EP2684259A1 - Hochfrequenz koaxialverbinder - Google Patents

Hochfrequenz koaxialverbinder

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EP2684259A1
EP2684259A1 EP12702553.4A EP12702553A EP2684259A1 EP 2684259 A1 EP2684259 A1 EP 2684259A1 EP 12702553 A EP12702553 A EP 12702553A EP 2684259 A1 EP2684259 A1 EP 2684259A1
Authority
EP
European Patent Office
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connector part
coaxial connector
connector
insulator
opening
Prior art date
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Application number
EP12702553.4A
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English (en)
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EP2684259B1 (de
Inventor
Martin Wagner
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Huber and Suhner AG
Original Assignee
Huber and Suhner AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Huber and Suhner AG filed Critical Huber and Suhner AG
Publication of EP2684259A1 publication Critical patent/EP2684259A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2684259B1 publication Critical patent/EP2684259B1/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only
    • H01R13/6315—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only allowing relative movement between coupling parts, e.g. floating connection
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    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/50—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency mounted on a PCB [Printed Circuit Board]

Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency coaxial connector, respectively, a coaxial connector part for a high-frequency coaxial connector according to the preamble of u nparen claim.
  • US4925403 was deposited in the name of Gilbert Engineering Co. 1 988. US'403 shows a coaxial connector consisting of two connector parts and a transition piece arranged between them. All three connector parts have a comparatively complicated coaxial construction. The connector is constructed so that some lateral offset can be compensated. Due to the structure no compensation is possible in axial Richtu ng. The transition piece is releasably snapped into the first and the second connector part.
  • EP0793299 was deposited 1 997 in the name of Otto Dukel GmbH.
  • EP'299 shows a coaxial connector, which serves for mutually connecting interconnects running in mutually parallel printed circuit boards.
  • the connector also includes two connector parts and a transition piece which can be snapped into the connector parts. Compared to the state of the art, a considerable simplification is to be obtained from the fact that the insulators of the connector parts are designed uniformly.
  • US 5980290 was deposited 1 998 in the name of the company Radiall SA. US'290 also deals with a coaxial connector.
  • the connector consists of two coaxial connector parts which, in the transverse direction, compensate for some misalignment.
  • the connector parts have a comparatively complicated, cost-intensive construction.
  • EP1028490 was deposited in 2000 in the name of Radall SA.
  • EP'490 shows a one-piece coaxial connector which is soldered onto boards to be connected. Although the connector has a simple structure, but can not be solved after assembly.
  • WO0052788 was deposited in 2000 in the name of the same Applicant.
  • WO'788 shows a coaxial connector with two connector parts and a transition piece arranged between them.
  • the coaxial connector can compensate for both radial and axial Albertstellu lengths.
  • the connector parts and the transition piece are coupled together by snap-on connectors. Spherical surfaces allow the required play.
  • EP1 207592 was deposited in 2001 in the name of Rosenberger.
  • EP'592 shows a coaxial connector with two connector parts and a arranged between them also coaxially shaped transition piece. This makes it possible that a certain compensation is possible both in the axial and in the radial direction.
  • the connector has a comparatively complicated construction.
  • US20021 1 1057 was deposited in 2002 in the name of Harting.
  • US'057 shows in one embodiment a multiple connector with two connector parts, which, however, have no coaxial construction.
  • One of the connector parts has a plurality of sleeves which serve to connect the conductors.
  • the sleeves are movable to some extent in a lateral direction and are supported by an outer casing.
  • the connector is not suitable for transmitting high frequencies.
  • US2003060069 was deposited in 2002 in the name of Tyco.
  • US'069 shows a coaxial connector for m interconnecting the tracks of two parallel boards.
  • the connector consists of a connector part with resiliently arranged connecting means, which connect directly to printed conductors of a printed circuit board. Only a small amount of power can be transferred from the bottom of the compound.
