Vorrichtung zum elektrischen Verbinden

Abstract

 Die Vorrichtung dient zum elektrischen Verbinden eines Endes eines Leiters (5) eines Koaxialkabels (1) mit einem Leiter (14) eines Koaxialverbinders. Ein balgartiges Zwischenstück (25) liegt an seinem einen Ende stirnseitig und federnd am Leiter (5) des Koaxialkabels (1) und an seinem anderen Ende am Leiter (14) des Koaxialverbinders (6) an. Das Zwischenstück verhindert, dass Temperaturänderungen und mechanische Einwirkungen die Stabilität der Verbindung beeinträchtigen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines insbesondere hohlen Leiters eines Koaxialkabels mit einem Leiter eines Koaxialverbinders.

[0002] Eine Vorrichtung dieser Gattung ist beispielsweise aus der EP-A-0551092 bekannt. Zum Anschliessen eines Koaxialkabels an einen Koaxialverbinder wird hier das Kabel am anzuschliessenden Ende gerade durchgetrennt. Zum Verbinden des abgetrennten Innenleiters mit dem Innenleiter des Koaxialverbinders ist im Koaxialverbinder eine Federbuchse angeordnet, die auf einen in den Innenleiter eingesetzten Zapfen aufgeschoben wird. In der Praxis hat sich gezeigt, dass im Hochfrequenzbereich die Verbindungsstelle der Federbuchse mit dem Innenleiter des Koaxialkabels oft eine Störstelle ist und die elektrischen Eigenschaften dieser Verbindungsstelle sich mit der Einstecktiefe der Federbuchse ändern können. Ferner können Temperaturänderungen sowie mechanische Einwirkungen die Stabilität der Verbindung zwischen den beiden Innenleitern beeinträchtigen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Gattung zu schaffen, welche die genannten Nachteile weitgehend vermeidet und die dennoch eine einfache Montage des Koaxialverbinders erlaubt. Die Vorrichtung soll sich für unterschiedliche Koaxialkabel und auch für unterschiedliche Koaxialverbinder eignen. Die Vorrichtung soll zudem zuverlässiger als bisher gewährleisten, dass elektrische Daten auch unter vielfältiger mechanischer und klimatischer Beanspruchung unverändert beibehalten werden.

[0004] Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Vorrichtung gelöst durch ein balgartiges Zwischenstück, das federnd mit dem Leiter des Koaxialkabels bzw. mit dem Leiter des Koaxialverbinders verbunden ist. Das Zwischenstück kann unmittelbar am abgetrennten und vorzugsweise trichterförmig aufgeweiteten Ende des Leiters anliegen. Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Leiter des Koaxialkabels einen aufgesetzten Kontaktteil auf, der in den Hohlraum des Leiters eingreift und an den das Zwischenstück anliegt. Die Kontaktfläche des Kontaktteils ist vorzugsweise konisch oder trichterförmig ausgebildet. Dieser Teil kann beispielsweise mittels einer Spreizhülse im Hohlraum des Leiters verankert sein und den Hohlraum abdichten.

[0005] Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass im Hochfrequenzbereich der Strom im wesentlichen an der Oberfläche geleitet wird und bei einem balgförmigen Zwischenstück eine Aenderung des Wölbungsabstandes des Balges bei einer Längenänderung einen wesentlich kleineren Einfluss auf den Wellenwiderstand hat als eine Aenderung der Einstecktiefe bei einer Federbuchse. Die Elastizität des Zwischenstücks kann vergleichsweise klein sein und beispielsweise im Bereich von wenigen Millimetern liegen. Die Länge des Zwischenstücks ist so bemessen, dass dieses bei der Montage des Koaxialverbinders in Längsrichtung gestaucht wird und im gestauchten Zustand wenigstens in einem Bereich von wenigen Millimetern elastisch ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermoglicht eine Montage mit an sich bekannten Koaxialverbindern und erfordert keine Lötarbeit oder sonst aufwendige Bearbeitungsschritte. Wesentlich ist auch, dass dadurch, dass das Zwischenstück quer zu seiner Längsrichtung biegbar ist, geometrische Fehlstellungen den elektrischen Kontakt kaum beeinflussen.

