse ausgetauscht werden.
[0011] Eine typische HF-Steckverbindung enthält einen Steckerkopf, der eine zylinderförmige
Außenleiter-Kontakthülse zur Kontaktierung eines Außenleiters eines Koaxialkabels
und einen innerhalb des Außenleiters angeordneten und durch ein Dielektrikum von diesem
getrennten Innenleiter aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Außenleiter-Kontakthülse
im Bereich konzentrischen Ausnehmung eine zylindrische Form aufweist. Jedoch wäre
auch jede andere Form, wie beispielsweise eine konische, kegelstumpfförmige oder ähnliche
Form denkbar.
[0012] Eine deutliche Verbesserung der Kontaktierung kann dadurch erzielt werden, daß der
die Buchse und den Stecker kontaktierende Federring einen durchgehenden Schlitz aufweist.
Durch diesen Schlitz wird die Elastizität des Federringes und damit die elektrische
Kontaktierung signifikant verbessert. Vorzugsweise ist der Schlitz an einer der Ecken
des Federringes angeordnet. Bei einem Einschieben des Steckerkopfes in die Buchse
kann sich so der Federring, indem sich dessen Schlitz etwas öffnet, optimal an die
neue Konstellation anpassen. Auf diese Weise werden zudem zusätzliche Verspannungen
des Federringes, die negativen Einfluß auf dessen Lebensdauer haben, weitestgehend
vermieden.
[0013] In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Durchmesser der ringförmigen
Ausnehmung etwas größer ist als der Querschnitt des Federrings. Durch das Einschieben
des Steckerkopfes in die Buchse kann somit der Federring in die ringförmige Ausnehmung
gedrückt werden, wobei die ringförmige Ausnehmung als Führung die Bewegungsrichtung
des Federringes vorgibt. Durch diese Bewegung des Federringes in die ringförmige Ausnehmung
kann der Federring derart verspannt werden, daß ein optimaler elektrischer Kontakt
zwischen Buchse und Stecker entsteht.
[0014] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Federring triangelförmig ausgebildet.
Der triangelförmige Federring kontaktiert an seinen Ecken die ringförmige Ausnehmung
der Buchse und an seinen Sehnen die zylinderförmige Außenleiter-Kontakthülse des Steckerkopfes.
Durch diese je drei Kontaktflächen zur Buchse bzw. zum Steckerkopf wird eine sehr
gute Kontaktsicherheit gewährleistet.
[0015] Es wäre selbstverständlich auch von Vorteil, wenn der Federring eine quadratischen,
pentagonale, hexagonale, etc. Form aufweist. Insbesondere bei Verwendung von solchen
mehreckigen Federringen ließe sich aufgrund der größeren Anzahl von Kontaktflächen
im Vergleich zu triangelförmigen Federringen die gesamte Kontaktfläche erhöhen und
damit der elektrische Kontakt noch verbessern. Denkbar wären auch an einer Seite geschlitzte
Federringe.
[0016] Aus herstellungstechnischen Gründen ist es von Nutzen, wenn der Federring aus drahtförmigem
Material besteht. In diesem Zusammenhang ist es weiters vorteilhaft, wenn dieser drahtförmige
Federring zumindest teilweise aus Federstahl besteht, da Federstahl typischerweise
über eine sehr lange Zeitdauer die gewünschte Elastizität behält und darüber hinaus
eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit aufweist.
[0017] Ein weitere Verbesserung der elektrischen Kontaktierung läßt sich durch eine ringförmige
Einrastrille, die in die Außenwand der Außenleiter-Kontakthülse des Steckerkopfes
eingearbeitet ist, erzielen. Wird der Steckerkopf in die Buchse gesteckt, dann klipst
der Federring in diese Einrastrille ein. Eine derartige Einrastrille erweist sich
als sehr zweckmäßig, da sich dadurch der Stecker nicht versehentlich, beispielsweise
durch Vibrationen oder eine leichte Zugbewegung, wieder aus der Buchse lösen kann
und der HF-Kontakt dadurch ungewollt unterbrochen wird. Um den eingeklipsten Federring
wieder aus der Einrastrille zu lösen, ist es sodann erforderlich, eine gewisse Zugkraft
auf den Steckerkopf entgegen der Einschubrichtung auszuüben.
[0018] In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Draht des Federringes
die Einrastrille maximal in einem Winkel von 120° kontaktiert, da bis zu diesem Winkel
die aufzubringende Zugkraft zum Lösen der Steckverbindung nicht zu groß ist.