  • coaxial connectors are known from the following publications which are suitable for compensation of certain misalignments: US2004038586A, US2007026698A, US2007251808A, US20061 94465A, US2007004276A, CN2879475Y, US2008057782A, US2009149086A or CN 101459304A. All connectors have a comparatively complicated structure.
  • An object of the invention is to show a connector by means of the high-frequency connectors between a plurality of scattered pins on a printed circuit board (PCB) and e.g. A parallel front of a module can be easily and inexpensively manufactured.
  • Another object of the invention is to show a connector which can compensate for positional accuracy.
  • a high-frequency coaxial connector consists of a first coaxial connector part and a second connector part operatively connected thereto.
  • the first connector part is designed so that it can be integrated into a front panel of a housing (module 1).
  • Pro first connector part is attached to a corresponding position, a contact pin (second connector part) on a circuit board, eg you rch soldering.
  • the contact pin can be attached to a surface of the circuit board, or you can put a hole in the circuit board and then solder it, for example.
  • the first connector has an insulator, a pin-shaped inner conductor and a connecting sleeve plugged onto the inner conductor.
  • the Verbindu ngshü lse has at the rear end a flange which is held in the assembled state in a groove of the insulator.
  • the conductor-plate-side end of the inner conductor pin is designed such that it allows a certain lateral deflection of the contacting socket in a defined region.
  • the inner conductor has, at its end on the side of the printed circuit board, a spherical end region, which projects into the socket in the mounted state and contacts it in an electrically conductive manner along an inner surface.
  • a spherical end region which projects into the socket in the mounted state and contacts it in an electrically conductive manner along an inner surface.
  • differently shaped end regions can be used. For example, can be generated at a deviating from a spherical shape end surface, a restoring force by the spring-elastic Kunststoffshü lse is deformed controlled in a Auslenku ng.
  • Insulator, inner conductor pin and socket can be used as a preassembled module in the front panel, e.g. you are attached by pressing in.
  • the front panel can serve as an outer conductor of the connector.
  • a conductive EMI gasket electromagnettic interference
  • this shielding is embedded in the front panel. The EMI seal contacts the ground of the PCB. In the effective state, the shield is compressed in an axial direction, depending on the distance between the front and circuit board.
  • the coaxial connector comprises a first coaxial connector part with an outer conductor and an inner conductor held with respect to this by means of an insulator.
  • the inner conductor is arranged in an opening of the insulator and has an end piece which is electrically conductively connected to an electrically conductive configured connecting sleeve.
  • the connection sleeve is mechanically operatively connected to the isolator via first operative connection means.
  • the mechanical operative connection is designed so that the connecting sleeve can be tilted in the lateral direction by an angle ⁇ .
  • a length compensation in the axial direction (perpendicular to the opposite printed circuit board) is e.g. by the operative connection with a second, pin-shaped connector part as described below.
  • the first connector part may have a spherically formed end piece, which cooperates in the assembled state with an inner surface of the connecting sleeve.
  • the active connecting means may consist of a thickening formed on the connecting sleeve and a groove arranged in the interior of the opening of the insulator, in which the thickening engages in the mounted state.
  • the thickening and the groove are advantageously designed so that the connection sleeve in the lateral direction up to a certain tilt angle, respectively. Deflection angle, can be tilted. Good results are achieved if the thickening is arranged above the end piece, since this does not negatively restrict the possible tilt angle.
  • connection sleeve may have slots which make the edge regions elastic, so that the connection sleeve can be snapped.
  • connection sleeve has an inwardly directed projection with a conically shaped guide surface which opens into a connection opening which is suitable for receiving a pin-shaped second connector part.
  • the outer conductor may have a contact surface, which may serve for contacting a conductor track on a printed circuit board.
  • the outer conductor may be operatively connected to an electrically conductive seal, which serves for contacting a conductor track on a printed circuit board.
  • the connector according to the invention provides a good high-frequency shielding and at the same time makes it possible to compensate for position inaccuracies in the axial and radial directions.
