[0001] Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für einen ringgewellten Außenleiter aufweisende
Koaxialkabel, mit einem Steckerkopf, der kabelseitig eine Kegelringfläche hat, die
zur innenseitigen Kontaktierung des Stirnrandbereiches des Kabelaußenleiters bestimmt
ist, sowie mit einem den Kabelaußenleiter umschließenden, in radialer Richtung auffederbaren
Klemmelement, das im montierten Zustand von einem mit dem Steckerkopf verschraubbaren
Druckglied umschlossen und axial in Richtung der Kegelringfläche des Steckerkopfes
belastet ist, so dass der Stirnrandbereich des Kabelaußenleiters zwischen der Kegelringfläche
und einer Gegenfläche des Klemmelementes elektrisch kontaktiert und mechanisch geklemmt
ist.
[0002] Ein Steckverbinder dieser Gattung ist aus der DE-C-198 57 528 bekannt. Das Druckglied
ist bevorzugt als in eine Ausnehmung des Steckerkopfes eindrehbare Hohlschraube ausgebildet,
kann aber auch die Form einer auf ein Außengewinde des Steckerkopfes aufdrehbare Überwurfhülse
haben. In beiden Fällen besteht das Klemmelement aus einer Kontakthülse, die durch
von ihrem steckseitigen Ende ausgehende, gleichmäßig über den Umfang verteilte, axiale
Schlitze in radial federnde Segmente unterteilt ist, die kabelseitig verdickte Köpfe
haben, deren Innenflächen im montierten Zustand den Stirnrandbereich des ringgewellten
Kabelaußenleiters gegen eine Ringfläche, vorzugsweise eine Kegelringfläche, des Steckerkopfes
pressen. In der Ausführungsform des Druckgliedes als Hohlschraube schafft eine Ausdrehung
in dem Steckerkopf in Höhe dessen Ringfläche und in der Ausführungsform des Druckgliedes
als Überwurfhülse eine Ausdrehung in letzterer einen Freiraum für das Auffedern der
Köpfe der Kontakthülse beim Aufschieben des Steckverbinders auf das Kabel, In beiden
Ausführungsformen wirken am Außenumfang der Kontakthülse und am Innenumfang des Druckgliedes
ausgebildete Ringschultern so zusammen, dass die Kontakthülse vor und während der
Montage des Steckverbinders auf dem Kabel um einen Ringwellungsschritt axial verschiebbar
in dem Druckglied sitzt, jedoch bei dessen abschließendem Verspannen mit dem Steckerkopf
der Stirnrandbereich des Kabelaußenleiters zwischen der Ringfläche des Steckerkopfes
und den Gegenflächen der verdickten Köpfe der Kontakthülse geklemmt wird. Der Spannweg
ist durch einen abdichtenden O-Ring in zwei Abschnitte gegliedert, von denen der erste
einem Vormontagezustand entspricht, in welchem sich der komplette Steckverbinder zerlegungsfrei
und ohne zusätzliche Teile auf das Koaxialkabel aufschieben (und nötigenfalls auch
wieder abziehen) läßt. Zum Abschluss des Montagevorganges braucht das Druckglied nur
noch mit dem Steckerkopf über die Länge des zweiten Spannwegabschnittes verschraubt
zu werden.
[0003] Steckverbinder dieser Gattung haben vergleichsweise hohe Fertigungskosten. Ursächlich
dafür ist in nicht unerheblichem Maß die geschilderte Kontakthülse. Um sie in dem
Steckverbinder unterzubringen, muss dieser einen nicht unterschreitbaren Mindestdurchmesser
und kabelseitig eine gewisse Mindestlänge haben. Außerdem erfordert die Kontakthülse
selbst zahlreiche Fertigungsschritte.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der einleitend angegebenen
Gattung zu schaffen, der sich unter Beibehaltung seiner zerlegungsfreien Montierbarkeit
mit geringeren Kosten fertigen läßt.
