Steckverbinder und Verfahren zum Anschliessen desselben

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Anschliessen desselben gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 6.

[0002] Im "Mikrowellen Magazin" Nr. 3, 1977, vergleicht die Firma GORE & Co. GmbH, D-8011 Putzbrunn bei München, ein flexibles Koaxialkabel mit einem Semi-Rigid-Kabel. Im Aufbau zeigt ein solches flexibles Koaxialkabel einen Innenleiter aus 19-fach verlitztem, versilbertem Kupfer. Die Verlitzung ergibt die geforderte Flexibilität und verhindert ein Wandern des Innenleiters innerhalb der dielektrischen Schicht beim Biegen.

[0003] Als Dielektrikum wird ein Polytetrafluoräthylen vorgeschlagen, das gestreckt wurde und damit bei einer matrizenähnlichen Struktur einen hohen Luftanteil aufweist. Zur Erzielung des notwendigen konzentrischen Aufbaus wird hier das dielektrische Material um den Innenleiter gewickelt.

[0004] Durch die Abschirmung wird bekanntlich die Abstrahlung auf ein Minimum reduziert. Bei flexiblen Koaxialkabeln müssen die elektrischen Werte auch in der Biegung gewährleistet sein. Bei dem beschriebenen Koaxialkabel wird dies dadurch erreicht, dass auf die dielektrische Schicht eine versilberte Kupferfolie überlappt gewickelt wurde und diese erste Abschirmung mit einer zweiten Abschirmung aus geflochtenem versilbertem Kupferdraht umfasst wurde. Zum Schluss wird das derart aufgebaute Kabel mit einem Kunststoff-Aussenmantel versehen.

[0005] In einer zweiten Veröffentlichung in derselben Zeitschrift "Mikrowellen Magazin" Nr. 4, 1980, wird darauf hingewiesen, dass eine neue Kabelkonstruktion neue Steckverbinder bedeutet. In keiner der beiden Veröffentlichungen ist ein solcher neuer Stecker mit über blosse Andeutungen hinausgehenden Merkmalen beschrieben.

[0006] Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Steckverbinder zu schaffen, der die besonderen Anforderungen von flexiblen Mikrowellen-Koaxialkabeln erfüllt.

[0007] Erfindungsgemäss wird dies durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

[0008] Ein Verfahren zum Anschliessen des Steckverbinders ist im unabhängigen Patentanspruch 6 gekennzeichnet.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Steckverbinders wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemässen Steckverbinders,

Fig. 2 dieselbe Schnittansicht wie Fig. 1 jedoch mit ebenfalls geschnitten dargestelltem Koaxialkabel,

Fig. 3 - 10 Ansichten eines Koaxialkabels mit verschiedenen Montagestufen des Steckverbinders gemäss Fig. 1 und 2.

[0010] Das Koaxialkabel 15 gemäss Fig. 2 besteht, von innen nach aussen betrachtet, aus einem Innenleiter 20, einer diesen Innenleiter konzentrisch umfassenden Schicht 21 aus dielektrischem Material, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, einer ersten Abschirmung 22 aus versilbertem Kupferband, das sich überlappend auf die Schicht 21 gewickelt ist, einer zweiten Abschirmung 23 aus einem Kupferdrahtgeflecht und einem Aussenmantel 24, beispielsweise auch aus Polytetrafluoräthylen.

[0011] Der Koaxial-Steckverbinder 14 besteht aus folgenden Einzelteilen: Einem auf dem Aussenmantel 24 eng anliegenden Nippel 1 mit einem Aussengewinde 1a, einem Kontaktring 2 mit einer radialen Bohrung 13, die als Durchgangsbohrung ausgeführt sein kann, einem Steckergehäuse 3 mit einem zum Aussengewinde la komplementären Innengewinde 3a und mit einer Hülse 3b an dem dem Innengewinde 3a gegenüberliegenden Ende, einem in der Hülse 3b befindlichen Steckerdielektrikum 5, sowie aus einer Ueberwurfmutter 8. Ein Steckerstift 4 mit einer verjüngten Partie 11 weist am steckerinneren Ende einen axialen Hohlraum 12 für den Innenleiter 20 des Koaxialkabels 15 auf. Die Hülse 3b und das Steckerdielektrikum 5 sind ebenfalls diametral durchbohrt. Diese Bohrung 10 fluchtet im zusammengebauten Zustand mit der verjüngten partie 11 des Steckerstiftes 4. Diese Bohrung 10 ist mit Epoxyharz vergossen, so dass eine radiale Zentrierstütze 9 gebildet ist.