  • the coaxial connector which is suitable for bridging a distance of 9 mm between a printed circuit board (PCB) and a Cerätefrontplatte
  • an axial offset of up to 1 mm, and a radial offset of up to 0.5 mm can be compensated.
  • the connector according to the invention is particularly suitable for a cost-effective "floating" connection of high-frequency components on a printed circuit board. On the circuit board usually only a simple inner conductor pin must be soldered.
  • the high-frequency shielding can be optimally ensured, even if there are geometric deviations between the elements to be contacted.
  • a filter is directly operatively connected to a board of a duplexer in a mobile base station.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an inventive coaxial connector in a perspective view obliquely from above; the coaxial connector according to Figure 1 in an exploded view; Fig. 3 shows the coaxial connector according to Figu r 1 in the assembled state;
  • FIG. 4 shows the coaxial connector according to FIG. 1 in a side view
  • FIG. 5 shows a sectional view of the coaxial connector along the section line AA according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a second embodiment of a coaxial connector according to the invention in a side view
  • Fig. 7 is a Thomasdarstellu ng through the coaxial connector along the section line BB according to Figu r. 6
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a coaxial connector 1 according to the invention in a perspective view obliquely from above.
  • FIG. 2 shows the same coaxial connector 1 in an exploded view.
  • Figure 3 shows the coaxial connector 1 in the assembled state.
  • Figure 4 shows the coaxial connector 1 in a side view and
  • Figure 5 shows the coaxial connector 1 in a Thomasdarstellu ng along the section line AA.
  • FIG. 6 shows a side view of a second embodiment of a coaxial connector 1 according to the invention, and
  • FIG. 7 shows the coaxial connector 1 in a sectional view along the section line BB.
  • corresponding areas are provided with the same reference numerals.
  • the coaxial connector 1 is cut away so that the inner life of the coaxial connector 1 is better visible.
  • the coaxial connector 1 consists of a first connector part 2 and a second connector part 3.
  • the first connector part 2 is attached to, for example, a housing or is in this integrated. Depending on the area of application, the first connector part 2 can also be configured in such a way that it can be fastened on a printed circuit board.
  • the first connector part 2 has an inner conductor 4, an outer conductor 5, and an insulator
  • the insulator 6 serves to support and position the inner conductor 4 with respect to the outer conductor 5 (shown partially in section).
  • the inner conductor 4 is pressed in from above (z-direction) up to a stop in the insulator 5.
  • Insulator 5 is pressed into the outer conductor 6 from the bottom in the illustration shown.
  • the outer conductor 6 is part of a housing 18 of a larger device shown schematically in FIG.
  • the outer conductor 6 is formed above. He protrude you rch an opening 22 of a shield 21 hindu rch, which is arranged on a circuit board 14.
  • the outer conductor 5 may also be formed as a separate part, e.g. you rch pressing or soldering to m Wirkverbinden with a housing and / or a circuit board is suitable.
  • the Dichtu ng 7 consists of electrically conductive material u nd forms an electrically conductive Wirkverbindu ng between the outer conductor 6 and conductor tracks (not shown in detail) of the board 14. If necessary, the Dichtu ng 7 can be made of deformable material, which in a comparatively low contact force forms a good conductive connection. A further advantage is that the seal enables a shielding of the inner life against external influences. Depending on the area of application, the outer conductor 5 can also enter directly into contact with the printed conductors of the printed circuit board 14.
  • the inner conductor 2 has an end piece 8 with a spherical end face 9, which in the assembled state engages in a connecting sleeve 1 0 and with this electrically conductive element. tend to be in contact.
  • the end surface 9 may also have a different design from a spherical surface, provided that the lateral movement is not adversely affected.
  • the insulator 6 has an axially continuous opening 11, in which the connecting sleeve 10 is arranged.
  • the opening 11 has an undercut 12 (circumferential groove), in which a arranged at the rear end of the connecting sleeve 10, radially outwardly projecting thickening 13 is snapped.
  • the circumferential groove 12 and the thickening 13 together form the first operative connection means.