[0005] Diese Aufgabe ist bei einem Steckverbinder mit den einleitend genannten Merkmalen
erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 stehenden Merkmale
gelöst.
[0006] Der Kern der Erfindung besteht darin, das Klemmelement statt als Kontakthülse als
geschlitzten Kontaktring auszubilden und die Konstruktion im übrigen so anzupassen,
dass dieser Kontaktring die mechanische und elektrische Funktion der Kontakthülse
nach dem Stand der Technik erfüllt. Als Folge davon verringert sich der Außendurchmesser
des Steckerkopfes etwa auf den Wert des größeren Durchmessers der Kegelringfläche,
ist also nur wenig größer als der Durchmesser des Kabelaußenleiters im Bereich eines
Wellenberges. Der Kontaktring ist des weiteren vollständig im Inneren des als Hülse
mit Innengewinde ausgebildeten Druckgliedes untergebracht, im Gegensatz zu der Kontakthülse
der bekannten Steckverbinder dieser Gattung, die zumindest im zerlegten Zustand teilweise
über das Druckglied kabelseitig übersteht. Vor allem aber ist der Kontaktring ein
einfaches Drehteil mit dementsprechend geringen Fertigungskosten und im Vergleich
zu einer Kontakthülse kurzbauend, so dass sich auch die axiale Länge der Gewindehülse
im Vergleich zu der bisherigen Ausführung des Druckgliedes erheblich verringert.
[0007] Zweckmäßig hat der Klemmring einen Querschnitt entsprechend einem Dreieck mit abgestumpfter
Spitze (Anspruch 2). Der Klemmring ist also an seinem Innenumfang angefast, so dass
sein Profil dem Wellungsprofil des Kabelaußenleiters besser angepasst ist. Infolge
dessen können der Außendurchmesser des Klemmrings und somit auch die davon abhängigen
Außendurchmesser sowohl der Gewindehülse als auch des Steckerkopfes verkleinert werden.
[0008] Der Übergang zwischen dem größeren Durchmesser und dem kleineren Durchmesser der
Innennut der Gewindehülse kann konusartig ausgebildet sein (Anspruch 3), entweder
durch eine Facette oder durch eine Verrundung der kabelseitigen Flanke der Innennut
mit dem größeren Durchmesser. Alternativ kann auch die (kabelseitige) Gegenfläche
des Klemmrings mit einer Facette versehen oder verrundet sein. In beiden Fällen wird
erreicht, dass die Gewindehülse beim (weiteren) Aufschrauben auf den Steckerkopf,
ausgehend von dem Vormontagezustand des Steckverbinders, den Klemmring in radialer
Richtung zunehmend komprimiert und gleichzeitig in Richtung der Kelgelringfläche des
Steckverbinders schiebt.
[0009] Bevorzugt hat der Steckerkopf, axial beabstandet von seiner kabelseitigen Stirnfläche
um etwa den halben Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Wellenbergen des Kabelaußenleiters,
eine umlaufende Ringschulter, entsprechend einer Verkleinerung des Steckerkopfinnendurchmessers
von dem Durchmesser des Kabeldielektrikums auf den zur Erhaltung eines konstanten
Wellenwiderstandes erforderlichen Wert (Anspruch 4). Das Ausmaß dieses Durchmessersprungs
hängt, wie üblich, von dem Durchmesser des Steckverbinderinnenleiters und der Art
des Dielektrikums zwischen letzterem und der Innenwand des Steckerkopfes ab.
[0010] Zur Abdichtung des Innenraums des Steckverbinders kann der Steckerkopf steckseitig
von seinem Außengewinde eine Umfangsnut haben, deren Tiefe geringer als der Durchmesser
eines in die Nut eingelegten O-Ringes ist (Anspruch 5).
[0011] Insbesondere kann diese Umfangsnut einen Vormontagezustand definieren, in welchem
der steckseitige Stirnrand der Hülse gegen den O-Ring anliegt und der in der Innennut
mit dem größeren Durchmesser aufgenommene Klemmring zwischen seiner Schulterfläche
und der Kegelringfläche des Steckerkopfes einen Umfangsspalt zur Aufnahme des Stirnrandbereiches
des Kabelaußenleiters freiläßt.