[0012] In einer umlaufenden Nut 6a in der Aussenwand der Hülse 3b ist ein Sprengring 6 eingesetzt, der in eine umlaufende Nut 8a in der Innenwand der Ueberwurfmutter 8 eingreift und damit die Ueberwurfmutter 8 frei drehbar mit höchstens einem beschränkten axialen Spiel haltert. Schliesslich ist noch eine Dichtung 7 aus elastischem Material, wie Gummi, auf eine Schulter 3c auf der Aussenseite der Hülse 3b aufgelegt.

[0013] Im zusammengebauten Zustand gemäss Fig. 2 ist der Innenleiter 20 des Koaxialkabels 15 im Hohlraum 12 des Steckerstiftes 4 eingelötet. Der Kontaktring 2 liegt auf der zweiten Abschirmung 3 auf und ist mit dieser ebenfalls verlötet. Die Bohrungen 13 dienen einerseits zur optischen Kontrolle der richtigen Lötung, d.h., ob das Lötmaterial richtig geflossen ist, und anderseits kann Dampf und das Gas des Flussmittels durch diese Bohrungen 13 abziehen, so dass das Lötmaterial auch genügend platz hat, um sich auszubreiten.

[0014] Zum Anschliessen des Steckverbinders 14 an ein Koaxialkabel 15 wird das Koaxialkabel 15 zuerst auf die genaue Länge abgeschnitten. Die Schnittfläche 24a muss plan sein. Dann wird der Aussenmantel 24 an drei Stellen 31, 32, 33 rundherum eingeschnitten. Damit entstehen ein äusserer Mantelabschnitt 36, ein mittlerer Mantelabschnitt 35 und ein innerer Mantelabschnitt 34 (Fig. 3). Als nächstes wird der mittlere Mantelabschnitt 35 entfernt (Fig. 4) und das zutagetretende Geflecht der zweiten Abschirmung 23 wird verzinnt. Dazu wird ein bei 180° schmelzendes Weichlot verwendet, so dass eine verzinnte Partie 37 entsteht. Nun wird der äussere Mantelabschnitt 36 entfernt, und über das derart vorbereitete Kabel 15 wird ein Schrumpfschlauch geschoben (dieser ist nicht dargestellt). Vom Steckverbinder 14 wird nun der Nippel 1 auf den Aussenmantel 24 gesteckt (Fig. 5). Anschliessend wird der Kontaktring 2 auf die verzinnte Partie 37 geschoben, bevor nun der innere Mantelabschnitt 34 entfernt wird und der Kontaktring 2 bis zum Aussenmantel 24 hingeschoben werden kann. Damit wird der Aufbau gemäss Fig. 6 erhalten. In dieser Phase des Zusammenbaus wird der Kontaktring 2 mit der Abschirmung 23 verlötet. Auch hier wird ein bei 180° schmelzendes Weichlot verwendet. Nun wird das Kabel 15 etwa 1,8 mm vor dem Kontaktring 2 abgeschnitten (Fig. 7), und dann wird die Schnittfläche plangedreht, so dass der Kontaktring 2 um 0,1 - 0,2 mm gekürzt wird. Durch dieses Vorgehen wird der Innenleiter 20 freigelegt (Fig. 8) und damit kann auch die Kabellänge noch abgestimmt werden. Dies war bisher bei den bekannten Steckverbindern nicht in einer derart einfachen Weise möglich. Gemäss Fig. 9 wird nun der Steckerstift 4 auf den Innenleiter 20 gelötet. Dies kann vorteilhafterweise mittels Widerstandlöten geschehen.

[0015] Das Kabel wird daraufhin in das Steckergehäuse 3 eingeführt, und dieses wird mit dem Nippel 1 verschraubt (Fig. 10). In diesem Zustand kann nun das Kabel und dessen Verbindungsstellen mit dem Steckverbinder überprüft werden. Wenn ein Schrumpfschlauch in der Phase gemäss Fig. 5 auf das Kabel geschoben wurde, kann dieser nun richtig positioniert werden, bevor er mit Heissluft bei etwa 150° C geschrumpft wird.

