DE2451853A1 - Koaxialleitungsabschnitt mit einer isolierstuetze - Google Patents

Description

• Koaxialleitungsabschnitt mit einer Isolierstatze Die Erfindung betrifft einen Koaxi all eitunasabschnitt mit. e iner ungeteilten Isolierstütze, die auf einer Durchmesserveräüngung des/Innenleiters sitzt und deren axiale Länge mindestens gleich ihrem Außendurchmesser ist./Isolierstützen mit einer derartigen verhältnismig großen axialen Länge soll eine möglichst genaue Zentrierung des Innenleiters im Außenleiter erreicht werden. Diese Zentrierung war bei bisher bekannten Innenleiterabscbnitten jedoch auch dann unbefriedigend, wenn die Isolierstütze relativ lang bemessen wurde, weil bedingt durch die Bauweise der Stütze eine exakte und definierte Lage des Innenleiters in der Stütze nicht erreicht werden konnte. Die bisher bekannten Isolierstützen waren nämlich aus halbelastischen Isolierstoff bestehenden Stützen, mit einem über die eine Hälfte verlaufenden Schnitt versehen, der die Möglichkeit schafft, die Isolierstütze so auseinander zu biegen, daß der Innenleiter mit der Durchmesserverjüngung eingelegt werden kann.
• Die Kippfestigkeit des Innenleiters derartiger bekannter Stützen ist jedoch nicht ausreichend um längere, insbesondere sehr dünne Innenleiter mit ausreichender Genauigkeit festzuhalten. Derart geschlitzte Stützen haben außerdem den erheblichen Nachteil, daß die Spannungsfestigkeit durch den Schlitz wesentlich verschlechtert wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Koaxialleitungsabschnitt mit Isolierstütze zu schaffen, die eine genaue zentrische Halterung des Innenleiters bewirkt, eine hohe Spannungsfestigkeit besitzt und keine Wellenwiderstandsänderung zur Folge hat.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die massiv, d.h. ungeschlitzt ausgebildete Isolierstütze axial eingespannt ist und durch diese axiale Verspannung in radialer Richtung auf die Durchmesserveråüngung des Innenleiters verquetscht ist.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Eigenelastizitrat des Isolierstoffmaterials der Isolierstütze nicht ausreicht, um bei ungeschlitzter Ausbildung ein Einschieben des Innenleiters und elastisches Einfallen in den Abschnitt mit Durchmesserverjüngung zu bewwirken. Wählt man die Innenbohrung der Isolierstütze so klein, daß ein sicheres Anliegen an der Durchmesserverjüngung gewährleistet ist, dann läßt sich die Isolierstütze nicht weit genug im elastischen Bereich aufweiten, um über den Normaldurchmesser des Innenleiters geschoben zu werden.
• In diesem Fall muß daher der Innenleiter geteilt ausgeführt werden. Wählt man den Durchmesser der Innenbohrung der Isolierstütze jedoch so groß, daß ein Überschieben ohne Beschädigung von Stütze oder Innenleiter möglich wird, dann reicht die Elastizität der Stütze nicht aus, um eine Anlage am verjüngten Teil des Innenleiters zu erreichen. Es verbleibt vielmehr dann ein undefinierter Ringluftspalt, der einerseits der gewünschten Zentrierung zuwiderläuft und andererseits aus elektrischen Gründen unzulässig ist.
• Durch die Erfindung wird demgegenüber erreicht, daß infolge der axialen Verspannung das praktisch nicht komprimierbare Material der Isolierstütze in die Durchmesserverjüngung eindringt und mit radial wirkender Kraft auf die Durchmesserverjüngung gedrückt wird, wobei die Verquetschung soweit getrieben werden kann, daß jeder Luftspalt zwischen Isolierstütze und Innenleiter-Durchmesserverjüngung mit Sicherheit vermieden ist.