  • the undercut 11 is arranged in the embodiment shown above a center 25 of the spherical end face 9, whereby a solid mechanical coupling and a good maximum deflection angle is achieved.
  • the opening 11 expands in a funnel shape, so that the connecting sleeve 10 - as shown in Figure 5 - in the lateral direction by a deflection angle ⁇ is deflected.
  • the opening 11 is configured in the embodiment shown so that it supports the connecting sleeve 10 at maximum deflection laterally.
  • the flange 13 and the undercut 12 are formed so that they do not unintentionally counteract the tilting of the connecting sleeve 10.
  • connection sleeve 10 cooperates in an operatively connected state (see FIGS. 1, 3 and 5) with a contact pin 3 (second connector part) which is mounted on a board 14 opposite the housing 18, for example by soldering (variant according to FIG. 5) or by inserting and soldering (FIG. Variant according to figures 1-3) is attached.
  • the connecting sleeve 10 has at the lower end an inwardly directed projection 15, which forms a contact opening 16 in front of which a funnel-shaped guide surface 17 is arranged.
  • the contact pin 3 engages in operatively connected state in the contact surface 16 and forms with this an electrically conductive connection.
  • the guide surface 17 helps the connecting sleeve 10 relative to the contact pin 3 even at a certain to bring lateral offset into the correct position.
  • the connecting sleeve 10 is slidably disposed along the contact pin 3, so that an axial length compensation (z-direction) is possible.
  • the maximum possible axial length compensation is determined inter alia by the length of the contact pin, as well as the configuration of the contact sleeve 10.
  • the thickening 13 can be snapped into the circumferential groove 12 at the rear end of the connecting sleeve 10, the connecting sleeve 10 first slots 23, which ensure that the rear end can be deformed resiliently when snapping.
  • the connecting sleeve 10 has second slots 24, which ensure that the front end of the connecting sleeve 10 can be elastically resiliently expanded in the region of the contact opening 16, so that the contact pin 3 can be inserted into this.
  • the inner conductor 4, the outer conductor 5, and the connecting sleeve 10 are preferably made of metal as turned parts (decolletage parts).
  • FIGS. 6 and 7 has the same structure in principle as the embodiment according to FIGS. 1-5. With regard to the general description, reference is made to the corresponding statements.
  • the two EMI seals 7 and the outer conductor sleeve 24 are glued to the circuit board 14 and remain on the release of the first connector part adhere to this. If necessary, other separations are possible.
  • the upper seal 7, as well as the outer conductor sleeve 24 adhere to the first connector part 1.
  • the two seals 7 and the outer conductor sleeve 24 can be attached to the first connector part 2.
  • Part 2 adhere.
  • the insulator 6 is fixed by a here annular holder 27 in the outer conductor 5.
  • the connecting sleeve 10 can be deflected in the lateral direction by a deflection angle .alpha. It is supported laterally at maximum deflection by the side wall of the funnel-shaped opening 11.
  • the connector 1 shown is designed so that a lateral offset (radial direction xy plane) between the first and the second connector part 2, 3 of up to 0.6 mm and in the axial direction (z-direction) of 1mm can be easily compensated.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz Koaxialverbinder (1) mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil (2, 3). Der erste Verbinderteil (2) weist einen Aussenleiter (5) und einem gegenüber diesem mittels eines Isolators (6) gehaltenen Innenleiter (4) auf, der in einer Öffnung (11) des Isolators (6) angeordnet ist. Der Innenleiter (4) weist ein Endstück (8) auft, welches mit einer Verbindungshülse (10) elektrisch leitend wirkverbunden ist. Die Verbindungshülse (10) ist mit dem Isolator (6) über erste Wirkverbindungsmittel (12, 13) mechanisch wirkverbunden, so dass die Verbindungshülse (10) gegenüber dem Innenleiter (4) gekippt werden kann. Eine Axialverschiebung kann über die Wirkverbindung mit dem zweiten Verbinderteil (3) ermöglicht werden.