[0012] Die vorgeschlagene Konstruktion des Steckverbinders läßt es bei bestimmten genormten
Typen, z.B. dem Typ 7-16, zu, den Außendurchmesser des Steckerkopfes an den Innendurchmesser
des genormten, steckseitigen Schraubüberwurfes derart anzupassen, dass der Schraubüberwurf
von der Kabelseite her auf den Steckerkopf aufgeschoben werden kann. Der Schraubüberwurf
sitzt dann ohne weitere mechanische Maßnahmen verliersicher auf dem Steckerkopf, wobei
der kleinste Innendurchmesser des ersteren gleich dem Außendurchmesser des letzteren
zuzüglich eines Toleranzspaltes ist (Anspruch 7).
[0013] Um den Steckverbinder auf seiner Kabelseite abzudichten, kann in der Hülse eine elastische
Profildichtung angeordnet sein, die mindestens eine ringförmige Lippe hat, die nach
dem Aufschieben des Steckverbinders auf das Kabel in ein Wellental des Kabelaußenleiters
zu liegen kommt und die nach dem Verspannen des Steckverbinders mit dem Kabel durch
Aufschrauben der Gewindehülse auf den Steckerkopf den Kabelaußenleiter etwa in Höhe
eines Wellenberges dicht umschließt (Anspruch 8). Dadurch ist der Steckverbinder gegenüber
dem Kabel ohne zusätzliche Teile zuverlässig abgedichtet. Wenn auf diesen Vorteil
verzichtet wird, kann die Abdichtung auch in üblicher Weise mittels eines als gesondertes
Teil auf den Kabelmantel aufgeschobenen O-Ringes oder durch Ausspritzen mit einer
polymerisierenden Dichtungsmasse bewerkstelligt werden.
[0014] Vorteilhaft ist die Profildichtung in der Hülse formschlüssig festgelegt (Anspruch
9), z.B. durch komplementäre Profilierungen des entsprechenden Innenwandbereiches
der Hülse und des Außenumfangs der Profildichtung.
[0015] Insbesondere kann die Profildichtung hülsenförmig ausgebildet sein und zur Kabelseite
hin, axial beabstandet von ihrer Lippe, mindestens eine weitere Lippe haben, die zur
dichtenden Anlage an den Kabelmantel bestimmt ist (Anspruch 10).
[0016] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders nach der Erfindung
schematisch und im Längsschnitt dargestellt. Es zeigt:
- Figur 1
- den Steckverbinder im Vormontagezustand, mit vergrößerter Einzelheit "X",
- Figur 2
- den gleichen Steckverbinder nach dem Aufschieben auf das Ende eines Koaxialkabels
und
- Figur 3
- den Steckverbinder nach Abschluss der Montage auf dem Koaxialkabel.
[0017] Der in Figur 1 dargestellte Steckverbinder umfasst einen im Wesentlichen hohlzylindrischen
Steckerkopf 1, der einen Steckverbinderinnenleiter 2 umschließt, der seinerseits in
einer Isolierstoffstütze 3 gehalten ist. Steckseitig hat der Steckverbinderinnenleiter
in diesem Ausführungsbeispiel einen Steckerstift 21. Das kabelseitige Ende des Steckverbinderinnenleiters
2 ist zur Einführung in einen rohrförmigen Kabelinnenleiter (vgl. auch Fig. 2) stufenweise
verjüngt ausgebildet und trägt einen leicht konischen und in radialer Richtung federnden
Kontakttopf 22. Diese Ausbildung des Steckverbinderinnenleiters ist nicht Teil der
Erfindung.