• Vorzugsweise wirkt die axiale Verspannung über KonusRlächen, die die axiale Druckkraft in eine radiale Quetschkraft umformen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Innenleiter im Bereich seiner Durchmesserverjüngung konisch ausgebildet und durch Ausbildung einer konischen Gleitbahn nach -außen wird ein zylindrisch oder schwächer konisch hergestelltes Isolierteil beim Einsetzen so radial nach innen gedrückt, daß eine einwandfreie Abstützung des Innenleiters bewerkstelligt wird.
• Dabei kann auch der Außenleiter im Bereich der Isolierstütze konisch ausgebildet sein, wodurch beim axialen Einpressen der Isolierstütze ein über die Gesamtlänge gleichmäßiges radiales Zusammenpressen auf dem konisch verjüngten Innenleiter bewirkt wird.
• zwei Stattdessen kann die Isolierstütze auch aus / Isolierstoffteilen mit einem Berührungskonus bestehen, wobei diese Teile zur Kompensation des Wellenwiderstandsfehlers unterschiedliche Dielektri zitätskonstanten aufweisen.
• Es ist weiter möglich, bei zylindrischer Ausbildung der Teile die angestrebte axiale Verquetschung zu bewirken, indem hinsichtlich ihrer Dielektrizitätskonstanten entsprechend bemessene Isolierstoffteile ineinander greifend angeordnet werden, wie dies weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.
• An den Stirnflächen der Isolierstützen bzw. an den Stellen des Übergangs der Innenleiterkanten sind zweckmäßigerweise Ausnehmungen zur Kompensation von Wellenwiderstandsfehlern vorgesehen.
• Nachstehend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine axiale Schnittansicht eines Koaxialleiterabschnitts mit zwischen konischem Außenleiter und konischem Innenleiter verspannter Isolierstütze; Fig0 2 einen Koaxialleitungsabschnitt mit einer Isolierzwei stütze, bestehend aus / konisch ineinander geschachtelten Teilen; Fig. 3 einen Koaxialleitungsabschnitt mit einer Isolierstütze, bestehend aus mehreren zylindrischen Teilen; Fig. 4 einen Koaxialleitungsabschnitt mit einer Isolierzwei stütze, bestehend aus / konisch ineinander geschachtelten Teilen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 weist der Außenleiter abschnitt einen Innenkonus 2 über die axiale Erstreckung der Isolierstütze 70 auf. Der weiterführende Außenleiter 11 ist mit einem Außengewinde 5 in ein entsprechendes Innengewinde des Außenleiterabschnitts 1 eingeschraubt. Die Isolierstütze 70 ist an einer Stirnfläche des Außenleiterabschnitts 1 axial abgestützt und kann durch Einschrauben des Außenleiterteils 11 axial verspannt werden, das mit seiner vorderen Stirnringfläche der Isolierstütze 70 anliegt.
• 4 Der Innenleiter 7 besitzt eine DurchmesserverJüngung/, welche konisch gestaltet ist, wobei der Scheitel des Konuswinkels auf der gleichen Seite der Isolierstütze liegt, wie der Scheitel des Konuswinkels des Innenkonus 2.
• Die aus Polyäthylen oder Polytetrafluoräthylen bestehende Isolierstütze 70, die vorzugsweise innen und außen zylindrisch ist,weist Çinen Innendurchmesser auf, der ein Aufschieben auf ungeteilten den/Innenleiter im ausgebauten Zustand ermöglicht. Beim Einführen in den Außenleiterabschnitt 1 und Verspannen mittels Gewinde 5 wird dann die Isolierstütze 70 auf den konischen Innenleiterabschnitt 4 gequetscht. Eine axiale Abstützung erfolgt an der Stirnringfläche 9 bzw. 91 des Innenleiters 5 an den beiden Enden der Durchmesserverjüngung 4. Anstelle des Schraubgewindes 5 kann auch eine andere axiale Verspannung bewirkt werden, die bei der Montage den Innenleiter zusanwflen mit der Isolierstütze in die konische Führung eindrückt und dabei seinen Durchmesser so verringert, daß ein einwandfreier Sitz gewährleistet ist, Die Konizität am Innen- und Außenleiter ist so gewählt, daß zusammen mit der Dielektrizitätskonstanten des Isoliermaterials der Wellenwiderstand ungestört aufrecht erhalten wird.