[0006] Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Koaxialverbinder mit einem an diesen angeschlossenen Koaxialkabel mit einem beispielsweise hohlen Innenleiter, der elektrisch leitend mit einer Steckerbuchse oder einem Steckerstift des Koaxialverbinders verbunden ist. Zur Losung der oben genannten Aufgabe ist dieser gekennzeichnet durch ein in Längsrichtung gestauchtes und balgartiges Zwischenstück, das an seinem einen Ende stirnseitig und federnd am Innenleiter des Koaxialkabels anliegt. Das gestauchte Zwischenstück liegt unter Spannung federnd am Innenleiter des Koaxialkabels an. Längenänderungen oder -verschiebungen infolge mechanischer Einflüsse werden durch die Elastizität des Zwischenstücks aufgenommen. Auch hier ist wesentlich, dass Aenderungen des Wölbungsabstandes beim Zwischenstück kaum einen Einfluss auf den Wellenwiderstand ausüben und somit eine hohe Stabilität gewährleistet ist.

[0007] Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Einen Längsschnitt durch einen Koaxialverbinder und ein Ende eines Koaxialkabels,

Figur 2

eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung,

Figur 3

ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss einer Variante, und

Figur 4

eine Ansicht eines Teils der Vorrichtung nach Figur 3.

[0008] Die Figur 1 zeigt ein Ende eines an sich bekannten Koaxialkabels 1, das eine äussere Isolationshülle 2, ein Wellrohr 3 als äusserer Leiter, ein Dielektrikum 4 sowie einen vorzugsweise hohlen Innenleiter 5 aufweist. Das Koaxialkabel 1 ist vorzugsweise ein Hochfrequenzkabel.

[0009] Ein am Koaxialkabel 1 angebrachter Koaxialverbinder 6 besitzt ein Gehäuse 7, in das eine Hülse 8 eingesetzt ist, welche zur Fixierung des Wellrohrs 3 am Gehäuse 7 mittels einer Mutter 10 festgelegt ist. Soweit ist der Verbinder 6 an sich bekannt.

[0010] In eine zylindrische Durchgangsöffnung 13 des Gehäuses 7 ist ein Innenleiter 14 mittels eines dielektrischen Halteteils 16 fixiert. Eine Längsverschiebung des Innenleiters 14 im Teil 16 ist durch einen radial abstehenden Kragen 15 verhindert. Der Innenleiter 14 ist wie ersichtlich an einem Ende als Federbuchse ausgebildet und kann einen hier nicht gezeigten Steckerstift aufnehmen. An der Innenseite des Teiles 16 weist der Innenleiter 14 einen radial nach aussen ragenden Flansch 17 auf, an dem ein balgförmiges Zwischenstück 25 befestigt ist. Dazu ist am Flansch 17 gemäss Figur 2 innenseitig ein nach aussen abgebogener Klemmkragen 19 angeformt. Durch den Klemmkragen 19 ist ein nach innen abgebogener ringförmiger Rand 28 des Zwischenstücks 25 an einer konischen Kontaktfläche 30 des Flansches 17 fixiert. Das Zwischenstück 25 ist somit fest mit dem Innenleiter 14 verbunden und an diesem sicher abgestützt.

[0011] Das andere Ende des Zwischenstücks 25 weist einen nach innen gerichteten Rand 27 auf, der eine kreisförmige Oeffnung 29 bildet. Zwischen den beiden Rändern 28 und 27 ist das Zwischenstück 25 durchgehend hohl und rotationssymmetrisch ausgebildet. Mehrere umlaufende Wellenberge 26 wechseln mit Wellentälern 31 ab. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung, bei welcher die Wellenberge 26 und die Wellentäler 31 eine andere Form als gezeigt aufweisen oder spiralförmig angeordnet sind.