[0018] Der Steckerkopf 1 endet kabelseitig in einer Kegelringfläche 11, die, von der zylindrischen
Umfangsfläche des Steckerkopfes 1 ausgehend, auf dem Mantel eines gedachten Kegels
liegt, dessen Spitze kabelseitig von dem Steckerkopf 1 auf dessen gestrichelt dargestellter
Längsachse A-A liegt. An den radial innen liegenden, schneidenartigen Rand der Kegelringfläche
11 schließt sich die Umfangsfläche einer Ausdrehung 12 an, die einen größeren Durchmesser
als der anschließende zylindrische Innenraum 13 des Steckerkopfes 1 hat. Der Durchmesser
der Ausdrehung 12 ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kabeldielektrikums
(vgl. Fig. 2). Der Steckerkopf 1 hat außenseitig im Anschluss an die Kegelringfläche
ein Außengewinde 14, das bis zu einer Nut 15 reicht, in die ein O-Ring 5 eingelegt
ist, dessen Durchmesser im unbelasteten Zustand etwas größer als die Tiefe der Nut
15 ist.
[0019] In dem dargestellten Vormontagezustand ist auf das Außengewinde 14 des Steckerkopfs
1 eine mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Gewindehülse 4 so weit aufgeschraubt,
dass ihre steckseitige Stirnfläche gerade an dem O-Ring 5 ansteht. Die Gewindehülse
4 hat eine erste Innennut 4.1, deren steckseitige Flanke in diesem vormontierten Zustand
etwa in Höhe des schneidenartigen Randes der Kegelringfläche 11 liegt. Diese Innennut
4.1 geht in eine zweite Innennut 4.2 mit einem kleineren Innendurchmesser über. Der
Übergang ist als Verrundung 4.3 gestaltet.
[0020] In der Innennut 4.1 sitzt lose ein Klemmring 6 aus einer federelastischen Metalllegierung,
z.B. Bronze. An einer Stelle seines Umfangs hat der Klemmring 6 einen Schlitz 6.1.
Statt, wie gezeichnet, axial, kann der Schlitz auch schräg, d.h. unter einem Winkel
von z.B. 45° zur Längsachse A-A des Steckverbinders, verlaufen. Der Klemmring 6 hat
einen etwa dreieckigen Querschnitt, mit nach innen weisender Spitze, die jedoch durch
eine Fase 6.2 gebrochen ist, vgl. Einzelheit "X".
[0021] Kabelseitig von der Innennut 4.2 hat die Gewindehülse 4 einen vergrößerten Innendurchmesser
und einen einspringenden Ringbund 4.4 zur formschlüssigen Aufnahme einer hülsenförmigen
Profildichtung 7, die an ihrem steckseitigen Ende zu einer einspringenden Ringlippe
7.1 und an ihrem kabelseitigen Ende zu einer zweiten, einspringenden Ringlippe 7.2
ausgebildet ist.
[0022] Figur 2 zeigt den gleichen Steckverbinder nach dem Aufschieben auf das passend hergerichtete
Ende eines Koaxialkabels, das einen rohrförmigen Kabelinnenleiter 50, ein Kabeldielektrikum
51, einen ringgewellten Kabelaußenleiter 52 und einen Kabelmantel 53 umfaßt.
[0023] Der steckseitige Stirnrand 52.1 des in Höhe eines Wellenberges des Kabelaußenleiters
52 abgesetzten (abgeschnittenen) Kabels wurde zuvor mit einem einfachen, hier nicht
dargestellten Werkzeug leicht aufgebördelt. Der Stirnrandbereich des Kabelaußenleiters
52 nimmt die gezeichnete Stellung zwischen der Kegelringfläche 11 des Steckerkopfes
1 und der kegeligen Gegenfläche 6.3 des Klemmringes 6 ein, nach dem der Stirnrand
52.1 durch Auflaufen auf die kegelige Ringfläche 6.4 des Klemmringes 6 (vgl. "X" in
Fig. 1) diesen in radialer Richtung aufgeweitet hat, so dass der Stirnrand des Kabelaußenleiters
52 unter der Fase 6.2 des Klemmrings 6 hindurchtreten bzw. der Klemmring 6 mit seiner
Fase 6.2 über den Stirnrand 52.1 des Kabelaußenleiters 52 während des Aufschiebens
des Steckverbinders auf das Kabelende hinweg gleiten konnte. Zuvor hat der Stirnrand
52.1 des Kabelaußenleiters 52 die erste Lippe 7.1 der hülsenförmigen Profildichtung
7 und dann der Kabelmantel 53 die zweite Lippe 7.2 radial nach außen verdrängt. Die
dem Kabel zugewandten Flächen beider Lippen der Profildichtung 7 sind hierzu entsprechend
abgeschrägt, d.h. nach Art von Kegelringflächen ausgebildet.