[0016] Schliesslich muss noch die Bohrung 10 mit Epoxyharz vergossen und das Harz aushärten gelassen werden, bevor dann noch der Sprengring 6 eingesetzt, die Dichtung 7 und schlussendlich die Ueberwurfmutter 8 aufgesetzt werden kann. Für einen abgewinkelten Anschluss, wie er beispielsweise in der DE-A-29 09 577 beschrieben ist, lässt sich der hier dargestellte Steckverbinder ebenfalls verwenden. An dem mit dem Steckverbinder durch die Verfahrensschritte gemäss Fig. 3 bis 10 fertiggestellte Kabel wird mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Schnitte der Kabelmantel durchtrennt. Der Abstand der Schnitte soll wenigstens angenähert die Biegung einschliessen. Dann wird das Kabel mit dem kleinst möglichen Biegeradius gebogen, der Kabelmantel entfernt und wenigstens die äussere Abschirmung verzinnt. Diese Verzinnung wird vorteilhafterweise auch mit Lötzinn vorgenommen, das bei 180° C fliesst. Der entstandene Bogen kann zum Schluss noch mittels eines Schrumpfformteils abgedeckt werden. Damit kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Winkelanschluss gebildet werden, bei dem die Kabellänge abgeglichen werden kann und bei dem die elektrischen Verhältnisse bis zum Stekkerübergang in das Anschlusselement gleichbleibend und beherrschbar sind.

Ansprüche

1. Steckverbinder für Koaxialkabel insbesondere für flexible Koaxialkabel, mit Innenleiter (20), Dielektrikums-Schicht (21), erster Abschirmung (22) aus sich überlappend gewickeltem Metallfolienband, zweiter Abschirmung (23) aus geflochtenem Draht und Aussenmantel (24), welcher Steckverbinder (14) einen mit dem Innenleiter (20) elektrisch leitend werbundenen Steckerstift (4), einen diesen auf wenigstens einem Teil seiner Länge umfassenden Isolator (5) und ein wenigstens mit einer der beiden Abschirmungen (22, 23) elektrisch leitend verbundenes Steckergehäuse (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrisch leitenden Verbindung des Steckergehäuse (3) mit den Abschirmungen (22, 23) eine die zweite Abschirmung (23) eng umfassende, zwischen einem, den Aussenmantel (24) umschliessenden Nippel (1) mit einer Aussengewindepartie (1a) und dem mit einer Innengewindepartie (3a) für eine Schraubverbindung mit dem Nippel (1) versehenen Steckergehäuse (3) klemmgehalterter Kontaktring (2) vorhanden ist, dessen Endfläche (25) in einer Ebene mit der Endfläche (26) der Dielektrikumsschicht (21) und den Schnittflächen der beiden Abschirmungen (22, 23) angeordnet ist, dass der Innenleiter (20) über die genannte Ebene hinausragt und in einem axialen Hohlraum (12) des Steckerstiftes (4) elektrisch leitend mit diesem verbunden ist, und dass das Steckergehäuse (3) eine die genannte Ebene überragende Hülse (3b) aufweist, an deren Aussenfläche eine Ueberwurfmutter (8) drehbeweglich und axial höchstens begrenzt verschiebbar gehaltert ist.

2. Steckverbinder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (2) wenigstens mit der zweiten Abschirmung (23) verlötet ist.

3. Steckverbinder nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (2) wenigstens eine radiale Bohrung (13) aufweist, um die Qualität der Lötstelle von Auge überprüfen zu können, sowie für den Gasaustritt während des Lötens.

4. Steckverbinder nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckerstift (4) mit dem Innenleiter (20) verlötet ist.

5. Steckverbinder nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülse (3b) des Steckergehäuses (3) wenigstens eine radiale Bohrung (10) vorhanden ist, die den Isolator (5) durchdringt und mit einer Partie (11) des Steckerstiftes (4) mit geringerem Durchmesser fluchtet und dass diese radiale Bohrung (10) mit einem Epoxyharz (g) gefüllt ist.

6. Verfahren zum Anschliessen des Steckverbinders nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch Einschneiden des Aussenmantels (24) an drei Stellen (31, 32, 33) im Anschlussbereich des Kabels (15) und Entfernen des mittleren Mantelabschnittes (35) zwecks Freilegung der zweiten Abschirmung (23) und Verzinnen dieser freigelegten Stelle der zweiten Abschirmung (23), durch Entfernen des äussersten Mantelabschnittes (36) und Aufschieben zuerst des Nippels (1) bis über den Aussenmantel (24) und dann des Kontaktringes (2), durch Entfernen des restlichen Mantelabschnittes (34) und Andrücken des Kontaktringes (2) an den Aussenmantel (24) und Verlöten des Kontaktringes (2) mit den Abschirmungen (22, 23), nachfolgendes Abschneiden des Kabels (15) kurz vor dem Kontaktring (2) und Plandrehen der Schnittfläche bis zum Innenleiter (20) mit gleichzeitiger Verkürzung des Kontaktringes (2), dann gekennzeichnet durch Aufbringen des Steckerstiftes (4) auf den Innenleiter (20) und Verlöten, ferner durch Aufsetzen des Steckergehäuses (3) auf das Kabel (15) und Verschrauben mit dem Nippel (1) und danach Vergiessen der Bohrung (10) im Steckergehäuse (3) mit Epoxyharz (9) und schliesslich durch Montieren der Ueberwurfmutter (8) mit Sprengring (6) und Dichtungsring (7).