[0012] Das Zwischenstück 25 ist vorzugsweise einstückig und aus einem vergleichsweise dünnwandigen Rohrstück hergestellt. In seiner Längsrichtung ist das Zwischenstück 25 federnd ausgebildet und kann in Längsrichtung durch Stauchung gekürzt werden, beispielsweise von einer Gesamtlänge von 20 mm auf 16 mm. Das Zwischenstück 25 ist auch im verkürzten bzw. gestauchten Zustand in Längsrichtung elastisch federnd, beispielsweise in einem Bereich von 2-3 mm. Geeignete Werkstoffe zur Herstellung des Zwischenstücks 25 sind beispielsweise Kupferberylliumlegierungen oder Stahllegierungen. Denkbar sind jedoch auch andere Werkstoffe, beispielsweise leitende Kunststoffe. Die Figur 1 zeigt das Zwischenstück 25 im gestauchten Zustand. Der ringförmige Rand 27 liegt hierbei unter elastischer Spannung an einer konischen Kontaktfläche 21 eines Kontaktteils 20 an. Dieser Kontaktteil 20 ist in einen Hohlraum 32 des Leiters 5 eingesetzt und liegt mit einer Schulter 33 an der stirnseitigen Schnittfläche 34 des Innenleiters 5 an. Zur Fixierung des Kontaktteils 20 ist zwischen diesem und einem weiteren Teil 22 eine Spreizhülse 23 angeordnet, die mittels einer Schraube 24 unter Spannung gehalten ist. Durch die Teile 33, 22 und 23 wird zugleich der Hohlraum 32 nach aussen abgedichtet.

[0013] Sollte sich der Abstand zwischen der Kontaktfläche 21 und dem Flansch 17 beispielsweise infolge thermischer Längenänderungen oder mechanischer Einwirkungen ändern, so wird das Zwischenstück 25 entweder gegen seine rückwirkende Federkraft verkürzt oder dieses verlängert sich infolge seiner Federwirkung. Die Längenänderungen am Zwischenstück 25 sind in der Regel jedoch sehr klein, insbesondere kleiner als 1 mm. Ebenfalls werden Exzentrizitäten durch die entsprechende Federwirkung des Zwischenstücks 25 ausgeglichen. Die Verkürzung des Zwischenstücks 25 erfolgt von selbst beim Aufsetzen des Gehäuses 7 auf das Koaxialkabel 1. Wesentlich ist, dass bei Längenänderungen am Zwischenstück 25 sich die Abstände zwischen den Wellenbergen 26, jedoch nicht die Kontaktstellen ändern.

[0014] Beim gezeigten Ausführungsbeispiel verbindet das Zwischenstück 25 zwei Innenleiter. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung, bei der das Zwischenstück 25 zwei Aussenleiter miteinander verbindet.

[0015] Die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von den oben erwähnten durch den Zapfen 40, der in den Innenleiter 5 lösbar eingesetzt ist und an dem das balgartige Zwischenstück 25 stirnseitig unter federnder Spannung anliegt. Der Zapfen 40 besitzt ein hohlzylindrisches Dichtungsteil 44 aus beispielsweise Silikongummi, das unter axialem Druck zwischen einer aussenseitig gerändelten Spreizhülse 45 und einem Verbindungsteil 46 angeordnet ist. Am Teil 46 ist ein Gewindestift 47 angebracht, mit dem ein Spreizkonus 48 in der radial gegen den Innenleiter 5 gespreizten Spreizhülse 45 gehalten ist. Der axiale Halt und die Dichtheit des Zapfens 40 ist auch bei einem glatten Innenleiter 5 gewährleistet.

[0016] An einem aus dem Innenleiter herausragenden Ende des Zapfens 40 ist mit einer Anzugsschraube 43, die in eine axiale Gewindebohrung 49 des Verbindungsteil 46 eingreift, ein kronförmiges Kontaktteil 41 beweglich gelagert. Das Kontaktteil 41 greift mit einem gabelförmigen Ansatz 50 mit zeitlichem Spiel in einen Schlitz 51 des Verbindungsteils 46 ein und nimmt in einer axialen Durchgangsbohrung 52 ebenfalls mit radialem Spiel den Schaft 53 der Auszugsschraube 43 auf. Über die Krone 41 kann sowohl das Dichtelement 44 als auch die Spreizhülse 45 radial mit der Innenleiterbohrung verspannt werden.