[0024] Gleichzeitig tritt der Steckverbinderinnenleiter 2 mit seinem kabelseitigen Ende
in den rohrförmigen Kabelinnenleiter 50 ein, der im Bereich seines Stirnrandes durch
den Kontakttopf 22 kontaktiert wird.
[0025] Zur endgültigen Montage des Steckverbinders auf dem Ende des Koaxialkabels wird die
Gewindehülse 4 über den O-Ring 5 hinaus auf den Steckerkopf 1 aufgeschraubt, bis ein
vorgegebenes Anzugsdrehmoment erreicht ist. Dieser fertigmontierte Zustand ist in
Fig. 3 dargestellt.
[0026] Während des Aufschraubens der Gewindehülse 4 auf den Steckerkopf 1 hat zunächst die
Verrundung 4.3 den Klemmring 6 in Richtung des Steckerkopfes 1 verschoben und gleichzeitig
in radialer Richtung so weit zusammengedrückt, dass die zweite Innennut 4.2 nun den
Klemmring 6 übergreift und eng umschließt. Mit den letzten Drehungen der Gewindehülse
4 ist die kabelseitige Flanke der Innennut 4.2 in Anlage an den kabelseitigen Rand
des Klemmringes 6 gekommen, der damit, zusammengedrückt auf den durch die Innennut
4.2 vorgegebenen Innendurchmesser, in axialer Richtung, mit seiner Fläche 6.3 gegen
den Stirnrandbereich des Kabelaußenleiters 52 gepresst wird, wodurch letzterer mit
der Ringfläche 11 des Steckerkopfes 1 elektrisch kontaktiert und mechanisch zwischen
den Flächen 11 und 6.3 geklemmt wird. In diesem Zustand ist der Innenraum des Steckverbinders
einerseits durch den O-Ring 5 und andererseits durch die in radialer Richtung komprimierten
Lippen 7.1 und 7.2 der Profildichtung 7 abgedichtet.
[0027] Die vorgeschlagene Konstruktion erlaubt es z.B. bei einem Steckverbinder des genormten
Typs 7-16 den Außendurchmesser des Steckerkopfes 1 so klein zu halten, dass ein Schraubüberwurf
30 mit den genormten Maßen von der Kabelseite her auf den Steckerkopf 1 aufgeschoben
werden kann und anschließend durch Aufschrauben der Gewindehülse 4 auch kabelseitig
verliersicher gehalten ist, ohne dass es einer weiteren mechanischen Sicherung bedarf,
anders als bei typgleichen Steckverbindern bisheriger Bauart, bei denen der Steckerkopf
konstruktionsbedingt einen größeren Außendurchmesser hat, so dass er in Höhe des Schraubüberwurfes
mit einer Umfangsnut versehen und an dem Schraubüberwurf ein Innenbund durch Einrollen
in diese Umfangsnut ausgebildet werden musste.