• In der unter der Achse liegenden Hälfte der Figur 1 sind Kompensationsmöglichkeiten angedeutet, die eine Kompensation auftretender Wellenwiderstandsfehler ermöglichen. So ist eine Ausnehmung 7 in der linken Stirnfläche der Isolierstütze 70 vorgesehen und eine solche Ausnehmung in Gestalt eines Einstichs oder mehrerer Sacklöcher kann auch auf der rechten Stirnseite der Isolierstütze vorgesehen werden. Diese Ausnehmungen haben außerdem den Vorteil, daß sie die verdrängten Isolierstoffmassen aufnehmen, und zweitens dafür sorgen, daß an dieser Stelle die Kompensation des Wellenwiderstandes, die durch die Eckenkapazitat am Innenleiter notwendig wird, herbeigeführt wird.
• An der Stelle- 4 zylindrischen der/Isolierstütze 70 wird verhindert, daß sich z.B. Isolierstoffreste beim Einschrauben oder Eindrücken an der Kante des Außenleiters abschaben.
• Gleichzeitig wird jedoch hierdurch eine Erhöhung der Selbstinduktion erreicht, und damit eine Kompensation der Innenleiterstufe ermöglicht.
• Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines Innenleiterabschnitts in einem Gehausestecker, bei der der Außenleiter im Bereich der Isolierstütze zylindrisch ausgebildet ist und bei welcher die konische Verspannung durch eine mehrteilige Isolierstütze erfolgt. Das auf den verjüngten Innenleiterabschnitt 4 zur Anlage kommende Teil 73 der Isolierstütze weist einen kurzen zylindrischen Abschnitt und einen konischen Abschnitt 2t auf, über den das einen entsprechenden Innenkonus aufweisende Teil 72 der Isolierstütze greift. Das Stützenteil 73 kann vor der Montage wiederum so weit aufgeweitet werden, daß der Innenleiter eingeführt werden kann, und danach schnappt er durch seine Restelastizität auf dem verjüngt ausgebildeten und konisch gestalteten Innenleiterabschnitt 4 ein und findet dann in axialer Richtung an der Stufe 9 Halt. In der Praxis wird diese Stufe 9 nur sehr klein ausgerührt, so daß ein Überschieben des Stützenteils 73 über eine Innenleiterbuchse 31 möglich wird; die durch Schlitzung etwas konisch eingedrückt werden kann. Das Stützenteil 73 kann mit einem Gewindering 5' oder auch mit der weiterführenden Leitung gegen das Stützenteil 72 gedrückt und wird dadurch soweit im Durchmesser reduziert, daß an der Stelle 91 eine mechanische Anlage entsteht, und gleichzeitig der Luftspalt zum konischen Innenleiterabschnitt 4 beseitigt wird.
• Wenn bei dieser Konstruktion nach Figur 2 höhere Anforderungen an die Reflexionsfreiheit der Stütze gestellt werden, ist es notwendig, daß die ineinandergreifenden Abschnitte der Stützenteile 72 und 73 unterschiedliche Dielektrizitätskonstante aufweisen. So ist es ohne weiteres möglich, durch eine Kombination von Polytetrafluoräthylen mit einem = 2)und Polyäthylen mitra = 2,3) und durch entsprechende Bemessung des Innenleiterkonus und des Isolierstoffkonus 2' den Wellenwiderstand konstant zu halten. Die beiden Teilscheiben 72 und 73 sind bei dieser Ausführungsform noch durch eine Isolierstoffscheibe 71 axial abgestützt, die die genauen machanischen Längenmaße festlegt.
• Eine oder beide Scheiben können jedoch auch wegfallen.