[0017] Beim Anziehen der Schraube 43 legt sich eine kugelförmige Fläche 54 dieser Schraube 43 an das Kontaktteil 41 an und presst radial sowie stirnseitig vorstehende Zacken 42 gegen die Schnittfläche des Innenleiters 5. Wesentlich ist nun, dass sich hierbei das Kontaktteil 41 gelenkig bewegen und an die Neigung der Schnittfläche genau anpassen kann. Auch bei unsauberen Schnittflächen werden zu Durchschlägen neigende Spalten vermieden und ist eine hohe Kontaktkraft an vorzugsweise drei punktförmigen Kontaktstellen erreicht. Das balgartige Zwischenstück 25 greift unter federnder Spannung an konischen Kontaktflächen 55 zwischen die Zacken 42 ein und passt sich infolge seiner allseitigen Beweglichkeit an die Neigung des Kontakteils 41 an.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines insbesondere hohlen Leiters (5) eines Koaxialkabels (1) mit einem Leiter (14) eines Koaxialverbinders, gekennzeichnet durch ein balgartiges Zwischenstück (25), das federnd mit dem Leiter (5) des Koaxialkabels (1) bzw. mit dem Leiter (14) des Koaxialverbinders (6) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das balgartige Zwischenstück (25) in seiner Längsrichtung durch Stauchung verkürzbar ist und dass es an seinen Enden stirnseitig mit dem Leiter (5) des Koaxialkabels (1) bzw. mit dem Leiter (14) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das balgartige Zwischenstück (25) in seiner Längsrichtung im gestauchten Zustand federnd ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (25) an wenigstens einem Ende einen nach innen ragenden Rand (26, 28) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (25) einstückig aus einem vergleichsweise dünnwandigen Rohrstück hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlraum (32) des Innenleiters (5) des Koaxialkabels (1) ein Kontaktteil (20) eingesetzt ist, an dem das Zwischenstück (25) elektrisch leitend anliegt und dieses abdichtet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktteil (20) beispielsweise mittels eines Spreizteils (23) fest mit dem Innenleiter (5) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (14) des Verbinders (6) fest mit dem Zwischenstück (25) verbunden ist.

9. Koaxialverbinder mit einem an diesem angeschlossenen Koaxialkabel (1), welches einen beispielsweise hohlen Innenleiter (5) aufweist, der elektrisch leitend mit einer Steckerbuchse (14) oder einem Steckerstift des Koaxialverbinders (6) verbunden ist, gekennzeichnet durch ein in seiner Längsrichtung gestauchtes und balgartiges Zwischenstück (25), das an seinem einen Ende stirnseitig und federnd am Innenleiter (5) des Koaxialkabels (1) anliegt.

10. Koaxialverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (25) an einer konischen Kontaktfläche (21) eines Kontaktteils (20) des Innenleiters (5) federelastisch anliegt.

11. Koaxialverbinder nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Innenleiter (5) hohl ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenleiter (5) ein Zapfen eingesetzt ist, der an einem aus dem Innenleiter (5) herausragenden Ende ein bewegliches Kontaktteil (41) angeordnet ist.

12. Koaxialverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (41) mehrere, vorzugsweise drei radial und stirnseitig vorstehende Zacken (42) aufweist, die an den Innenleiter (5) und an das balgartige Zwischenstück (25) angelegt sind.

13. Koaxialverbinder anch Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (40) eine Anzugsschraube (43) aufweist, mit welcher das Kontakteil (41) gegen den Innenleiter (5) gespannt ist und diese Anzugsschraube (43) eine kugelförmige Kontaktfläche (44) aufweist, welche am Kontaktteil anliegt.

Zeichnung