1. Steckverbinder für einen ringgewellten Außenleiter (52) aufweisende Koaxialkabel,
mit einem Steckerkopf (1), der kabelseitig eine Kegelringfläche (11) hat, die zur
innenseitigen Kontaktierung des Stirnrandbereiches des Kabelaußenleiters (52) bestimmt
ist, sowie mit einem den Kabelaußenleiter umschließenden, in radialer Richtung auffederbaren
Klemmelement, das im montierten Zustand von einem mit dem Steckerkopf (1) verschraubbaren
Druckglied umschlossen und axial in Richtung der Kegelringfläche (11) des Steckerkopfes
(1) belastet ist, so dass der Stirnrandbereich des Kabelaußenleiters (52) zwischen
der Kegelringfläche (11) und einer Gegenfläche des Klemmelementes elektrisch kontaktiert
und mechanisch geklemmt ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Kegelringfläche (11) des Steckerkopfes (1) an dessen kabelseitigem Stirnrand
ausgebildet ist,
- dass das Druckglied eine Hülse (4) mit einem Innengewinde ist, das in ein Außengewinde
(14) des Steckerkopfes (1) eingreift,
- dass das Klemmelement ein einseitig offener Klemmring (6) ist, der in einer gestuften
Innennut (4.1, 4.3) der Hülse (4) sitzt, welche Innennut steckseitig einen ersten,
größeren Durchmesser und kabelseitig einen zweiten, kleineren Durchmesser hat,
- wobei der Übergang (4.2) zwischen den beiden Durchmessern der gestuften Innennut
(4.1, 4.3) im Zusammenwirken mit dem kabelseitigen Stirnrand des Klemmringes (6) so
gestaltet ist, dass der Klemmring (6) während des Verschraubens der Hülse (4) mit
dem Steckerkopf (1) unter radialer Kompression den Stirnrandbereich des Kabelaußenleiters
(52) gegen die Kegelringfläche (11) des Steckerkopfes spannt.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (6) einen Querschnitt entsprechend einem Dreieck mit abgestumpfter
Spitze hat.
3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen dem größeren Durchmesser und dem kleineren Durchmesser der
Innennut (4.1, 4.3) konusartig ausgebildet ist.
4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerkopf (1), axial beabstandet von seiner kabelseitigen Stirnfläche um etwa
den halben Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen des Kabelaußenleiters
(52), eine umlaufende Ringschulter, entsprechend einer Verkleinerung des Steckerkopfinnendurchmessers
von dem Durchmesser des Kabeldielektrikums (51) auf den zur Erhaltung eines konstanten
Wellenwiderstandes erforderlichen Wert, hat.
5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerkopf (1) steckseitig von seinem Außengewinde (14) eine Umfangsnut (15)
hat, deren Tiefe geringer als der Durchmesser eines in die Nut eingelegten O-Ringes
(5) ist.
6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (15) einen Vormontagezustand definiert, in welchem der steckseitige
Stirnrand der Hülse (4) gegen den O-Ring (5) anliegt und der in der Innenut mit dem
größeren Durchmesser (4.1) aufgenommene Klemmring (6) zwischen seiner Gegenfläche
(6.3) und der Kegelringfläche (11) des Steckerkopfes einen Umfangsspalt zur Aufnahme
des Stirnrandbereiches des Kabelaußenleiters (52) freiläßt.
7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Steckerkopf (1) verliersicher ein Schraubüberwurf (30) sitzt, dessen kleinster
Innendurchmesser etwa gleich dem Außendurchmesser des Steckerkopfes (1) ist.
8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülse (4) eine elastische Profildichtung (7) angeordnet ist, die mindestens
eine ringförmige Lippe (7.1) hat, die nach dem Aufschieben des Steckverbinders auf
das Kabel in ein Wellental des Kabelaußenleiters (52) zu liegen kommt und die nach
dem Verspannen des Steckverbinders mit dem Kabel durch Aufschrauben der Hülse (4)
auf den Steckerkopf (1) den Kabelaußenleiter etwa in Höhe eines Wellenberges dicht
umschließt.
9. Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profildichtung (7) in der Hülse (4) formschlüssig festgelegt ist.
10. Steckverbinder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Profildichtung (7) hülsenförmig ausgebildet ist und zur Kabelseite hin axial
beabstandet von ihrer Lippe (7.1) mindestens eine weitere Lippe (7.2) hat, die zur
dichtenden Anlage an den Kabelmantel (53) bestimmt ist.