Description

HOCHFREQUENZ KOAXIALVERBINDER
Die vorliegende Erfindu ng betrifft einen Hochfrequenz Koaxialverbinder, respektive ein koaxiales Verbinderteil fü r einen Hochfrequenz Koaxialverbinder gemäss dem Oberbegriff des u nabhängigen Patentanspruchs.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Hochfrequenz Koaxialverbinder zu r Wirkverbindu ng von Leiterplatten bekannt.
US4925403 wu rde 1 988 im Namen der Gilbert Engineering Co. hinterlegt. US'403 zeigt einen Koaxialverbinder bestehend aus zwei Verbinderteilen u nd einem zwischen diesen angeordneten Übergangsstück. Alle drei Verbinderteile weisen einen vergleichsweise komplizierten koaxialen Aufbau auf. Der Verbinder ist so aufgebaut, dass ein gewisser seitlicher Versatz kompensiert werden kann. Aufgrund des Aufbaus ist in axialer Richtu ng keine Kompensation möglich. Das Übergangsstück wird in das erste u nd das zweite Verbinderteil lösbar eingeschnappt.
EP0793299 wu rde 1 997 im Namen der Otto Du nkel GmbH hinterlegt. EP'299 zeigt einen Koaxialverbinder, welcher zu m gegenseitigen Verbinden von in parallel zueinander angeordneten Leiterplatten verlaufenden Leiterbahnen dient. Der Verbinder umfasst ebenfalls zwei Verbinderteile u nd ein Übergangsstück, welches in die Verbinderteile eingeschnappt werden kann. Gegenü ber dem Stand der Technik soll eine erhebliche Vereinfachu ng daraus resu ltieren, dass die Isolatoren der Verbinderteile einheitlich ausgestaltet werden.
US5980290 wu rde 1 998 im Namen der Fa. Radiall SA hinterlegt. US'290 befasst sich ebenfalls mit einem Koaxialverbinder. Der Verbinder besteht aus zwei koaxial aufgebauten Verbinderteilen, welche in Querrichtu ng eine gewisse Fehlstellu ng zu kompensieren vermö- gen. Die Verbinderteile weisen einen vergleichsweise komplizierten, kosten intensiven Aufbau auf.
EP1028490 wu rde 2000 im Namen der Fa. Radiall SA hinterlegt. EP'490 zeigt einen einteiligen Koaxialverbinder, welcher auf zu verbindende Platinen aufgelötet wird. Der Verbinder weist zwar einen einfachen Aufbau auf, kann aber nach der Montage nicht mehr gelöst werden.
WO0052788 wu rde 2000 im Namen derselben Anmelderin hinterlegt. WO'788 zeigt einen Koaxialverbinder mit zwei Verbinderteilen u nd einem zwischen diesen angeordneten Übergangsstück. Der Koaxialverbinder kann sowohl radiale als auch axiale Fehlstellu ngen kompensieren. Die Verbinderteile u nd das Übergangsstück werden du rch Schnappverbindu ngen miteinander gekoppelt. Kugelige Flächen ermöglichen das erforderliche Spiel.
EP1 207592 wu rde 2001 im Namen der Fa. Rosenberger hinterlegt. EP'592 zeigt einen Koaxialverbinder mit zwei Verbinderteilen u nd einem zwischen diesen angeordneten ebenfalls koaxial ausgebildeten Übergangsstück. Dieses ermöglicht es, dass sowohl in axialer als auch in radialer Richtu ng eine gewisse Kompensation möglich ist. Der Verbinder weist einen vergleichweise komplizierten Aufbau auf.