[0019] Eine bestmögliche elektrische Kontaktierung erhält man ferner, wenn der Durchmesser
der Einrastrille und der Durchmesser des Drahts des Federrings annähernd gleich groß
gewählt sind. In diesem Fall ist die gemeinsame Oberfläche von Einrastrille und Draht
am größten, wodurch ein optimaler elektrischer Kontakt erzielt werden kann.
[0020] Schließlich empfiehlt es sich, daß der Durchmesser des Drahts des Federrings und
die Höhe der ringförmigen Ausnehmung annähernd gleich groß sind. Auf diese Weise wird
gewährleistet, das der Federring in der Führung der ringförmigen Ausnehmung nahezu
kein Spiel aufweist und somit ein stabiler HF-Kontakt geschaffen wird.
[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung angegebenen,
vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt dabei:
- Figur 1
- einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen HF-Steckverbindung, bei der der Steckerkopf
bereits in die Buchse eingeschoben ist;
- Figur 2
- einen Querschnitt der erfindungsgemäßen HF-Steckerverbindung gemäß Figur 1 in der
Ebene des Federringes;
[0022] In beiden Figuren der Zeichnung sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
[0023] Figur 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen HF-Steckverbindung 1, die
eine Buchse 2 und einen in die Buchse 2 eingeschoben Steckerkopf 3 aufweist.
[0024] Der Steckerkopf 3 besteht hier aus einer Außenleiter-Kontakthülse 4 und einen Steckerkern
5. Der Steckerkern 5 umfaßt einen in Figur 1 nicht gezeigten durch ein Dielektrikum
von der Außenleiter-Kontakthülse 4 getrennten Innenleiter. Ferner weist der Steckerkopf
3 eine Einrastrille 6 auf, deren Funktion nachfolgend anhand von Figur 2 noch genau
erläutert wird. Damit der Steckerkopf 3 besser in die Buchse 2 eingeführt werden kann,
ist eine Einführphase 7 an dem buchsenseitigen Ende des Steckerkopfes 3 vorgesehen.
[0025] Die Buchse 2 weist an der zum Steckerkopf 3 entgegengesetzten Seite einen Flansch
8 auf, über den die Buchse 2 beispielsweise mit einem Gehäuse eines HF-Geräts verbunden
werden kann. Ferner weist die Buchse 2 einen Buchsenkern 9 auf, in dem ein von der
Buchsenhülle 10 durch ein Dielektrikum getrennter Innenleiter vorgesehen ist(in Figur
1 nicht dargestellt). In dem steckerseitigen Ende der Buchse 2 ist eine zum Buchsenkern
9 konzentrische Ausnehmung 11 vorgesehen, in die der Steckerkopf 3 nahezu bündig einsteckbar
ist. Durch diese konzentrische Ausnehmung 11 wird eine Innenwandung definiert, die
aus einer in Einschubrichtung I des Steckerkopfes 3 befindlichen Stirnfläche 12 und
einer seitlich dazu angeordneten Ringfläche 13 besteht.
[0026] In die Ringfläche 13 ist eine ringförmige Ausnehmung 14 vorgesehen, in die ein Federring
15 eingeschoben ist. Es ist hierbei darauf zu achten, daß die ringförmige Ausnehmung
14 sowie der darin angeordnete Federring 15 und die Einrastrille 6 sich bei eingeschobenem
Steckerkopf 3 im wesentlichen in einer Ebene befinden und der Steckerkopf 3 dabei
möglichst nicht die Stirnfläche 12 der konzentrische Ausnehmung 14 kontaktiert.
[0027] In einer Weiterbildung der Erfindung wäre es auch denkbar, mehr als einen Federring
15 sowie mehr als eine ringförmige Ausnehmung 14 vorzusehen.
[0028] Figur 2 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen HF-Steckerverbindung gemäß
Figur 1 in der Ebene des Federringes 15. Der Federring 15 in Figur 2 hat die Form
einer Triangel, wobei ein Schlitz 16 an einer der Ecken 17 des triangelfömigen Federringes
15 vorgesehen ist. Der so ausgebildete triangelförmige Federring 15 kontaktiert an
den Ecken 17 des Federringes 15 über drei Kontaktflächen 18 die Buchse 2 an deren
ringförmigen Ausnehmung 14. Ferner kontaktiert der Federring 15 über seine Sehnen
19 drei weitere Kontaktflächen 20 an der Außenwandung der 21 der zylinderförmigen
Außenleiter-Kontakthülse 4. Durch diese Kontaktflächen 18, 20 kann eine sehr gute
Kontaktsicherheit zwischen Federring 15 und Buchse 2 bzw. Steckerkopf 3 gewährleistet
werden.
