[0001] Die Erfindung betrifft einen Koaxialkabelzuschnitt, wie er bei der Konfektionierung
von mit Steckverbindern versehenen Koaxialkabeln benötigt wird, ein Verfahren zu seiner
Herstellung sowie die Verwendung eines Koaxialkabelzuschnittes bei der Herstellung
eines Koaxialkabelassemblies. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Koaxialkabelzuschnitt
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zu seiner Herstellung nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 3 sowie eine Verwendung eines Koaxialkabelzuschnittes
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 4.
[0002] In der Industrie werden vielfach mit einer Koaxial-Steckverbindung, insbesondere
einem Koaxialstecker, versehene Zuschnitte von Koaxialkabeln benötigt. Bei der Herstellung
eines mit einer Koaxial-Steckverbindung versehenen Koaxialkabelzuschnitts wird ein
durch Schneiden von auf Kabeltrommeln o. dgl. konfektionierter Koaxialkabel-Endlosware
gewonnener Koaxialkabelabschnitt mit einer Koaxialkabel-Steckverbindung verbunden.
Dabei ist es insbesondere erforderlich, daß der Koaxialkabelabschnitt und die Koaxialkabel-Steckverbindung
mechanisch zueinander passen, d.h., der Durchmesser z.B. des Außenleiters des Koaxialkabelabschnitts
und der Durchmesser der zur Aufnahme des Koaxialkabels vorgesehenen Öffnung in der
Koaxialkabel-Steckverbindung müssen aufeinander abgestimmt sein.
[0003] In der Praxis besteht aufgrund elektrotechnischer Randbedingungen im allgemeinen
die Notwendigkeit, ein Koaxialkabel eines bestimmten Wellenwiderstandes, z.B. 50 Ohm,
zu verwenden. Auf dem Markt ist hierzu genormte Koaxialkabelware mit einer Impedanz
von z.B. 50 Ohm erhältlich, deren Außendurchmesser genormt ist, so daß es möglich
ist, dazu passende Steckvorrichtungen in großen Stückzahlen preiswert herzustellen.
[0004] Die übliche Normung der Durchmesser von Koaxialkabelware stellt dabei auf bestimmte
übliche Werkstoffe als Dielektrika ab, insbesondere Polyethylen und kompaktes Polytetrafluorethylen.
Unter bestimmten Voraussetzungen kann es vorteilhaft sein, davon abweichende Werkstoffe,
insbesondere gerecktes Polytetrafluorethylen, für das Dielektrikum vorzusehen. In
diesem Fall kann es erforderlich sein, die Schichtdicke des Dielektrikums anzupassen,
um beispielsweise zu einem gewünschten vorbestimmten Impedanzwert der Kabelware zu
gelangen, denn gerecktes Polytetrafluorethylen weist eine kleinere Dielektrizitätskonstante
ε
r als kompaktes Polytetrafluoräthylen auf.
[0005] Aus der DE-AS-1 465 122 ist eine Steckverbindervorrichtung für Koaxialkabel bekannt,
die für Koaxialkabelware mit vorbestimmten Durchmessern des Innenleiters, des Außenleiters
sowie des Mantels geeignet ist. Der Aufbau und die Abmessungen gängiger Koaxialkabelware
sind dem "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik" von Meinke und Grundlach, in der vierten
Auflage herausgegeben von K. Lange und K.-H. Löcherer, Springer-Verlag, Berlin, 1986,
auf den Seiten K4-K7 zu entnehmen. Demnach entspricht der größte Teil der im Handel
erhältlichen Koaxialkabelware nationalen oder internationalen Normen. Gemeinsame Normwerte
für die Leitungsimpedanz sind 50 Ω und 75 Ω, für den Durchmesser bei flexiblen Kabeln
beispielsweise 0,87 mm, 1,5 mm, 2,95 mm, 3,7 mm, 4,8 mm, 7,25 mm, 11,5 mm und 17,3
mm.
[0006] Bei der Verwendung von gerecktem Polytetrafluorethylen erhält man infolge dessen
geringerer Dielektrizitätskonstante ε
r bei herkömmlichem Innenleiterdurchmesser und bei vorgegebener Leitungsimpedanz Koaxialkabel,
die einen geringeren Durchmesser aufweisen als herkömmliche genormte Koaxialkabel.