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (15) im Abstand von etwa 1,8 mm vor dem Kontaktring (2) abgeschnitten wird, und dass beim Plandrehen der Kontaktring (2) um 0,1 - 0,2 mm verkürzt wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlöten des Kontaktringes (2) mit den Abschirmungen (22, 23) mittels Weichlot mit Schmelztemperatur von 180° erfolgt.

9. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlöten des Steckerstiftes (4) mit dem Innenleiter (20) durch Widerstandslöten geschieht.

Revendications

1. Connecteur enfichable pour câble coaxial, en particulier pour câble coaxial flexible, comportant un conducteur intérieur (20), une couche de diélectrique (21), un premier blindage (22) constitué par un ruban de feuille métallique mince enroulé avec recouvrement, un deuxième blindage (23) constitué par du fil métallique tressé, et une enveloppe extérieure (24), ce connecteur enfichable (14) comprenant une tige (4) de fiche reliée électriquement au conducteur intérieur (20), un isolateur (5) entourant cette dernière au moins sur une partie de sa longueur et un corps (3) de fiche relié de façon électriquement conductrice à l'un au moins des deux blindages (22, 23), et étant caractérisé en ce que, pour une liaison électriquement conductrice entre le corps (3) de fiche avec les blindages (22, 23), il existe une bague (2) de contact qui entoure étroitement le deuxième blindage (23), serrée d'une part entre un manchon fileté (1), entourant l'enveloppe extérieure (24), et comportant une partie munie d'un filetage extérieur (la), et, d'autre part, le corps (3) de fiche muni d'une partie (3a) filetée intérieurement et destinée à une liaison par vissage avec le manchon fileté (1), la surface d'extrémité (25) de ladite bague de contact étant disposée dans le même plan que la surface d'extrémité (26) de la couche de diélectrique (21) et que les surfaces de coupe des deux blindages (22, 23); en ce que le conducteur intérieur (20) dépasse au-delà du plan cité et est relié dans un espace creux axial (12) de la tige (4) de fiche, de façon électriquement conductrice avec cette dernière; et en ce que le corps (3) de fiche présente une douille (3b) qui dépasse ledit plan, à la surface extérieure de laquelle un écrou- chapeau (8) est maintenu de façon à pouvoir se déplacer en rotation et à ne pouvoir se déplacer axialement que de façon extrêmement limitée.

2. Connecteur enfichable selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (2) de contact est soudée au moins au deuxième blindage (23).

3. Connecteur enfichable selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague (2) de contact présente au moins un alésage (13) radial pour permettre de vérifier visuellement la qualité de l'emplacement de la soudure, ainsi que pour permettre l'évacuation des gaz pendant la soudure.

4. Connecteur enfichable selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige (4) de fiche est soudée au conducteur intérieur (20).

5. Connecteur enfichable selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il existe dans la douille (3b) du corps (3) de fiche au moins un alésage (10) radial, qui traverse l'isolant (5) et qui se situe au niveau d'une partie (11) de la tige (4) de fiche à diamètre réduit et en ce que cet alésage (10) radial est rempli d'une résine époxyde (9).

6. Procédé pour le branchement du connecteur enfichable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on incise l'enveloppe extérieure (24) en trois endroits (31, 32, 33) dans la zone de connexion du câble (15) et l'on enlève le tronçon médian (35) de l'enveloppe dans le but de dégager le deuxième blindage (23); en ce qu'on étame cette partie dégagée du deuxième blindage (23), en ce qu'on enlève le tronçon extérieur (36) de l'enveloppe et en ce que l'on glisse d'abord le manchon fileté (1) jusqu'au-dessus du manchon extérieur (24) et ensuite la bague (21) de contact, en ce qu'on enlève le tronçon (34) restant d'enveloppe, on appuie la bague (2) de contact contre l'enveloppe extérieure (24), on soude la bague (2) de contact aux blindages (22, 23), en ce qu'on coupe ensuite le câble (15) à faible distance devant le bague (2) de contact et que l'on plane par tournage ou dresse la surface de coupe jusqu'au conducteur intérieur (20) en raccourcissant en même temps la bague (2) de contact, et caractérisé ensuite en ce que l'on met en place, et en ce que l'on soude la tige (4) de fiche sur le conducteur intérieur (20) puis l'on met en place le corps (3) de fiche sur le câble (15) et on le visse avec le manchon fileté (1), en ce qu'ensuite on coule de la résine époxyde (9) dans l'alésage (10) du corps (3) de fiche, et en ce qu'enfin on monte l'écrou-chapeau (8) avec la rondelle éventail (6) et la garniture annulaire (7) d'étanchéité.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le câble (15) est coupé à une distance d'environ 1,8 mm devant la bague (2) de contact et en ce que la bague (2) de contact est raccourcie de 0,1 à 0,2 mm lors du planage par tournage.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la soudure de la bague (2) de contact avec les blindages (22, 23) s'effectue au moyen de soudure ou brasure tendre ayant une température de fusion de 180°.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la soudure de la tige (4) de fiche avec le conducteur intérieur (20) est réalisée au moyen d'une soudure par résistance.