[0029] Der Federring 15 ist im vorliegend Ausführungsbeispiel als elektrisch leitender Draht,
der typischerweise Federstahl enthält, ausgebildet. Der Drahtdurchmesser d1 des Federringes
15 orientiert sich typischerweise an der Höhe h der ringförmigen Ausnehmung 14 bzw.
vorteilhafterweise auch an dem Durchmesser der Einrastrille 6.
[0030] Der Durchmesser d2 der ringförmigen Ausnehmung 14 sollte zumindest minimal kleiner
sein als der doppelte Radius r1 des Federringes 15, wobei der Radius r1 des Federringes
15 definiert wird als der Abstand des Mittelpunktes des Federringes 15 zu einem seiner
Außenecken 17 bei unbelastetem Zustand des Federringes (vgl. strichlierte Kontur in
Fig. 2).
[0031] Die Einrastrille 6 dient zum einen der Fixierung des Federringes 15 auf der Außenwandung
21 der Außenleiter-Kontakthülse 4, wodurch die Kontaktflächen 18 dort vergrößert werden
und sich ein verbesserter elektrischer Kontakt ergibt. Zum anderen soll die Einrastrille
6 verhindern, daß sich der Steckerkopf 3 versehentlich aus der Buchse 2 löst. Die
besten Ergebnisse ergeben sich, wenn der Federring 15 und die Einrastrille 6 denselben
Durchmesser d1 aufweisen und der Federring 15 die Einrastrille 6 in einem Umfang von
maximal 120° kontaktiert.
[0032] Typischerweise - jedoch nicht notwendigerweise - weisen zylindrisch ausgebildete
Außenleiter-Kontakthülsen 4 an deren buchsenseitigen Außenwandung 21 einen annähernd
gleichen Durchmesser d3 wie die innenwandige Ringfläche 13 der Buchse 2 auf.
[0033] Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen HF-Steckverbindung anhand
der Figuren 1 und 2 kurz erläutert:
[0034] Durch eine Bewegung des Steckerkopfes 3 in Einschubrichtung I wird der Federring
15 in die ringförmige Ausnehmung 14 gedrückt. Die ringförmige Ausnehmung 14 dient
dabei dem Federring als Führung und gibt die Bewegungsrichtung II des Federringes
15 vor. Durch die Einführphase 7 am Steckerkopf 3 wird gewährleistet, daß der Federring
15 langsam und nicht abrupt in die ringförmige Ausnehmung 14 gedrückt wird. Auf diese
Weise läßt sich ein unerwünschtes Verklemmen des Federringes 15 vermeiden.
[0035] Durch das Eindrücken des Federringes 15 in die ringförmige Ausnehmung 14 wird der
Schlitz 16 in bezüglich Bewegungsrichtung III geöffnet. Gleichzeitig mit der Bewegung
des Federringes 15 in die ringförmige Ausnehmung 14 rastet der Federring 15 auch in
die Einrastrille 6 ein. Durch dieses Einrasten und die entsprechende Verspannung des
Federringes 15 legt sich dieser über die Kontaktflächen 18, 20 optimal an die Buchse
2 und den Steckerkopf 3 an, wodurch ein bestmöglicher elektrischer Kontakt gewährleistet
ist.
1. HF-Steckverbindung
mit einem Steckerkopf (3) und mit einer Buchse (2), die an ihrem steckerseitigen Ende
eine konzentrische Ausnehmung (11) mit einer innenwandigen Ringfläche (13) aufweist,
wobei in der innenwandigen Ringfläche (13) der Buchse (2) mindestens eine ringförmige
Ausnehmung (14) vorgesehen ist, in die jeweils ein leitfähiger Federring (15) derart
festgeklemmt ist, dass der Steckerkopf (3) unter elektrischer Kontaktgabe des Federrings
(15) axial von außen in die konzentrische Ausnehmung (11) der Buchse (2) einsteckbar
ist, wobei der Federring zumindest teilweise über die innenwandige Ringfläche der
Buchse in die für den Steckerkopf vorgesehene Ausnehmung ragt, so dass der Steckerkopf
in die Buchse einklipst, wenn er von außen in die Buchse eingeschaben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Federring (15) eine mehreckförmige Gestalt aufweist.