Beim Konfektionieren von Koaxialkabelassemblies aus derartigen Koaxialkabelzuschnitten
mit nicht normgemäßen Durchmessern und üblichen Koaxialkabelsteckvorrichtungen treten
Nachteile auf, die bislang den Einsatz beispielsweise von gerecktem Polytetrafluorethylen
als Kabeldielektrikum wesentlich gehemmt haben, denn aufgrund der Durchmesserabweichungen
werden Sonderanfertigungen von Steckvorrichtungen erforderlich, die nur in geringen
Stückzahlen benötigt werden und daher in der Gestehung unverhältnismäßig teuer sind.
[0007] Aus der Druckschrift US-A-5,120,260 ist ein Steckverbinder für sogenannte halbsteife
oder "semi-rigid"-Koaxialkabel bekannt, der eine zylindrische Öffnung zur Aufnahme
eines abgemantelten Endes eines Koaxialkabelzuschnitts aufweist. Der Durchmesser dieser
Öffnung ist bei den auf dem Markt erhältlichen Modellen dieses Typs üblicherweise
auf die Normdurchmesser des Außenleiters des verwendeten halbsteifen Koaxialkabels
abgestimmt. Tabelle 1 in Verbindung mit
Fig. 2 zeigt typische Kabelabmessungen für genormte halbsteife Koaxialkabel sowie von der
Norm abweichende Sonderkabel, wobei bei der Normkabelware von einer Dielektrizitätskonstanten
ε
r = 2,0 und bei der entsprechenden Sonderkabelware mit einem Dielektrikum beispielsweise
aus gerecktem Polytetrafluorethylen von einem Wert der Dielektrizitätskontanten ε
r = 1,4 ausgegangen wird:
Tabelle 1
Kabeltyp |
a [mm] |
b [mm] |
c [mm] |
d [mm] |
0,086" (2,18 mm) Normkabel |
0,51 |
1,68 |
2,18 |
----- |
entsprechendes Sonderkabel |
0,51 |
1,28 |
1,5 |
2,1 |
0,141" (3,58 mm) Normkabel |
0,92 |
2,99 |
3,58 |
----- |
entsprechendes Sonderkabel |
0,92 |
2,3 |
2,6 |
3,3 |
0,250" (6,35 mm) Normkabel |
1,63 |
5,31 |
6,35 |
----- |
entsprechendes Sonderkabel |
1,63 |
4,2 |
4,9 |
5,3 |
0,325" (8,26 mm) Normkabel |
2,37 |
7,24 |
8,26 |
----- |
entsprechendes Sonderkabel |
2,37 |
6,2 |
7,0 |
7,8 |
[0008] Aus der DE-AS-1 156 467 ist es bekannt, auf einen Koaxialkabelzuschnitt eine elektrisch
leitfähige Hülse aufzuschieben. Diese bekannte Anordnung ist jedoch derart ausgestaltet,
daß sie für die Anpassung eines nicht normgerechten Koaxialkabels an eine normgerechte
Koaxialkabelsteckverbindung weder bestimmt noch geeignet ist, denn diese Hülse dient
als Abschlußklemme zum Einlöten eines Koaxialkablels in eine gedruckte elektronische
Schaltung.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Koaxialkabelzuschnitt aus z.B. mit einem Dielektrikum
verminderter relativer Dielektrizitätskonstante ε
r versehener Koaxialkabelware mit gegenüber entsprechender Normware vermindertem Außenleiterdurchmesser
verfügbar zu machen, der dennoch zur Verbindung mit einem normgemäßen Standard-Koaxial-Steckverbinder
geeignet ist.
[0010] Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst
durch einen Kabelzuschnitt nach Anspruch 1.
[0011] Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst
durch Verfahren zur Herstellung eines Kabelzuschnittes nach Anspruch 3.
[0012] Gemäß einem dritten Aspekt dieser Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst
durch die Verwendung eines Kabelzuschnittes nach Anspruch 4.
[0013] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch ein Ende eines erfindungsgemäßen Koaxialkabelzuschnitts,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung des Aufbaus einer für den erfindungsgemäßen Koaxialkabelzuschnitt
verwendeten Koaxialkabelware,
- Fig. 3A-3E
- schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Koaxialkabelzuschnitts
sowie einen weiteren Verfahrenschritt zur Verwendung des erfindungsgemäßen Koaxialkabelzuschnitts
mit einem Koaxialkabel-Steckverbinder.