Claims

1. Pluggable connector for coaxial cables, particularly for flexible coaxial cables having an inner conductor (20), dielectric layer (21), first shielding (22) of metal foil tape wound with overlap, second shielding (23) of braided wire and outer sheath (24), which pluggable connector (14) comprises a connector pin (4) which is electrically conductively connected to the inner conductor (20), an insulator (5) which encircles the said pin on at least a part of its length and a connector shell (3) which is electrically conductively connected to at least one of the two shieldings (22, 23), characterized in that, for the purpose of electrically conductively connecting the connector shell (3) to the shieldings (22, 23), a contact ring (2), the end face (25) of which is arranged in a plane with the end face (26) of the dielectric layer (21) and the cutting faces of the two shieldings (22, 23), which closely encircles the second shielding (23), is provided which is held clamped between a nipple (1) enclosing the outer sheath (24), having an outside threaded portion (la), and the connector shell (3) provided with an inside threaded portion (3a) for a screwed connection to the nipple (1), that the inner conductor (20) projects past the said plane and, in an axial hollow space (12) of the connector pin (4) is electrically conductively connected to the latter and that the connector shell (3) exhibits a sleeve (3b) which projects past the said plane and at the outer surface of which a coupling ring (8) is held rotationally moveably and axially displaceably to a limited extent at the most.

2. Pluggable connector according to Patent Claim 1, characterized in that the contact ring (2) is soldered at least to the second shielding (23).

3. Pluggable connector according to Patent Claim 2, characterized in that the contact ring (2) exhibits at least one radial.hole (13) in order to be able to visually check the quality of the solder point, and for the emergence of gas during the soldering.

4. Pluggable connector according to one of Patent Claims 1 to 3, characterized in that the connector pin (4) is soldered to the inner conductor (20).

5. Pluggable connector according to Patent Claim 4, characterized in that at least one radial hole (10), which penetrates the insulator (5) and is flush with a portion (11) of the connector pin (4) having a smaller diameter, exists in the sleeve (3b) of the connector shell (3), and that this radial hole (10) is filled with an epoxy resin (9).

6. Method of connecting the pluggable connector according to Patent Claim 1, characterized by cutting into the outer sheath (24) at three positions (31, 32, 33) in the connecting area of the cable (15) and removing the central sheath section (35) for the purpose of baring the second shielding (23) and tinning this bare position on the second shield (23), by removing the outermost sheath section (36) and pushing-on, first of the nipple (1) over the sheath (24) and then of the contact ring (2), by removing the remaining sheath section (34) and pressing the contact ring (2) against the outer sheath (24) and soldering the contact ring (2) to the shieldings (22, 23), subsequent cutting-off of the cable (15) shortly in front of the contact ring (2) and facing the cutting face up to the inner conductor (20) whilst, at the same time shortening the contact ring (2), furthermore characterized by applying the connector pin (4) to the inner conductor (20) and soldering it thereto, furthermore by placing the connector shell (3) onto the cable (15) and screwing it to the nipple (1) and, thereafter, casting epoxy resin (9) into the hole (10) in the connector shell (3) and, finally, by mounting the coupling ring (8) with retaining ring (6) and sealing ring (7).

7. Method according to Patent Claim 6, characterized in that the cable (15) is cut off at a distance of about 1.8 mm in front of the contact ring (2) and that the contact ring (2) is shortened by 0.1 - 0.2 mm during the facing.

8. Method according to Patent Claim 7, characterized in that the contact ring (2) is soldered to the shieldings (22, 23) by means of soft solder having a melting temperature of 180°.

9. Method according to patent Claim 8, characterized in that the connector pin (4) is soldered to the inner conductor (20) by means of resistance soldering.

Zeichnung