• Figur 5 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung ohne konische Verspannung. Hierbei besteht die Isolierstütze aus 4 Teilen, nämlich aus einer Stützscheibe 71 vor dem verjüngten, aber hier zylindrisch ausgebildeten Innenleiterabschnitt 4, einer auf dem zylindrischen Innenleiterabschnitt 4 sitzenden Buchse 74, einer diese. umgreifenden Hülse 75> die am Außenleiter abgestützt ist, und einer Stützscheibe 76, die den Innenleiter 3 benachbart zum verjüngten Abschnitt 4 abstützt. Das Buchsenteil 74 kann durch Aufschnappen (durch Längsschlitz) oder durch Aufweiten und Uberschieben über den Innenleiter 5 bzw. die Innenleiterbuchse aufgebracht werden. Das Hülsenteil 75 aus Isolierstoff hält die z.B. aufgeschnappte Buchse 74 zusammen, während die Scheiben 71 und 76 eine Längsstabilisierung bewirken. Auch in diesem Fall ist das Material von Buchse 74 bzw. Hülse 75 so gewählt, daß unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten in den Teilen 74 bzw. 75 vorhanden sind, wobei eine Dielektrizitätskonstante mit Sicherheit höher sein muß als die Dielektrizitätskonstante der Scheiben 71 und 76. Auch hier erfolgt wiederum eine axiale Verspannung über ein Gewinde 5, welches an einem Ring 11' oder dem weiterführenden Außenleiter angeordnet ist.
• Figur 4 zeigt die Ausführung einer solchen Isolierstützenanordnung bei einem Gehäusestecker, bei dem die Anforderung an Stabilität die Forderung nach Reflexionsfreiheit bei höheren Frequenzen überwiegt. Der Außenleiter 1 des Steckerkörpers wird in Richtung des Pfeiles 8 durch den Gegenstecker angeschlossen.
• Der Innenleiterkontakt wird über die geschlitzte Buchse 51 hergestellt.
• Der verjüngte Innenleiterabschnitt 4 ist in diesem Fall wiederum konisch ausgebildet und trägt das Teil 78 einer mehrteiligen Isolierstütze. In diesem Fall wird das Teil 78 der Isolierstütze durch Durchstecken des geschlitzten Innenleiterbuchsenteils 51 so aufgeweitet, daß das Scheibenteil nach dem Erreichen des Anschlags 9 einen lockeren Sitz aufweist. Dieses Scheibenteil 78 besteht dabei aus Polytetrafluoräthylen. Das Stützenteil 78 weist einen Vorsprung mit einem Konus 2' auS, der von einem entsprechenden Innenkonus eines Stützenteils 77 aus Polytetrafluoräthyle umgriffen wird. Durch axiale Verspannung und Gleiten der beiden Konen auSeinander, wird eine Verjüngung des Innendurchmessers des Stützenteils 78 erzwungen, so daß auch an der Stelle 91t eine feste Anlage garantiert ist.
• Das Stützenteil 78 ist auf der gemäß Figur 4 rechten Seite mit einer StuSenausnehmung versehen, in der ein Einpreßring 111 eingefügt ist, der mit einem Innenkonus ausgerüstet sein kann, um auch hier einen festen Sitz zu gewährleisten.
• Mit dieser Innenleiterkonstruktion gemäß Figur 4 ist es möglich, eine sehr einfache und absolut sichere Montage durchzuführen.
• Die Stützenteile 78 und 77 werden auf den Innenleiter gesteckt und dieser wird in die Steckerhülse 1 eingesetzt und mit dem Abschlußring 11 gehalten. Gleichzeitig ist eine absolut feste Montage und Zentrierung des Innenleiters gewährleistet.
• Bei der Ausführung gemäß der Erfindung ist es besonders wichtig darauf zu achten, daß die Schulter 91 als die größere Schulter der Anlage in Steckrichtung der Steckverbindung liegt, um ein eventuelles Längsverschieben beim Einstecken des Gegenstücks zu verhindern. Die Schulter 9 muß nicht vorhanden sein, da der Konus bereits auf dem Innenleiter ein Verrücken beim Abziehen des Gegensteckers mit Sicherheit verhindert.
• Wie aus Fig. 4 ersichtlich, umschließt das Scheibenteil 78 die volle Länge des verjüngten Teiles des Innendurchmessers, der sich aus einem konischen Abschnitt und einem kurzen zylindrischen Abschnitt auf der rechten Seite zusammensetzt. Das Stützenteil 77 umschließt sowohl den konischen Innenleiterabschnitt 4 als auch einen Teil des Innenleiters 3. Dieses Teil 77 stützt sich an einer Außenleiterstufe ab.
• Patentansprüche:

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Koaxialleitungsabschnitt mit einer Isolierstütze, die auf einer DurchmesserverJungung des/ genleiters sitzt, und deren axiale Länge mindestens gleich ihrem Außendurchmesser ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die massiv, d.h. ungeschlitzt ausgebildete Isolierstütze axial eingespannt ist und durch diese axiale Verspannung in radialer Richtung auf die Durchmesserverjüngung des ungeteilten Außenleiters verquetscht ist.

   2. Koaxialleitungsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die durch axiale Verspannung bewirkte radiale Zusammenpressung der Isolierstütze durch Konusflächen bewirkt wird.

   5. Koaxialleitungsabschnitt nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Durchmesserverjüngung (4) des Innenleiters (3) konisch gestaltet ist.

   4. Koaxialleitungsabschnitt nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Außenleiter (1) einen Innenkonus (2) zur Deformation der zylindrischen Isolierstütze (70) aufweist (Figur 1).

   5. Isolierstütze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sie aus zwei Teilen (72J73; 77>78) besteht, die über Konusflächen (2') miteinander in Gleitberührung stehen; 6. Koaxialleitungsabschnitt nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden über die konischen Paßflächen (2') ineinandergreifende Isolierstützenabschnitte unterschiedliche Dielektrizita"tskonstanten aufweisen.

   7. Koaxialleitungsabschnitt nach den Ansprüchen 5 und 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der konische Innenleiterabschnitt (4) sich kontinuierlich bis auf den Durchmesser des weiterführenden Innenleiterteils (3) erweitert (Figur 4).

   8. Koaxialleitungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stütze axial auf beiden Seiten über eine Stirnringfläche (9) bzw. (91) abgestützt ist.

   9. Koaxialleitungsabschnitt nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stirnringfläche an der dem größeren Konusdurchmesser zugewandten Seite so schmal ausgebildet ist, daß beim Überschieben die ungeschlitzte Isolierstütze um den Betrag der Breite der Stirnringfläche auffedern kann.

   10. Koaxialleitungsabschnitt nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der der Durchmesserverjüngung (4) anliegende Stützenabschnitt (73) einen zylindrischen im Außenleiter (1) abgestützen Abschnitt und einen konischen Abschnitt aufweist, der von dem Stützenteil (72) mit Innenkonus umschlossen ist, und daß dieser Stützenteil (72) durch eine Endscheibe (71) abgestützt ist (Figur 2).

   11. Koaxialleitungsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß bei zylindrischer Ausgestaltung der Innendurchmesserverjüngung (4) und dem Innendurchmesser des Außenleiters (1) die Isolierstütze aus einer die Durchmesserverjüngung umgreif enden Buchse (74) und einer letztere umgreifenden Hülse (75) besteht, und daß diese beiden Stützenabschnitte (74 und 75) über Endscheiben (71,76) axial verspannbar sind.

   12. Kovçialleitungsabschnitt nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stützenteile (74 und 75) eine voneinander unterschiedene und von der Dielektrizitätskonstanten der Endscheiben (71,76) unterschiedene Dielektrizitätskonstante besitzen 13. Koaxialleitungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t> daß konisch ineinandergreifende Isolierstützenabschnitte in einem konischen Außenleiterabschnitt liegen.

   14. Koaxialleitungsabschnitt' nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Innenleiterabschnitt mit verjüngtes Durchmesser aus einem konischen und hieran anschließenden zylindrischen Abschnitt besteht (Figur 4)o 15. Koaxialleitungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stirnflächen der Isolierstützen an den Stellen des Innenleitersprungs Ausnehmungen (7) zur Kompensation des Wellenwiderstandsfehlers aufweisen.

   16. Koaxialleitungsabschnitt nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ausnehmungen als Ausdrehungen (7) in den Stirnflächen der Stützen ausgebildet sind.

   17. Koaxialleitungsabschnitt nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ausnehmungen am Außendurchmesser vorgesehen sind.

   18. Koaxialleitungsabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die konische Verjüngung des innerhalb der Stütze liegenden Innenleiterabschnitts entgegen dem Steckdruck von Steckverbindungen vorgesehen ist.