[0014] Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Koaxialkabels 1 zum
Anschluß an einen Koaxial-Steckverbinder (nicht dargestellt) mit einem relativ zum
Steckverbinder proximalen (nahen) Ende 2 und einem relativ zum Steckverbinder distalen
(entfernten) Ende 3. Das Koaxialkabel 1 weist einen durchgehenden Innenleiter 4 auf,
der zylindrisch von einem Dielektrikum 5 sowie einem Außenleiter 6 umgeben ist. Im
distalen Bereich 3 weist das Koaxialkabel 1 einen zylindrisch den Außenleiter umschließenden
Isoliermantel 7 auf. Im Bereich des proximalen Endes 2 umfaßt das Koaxialkabel 1 eine
elektrisch leitfähige Adapterhülse 8 mit einem proximalen Teil 9 und einem distalen
Teil 10. Die elektrisch leitfähige Adapterhülse 8 umschließt im proximalen Teil 9
zylindrisch den Außenleiter und steht mit diesem elektrisch in Verbindung. Im distalen
Teil 10 ist der Innendurchmesser der Adapterhülse 8 um die Dicke des Isoliermantels
7 aufgeweitet, so daß hier die Adapterhülse nicht unmittelbar auf dem Außenleiter
6, sondern auf dem Isoliermantel 7 aufsitzt.
[0015] Der Innenleiter 4 des erfindungsgemäßen Koaxialkabels 1 ist für gewöhnlich ein mit
Silber plattierter Kupferdraht; jedoch können auch andere Leiteranordnungen, die als
Innenleiter für ein Koaxialkabel geeignet sind, Verwendung finden. Bei der bevorzugten
Ausführungsform besteht das Dielektrikum 5 aus expandiertem (gerecktem) Polytetrafluorethylen.
Der Außenleiter 6 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Metallgeflecht oder aus
einer elektrisch leitfähigen Metallfolie; in einer bevorzugten Ausführungsform besteht
der Außenleiter 6 aus einem aus einer silberplattierten Kupferfolie hergestellten
inneren Teil und einem verzinnten Kupfergeflecht als äußerem Teil. Die Adapterhülse
8 besteht bevorzugt aus Kupfer.
[0016] Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau des fortlaufenden Teils des erfindungsgemäßen Koaxialkabelszuschnittes
1 nach
Fig. 1 abseits der am proximalen Ende 2 angebrachten Adapterhülse 8 mit dem Innenleiter
4, dem Dielektrikum 5, dem inneren Teil 6a des Außenleiters 6, dem äußeren Teil 6b
des Außenleiters 6 und dem Isoliermantel 7. Dabei bezeichnet a den Durchmesser des
Innenleiters 4, b den äußeren Durchmesser des Dielektrikums 5, c den äußeren Durchmesser
des Außenleiters 6 und d den äußeren Durchmesser des Isoliermantels 7.
[0017] In den Tabellen 2A und 2B sind verschiedene Abmessungen für gebräuchliche Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Koaxialkabelzuschnittes angegeben.
Tabelle 2A
Nr. |
Bezeichnung |
mm |
4 |
Leiter: AWG 14; silperplattiertes Kupfer (gleicher Leiter wie bei 0,250" Semi-Rigid-Kabel) |
a= 1,63 |
5 |
Dielektrikum: gerecktes Polytetrafluorethylen |
b= 4,20 |
6a |
Innerer Außenleiter: Silberplattierte Kupferfolie |
|
6b |
Äußerer Außenleiter: geflochtene Kupferlitze, verzinnt |
c= 4,9 |
7 |
Mantel: Fluorethylenpropylen (FEP), Farbe: Weiß, Wanddicke 0,25 mm |
d= 5,3 |
Tabelle 2B
Nr. |
Bezeichnung |
mm |
4 |
Leiter: AWG 14; silperplattiertes Kupfer (gleicher Leiter wie bei 0,141" Semi-Rigid-Kabel) |
a= 0,91 |
5 |
Dielektrikum: gerecktes Polytetrafluorethylen |
b= 2,3 |
6a |
Innerer Außenleiter: Silberplattierte Kupferfolie |
|
6b |
Äußerer Außenleiter: geflochtene Kupferlitze, verzinnt |
c= 2,6 |
7 |
Mantel: FEP, Farbe: Weiß, Wanddicke 0,25 mm |
d= 3,3 |
[0018] Die Erfindung ist nicht auf die in den Tabellen 2A und 2B dargestellten Abmessungen
beschränkt; die darin enthaltenen Daten geben lediglich Parameter bevorzugter Ausführungsformen
wieder.