2. HF-Steckverbindung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Federring (15) oval, triangelförmig, quadratisch, pentagonal oder hexagonal ausgebildet
ist.
3. HF-Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Steckerkopf (3) eine zylinderförmige Außenleiter-Kontakthülse (4) zur Kontaktierung
eines Außenleiters eines Koaxialkabels und einen innerhalb des Außenleiters angeordneten
und durch ein Dielektrikum von diesem getrennten Innenleiter aufweist.
4. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Federring (15) einen durch den Federring (15) durchgehenden Schlitz (16) an einer
seiner Kanten aufweist.
5. HF-Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Durchmesser (d2) der ringförmigen Ausnehmung (14) kleiner ist als der doppelte
Radius (r1) des Federrings (15), wobei der Radius (r1) bestimmt ist durch den Abstand
des Mittelpunktes und zu einer Ecke (17) des Federrings (15).
1. HF plug-in connection comprising a plug head (3) and a socket (2) which has a concentric
opening (11) on its plug end, said concentric opening having an inner wall annular
surface (13), wherein there is provided in the inner wall annular surface (13) of
the socket (2) at least one annular opening (14) in which a conductive spring ring
(15) is respectively clamped in such a way that the plug head (3) can be inserted
into the concentric opening (11) of the socket (2) axially from outside, making electrical
contact with the spring ring (15), wherein the spring ring protrudes at least partially
beyond the inner wall annular surface of the socket into the opening provided for
the plug head, so that the plug head clips into the socket when it is pushed into
the socket from outside, characterized in that the spring ring (15) has a polygonal shape.
2. HF plug-in connection according to Claim 1, characterized in that the spring ring (15) is designed in an oval, triangular, square, pentagonal or hexagonal
manner.
3. HF plug-in connection according to Claim 1 or 2, characterized in that the plug head (3) has a cylindrical external conductor contact sleeve (4) for contacting
an external conductor of a coaxial cable and an internal conductor which is arranged
within the external conductor and is separated from the latter by a dielectric.
4. HF plug-in connection according to any of the preceding claims, characterized in that the spring ring (15) has an aperture (16) on one of its edges, said aperture passing
through the spring ring (15).
5. HF plug-in connection according to any of the preceding claims, characterized in that the diameter (d2) of the annular opening (14) is less than twice the radius (r1)
of the spring ring (15), wherein the radius (r1) is defined by the distance between
the centre point and a corner (17) of the spring ring (15).
1. Connexion enfichable HF comprenant une tête de connecteur (3) et une douille (2) qui
côté connecteur présente un évidement concentrique (11) avec une surface annulaire
(13) intérieure, dans laquelle
la surface annulaire (13) intérieure de la douille (2) présente au moins un évidement
annulaire (14) dans lequel est enserré respectivement une bague élastique (15) conductrice
de telle sorte que la tête de connecteur (3) peut être enfichée axialement de l'extérieur
dans l'évidement concentrique (11) de la douille (2) avec mise en contact électrique
de la bague élastique (15), ET
la bague élastique saillit au moins partiellement au-delà de la surface annulaire
intérieure de la douille dans l'évidement prévu pour la tête de connecteur, de telle
sorte que la tête de connecteur s'enclipse dans la douille lorsqu'elle est insérée
de l'extérieur dans la douille,
caractérisée en ce que
la bague élastique (15) présente une forme polygonale.
2. Connexion enfichable HF selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la bague élastique (15) présente une forme ovale, triangulaire, carrée, pentagonale
ou hexagonale.
3. Connexion enfichable HF selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
la tête de connecteur (3) présente une douille de contact à conducteur extérieur cylindrique
(4) pour la mise en contact d'un conducteur extérieur d'un câble coaxial, et un conducteur
intérieur disposé dans le conducteur extérieur et séparé de celui-ci par un diélectrique.
4. Connexion enfichable HF selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'
au niveau de l'une de ses arêtes la bague élastique (15) présente une fente (16) traversant
la bague (15).
5. Connexion enfichable HF selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le diamètre (d2) de l'évidement annulaire (14) est inférieur à deux fois le rayon
(r1) de la bague élastique (15), le rayon (r1) étant déterminé par la distance du
point central et par rapport à un angle (17) de la bague élastique.