[0019] Die den Ausführungsformen nach Tabelle 2A und Tabelle 2B entsprechenden Kenngrößen
erfindungsgemäßer Koaxialkabelzuschnitte sind den Tabellen 3A bzw. 3B zu entnehmen:
Tabelle 3A
Kenngröße |
Wert |
Einheit |
Impedanz |
50 |
Ohm |
Kapazität |
86 |
pF/m |
Dämpfung |
400 MHz |
0,12 |
dB/M |
1.000 MHz |
0,21 |
|
1.500 MHz |
0,25 |
|
2.000 MHz |
0,30 |
|
VSWR (bis 7 GHz) |
< 1,25:1 |
|
Tabelle 3B
Kenngröße |
Wert |
Einheit |
Impedanz |
50 |
Ohm |
Kapazität |
86 |
pF/m |
Dämpfung |
400 MHz |
0,24 |
dB/M |
1.000 MHz |
0,36 |
|
1.500 MHz |
0,46 |
|
2.000 MHz |
0,52 |
|
VSWR (bis 7 GHz) |
< 1,25:1 |
|
[0020] Die
Fig. 3A bis
3E zeigen aufeinanderfolgende Schritte bei einem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Koaxialkabels 1. Zunächst wird, wie in
Fig. 3A gezeigt, ein Koaxialkabelhalbzeug-Zuschnitt auf einer vorbestimmten Länge abgemantelt,
so daß in dem abgemantelten Bereich, der vom Isoliermantel 7 befreit worden ist, der
äußere Teil 6b des äußeren Leiters offenliegt. Sodann wird, wie in
Fig. 3B gezeigt, der Außenleiter durch Eintauchen in ein Tauchbad verzinnt. Anschließend
wird, wie in
Fig. 3C dargestellt, die Adapterhülse 8 aufgeschoben. Im folgenden, in
Fig. 3D dargestellten Schritt, wird der Innenleiter 4 auf einer vorbestimmten Länge freigelegt.
Schließlich erfolgt, wie in
Fig. 3E dargestellt, das Verbinden des erfindungsgemäß mit einer Adapterhülse 8 ausgestatteten
Koaxialkabels mit einem Koaxialstecker-Bauteil 11. Bei der Terminierung des erfindungsgemäßen
Koaxialkabels können die für die Terminierung von sogenannten "semi-rigid"-Kabeln
bekannten Maschinen, die sogenannten "stripping kits" verwendet werden, welche einfach
den in Semi-Rigid-Technik ausgeführten Außenleiter, den Schirm und das Dielektrikum
durchschneiden, ohne den Innenleiter zu verletzen. Der Innenleiter wird dann in den
Standardstecker gesetzt und mit diesem verlötet, verschraubt oder auf andere Weise
verbunden.
1. Koaxialkabelzuschnitt, mit
(a) einem Innenleiter (4),
(b) einem den Innenleiter (4) zylindrisch umgebenden Dielektrikum (5),
(c) einem den Innenleiter (4) und das Dielektrikum (5) zylindrisch umgebenden Außenleiter
(6),
(d) einem den Innenleiter (4), das Dielektrikum (5) sowie den Außenleiter (6) zylindrisch
umgebenden Isoliermantel (7),
dadurch gekennzeichnet, daß
(e) mindestens ein Ende des Kabelzuschnitts mit einer elektrisch leitfähigen Adapterhülse
(8) versehen ist, die elektrisch mit dem Außenleiter verbunden ist und diesen zylindrisch
umschließt, wobei
(f) der Außendurchmesser der Adapterhülse in einem Bereich am Ende des Koaxialkabelzuschnittes
so gewählt ist, daß er dem Außendurchmesser des Außenleiters eines 0,086" (2,18 mm)
- Normkoaxialkabels, eines 0,141" (3,58 mm) - Normkoaxialkabels, eines 0,250" (6,45
mm) - Normkoaxialkabels oder eines 0,325" (8,26 mm) - Normkoaxialkabels entspricht.
2. Kabelzuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterhülse (8) einen ersten Bereich (2), der unmittelbar an einem Ende
des Kabelabschnitts liegt und unmittelbar mit dem Außenleiter in Berührung steht,
und einen zweiten Abschnitt aufweist, bei dem die Adapterhülse mit dem Isoliermantel
(10) in unmittelbarer Berührung steht.
3. Verfahren zur Herstellung eines Kabelzuschnitts nach Anspruch 1, die folgenden aufeinanderfolgenden
Schritte umfassend:
(a) Abmanteln eines Koaxialkabelabschnitts an einem seiner Enden auf einer vorbestimmten
Länge,
(b) Tauchverzinnen des Außenleiters im zuvor abgemantelten Bereich,
(c) Aufschieben einer Adapterhülse (8) auf den abgemantelten und verzinnten Außenleiter.
4. Verwendung eines Koaxialkabelzuschnitts (1) nach Anspruch 1 bei der Herstellung eines
Koaxialkabelassemblies,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Koaxialkabelabschnitt in einen Standard-Koaxial-Steckverbinder eingesetzt
wird.