US20021 1 1057 wu rde 2002 im Namen der Fa. Harting hinterlegt. US'057 zeigt in einer Ausfü hru ngsform einen Mehrfachverbinder mit zwei Verbinderteilen, die allerdings keinen koaxialen Aufbau aufweisen. Eines der Verbinderteile weist mehrere Hü lsen auf, die zu m Konnektieren der Leiter dienen. Die Hü lsen sind in seitlicher Richtu ng in gewissem Mass beweglich u nd werden du rch ein äusseres Gehäuse gestützt. Der Verbinder eignet sich nicht zu m Übertragen von hohen Frequenzen. US2003060069 wu rde 2002 im Namen der Fa. Tyco hinterlegt. US'069 zeigt einen Koaxialverbinder zu m Wirkverbinden der Leiterbahnen von zwei parallel angeordneten Platinen. Der Verbinder besteht nu r aus einem Verbinderteil mit federnd angeordneten Verbindungsmitteln, welche direkt auf Leiterbahnen der einen Platine konnektieren. Aufgru nd der pu nktförmigen Verbindung kann nu r wenig Leistu ng ü bertragen werden.
Weiterhin sind aus folgenden Pu blikationen Koaxialverbinder bekannt, welche zu r Kompensation von gewissen Fehlstellungen geeignet sind: US2004038586A, US2007026698A, US2007251 808A, US20061 94465A, US2007004276A, CN2879475Y, US2008057782A, US2009149086A oder CN 101459304A. Alle Verbinder weisen einen vergleichsweise komplizierten Aufbau auf.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verbinder zu zeigen mittels dem Hochfrequenz Steckverbindu ngen zwischen mehreren verstreuten Pu nkten auf einer Leiterplatte (PCB) u nd z.B. einer dazu parallelen Front eines Modu ls einfach u nd kostengü nstig hergestellt werden können. Eine weitere Aufgabe der Erfindu ng besteht darin, einen Verbinder zu zeigen, welcher Positionsu ngenau igkeiten auszugleichen vermag.
Diese Aufgabe wird du rch das in den u nabhängigen Patentansprüchen definierte koaxiale Verbinderteil, respektive den Hochfrequenz Koaxialverbinder gelöst.
I n einer Ausfü hrungsform besteht ein Hochfrequenz Koaxialverbinder aus einem ersten koaxialen Verbinderteil u nd einem damit wirkverbindbaren zweiten Verbinderteil. Das erste Verbinderteil so ausgestaltet, dass es in eine Frontplatte eines Gehäuses (Modu l) integriert werden kann. Pro erstem Verbinderteil wird an einer korrespondierenden Position ein Kontaktstift (zweiter Verbinderteil) auf einer Leiterplatte, z.B. du rch Löten befestigt. Der Kontaktstift kann auf einer Oberfläche der Leiterplatte befestigt oder du rch eine Bohru ng in der Leiterplatte hindu rch gesteckt u nd dann z.B. verlötet werden. I n einer Ausfü hru ngsform weist der erste Steckverbinder einen Isolator, einen stiftförmigen I nnenleiter u nd eine auf den I nnenleiter aufgesteckte Verbindu ngshü lse auf. Die Verbindu ngshü lse hat am hinteren Ende einen Flansch der in montiertem Zustand in einer Nut des Isolators gehalten wird.
Das leiterplattenseitige Ende des I nnenleiterstiftes ist so ausgestaltet, dass er eine gewisse seitliche Auslenku ng der kontaktierenden Buchse in einem definierten Bereich zu lässt. Mit Vorteil weist der I nnenleiter an seinem leiterplattenseitigen Ende einen kugelförmigen Endbereich auf, welcher im montierten Zustand in die Buchse hineinragt u nd diese entlang einer I nnenfläche elektrisch leitend kontaktiert. Je nach Anforderu ngen können anders geformte Endbereiche verwendet werden. Z.B. kann bei einer von einer Kugelform abweichenden Endfläche eine Rückstellkraft erzeugt werden, indem die federelastisch ausgebildete Verbindungshü lse bei einer Auslenku ng kontrolliert deformiert wird.
Isolator, I nnenleiterstift u nd Buchse können als vormontierte Baugru ppe in der Frontplatte z.B. du rch Einpressen befestigt werden. Die Frontplatte kann als Aussenleiter des Verbinders dienen. Als Hochfrequenzabschirmu ng zwischen Frontplatte u nd Leiterplatte wird mit Vorteil eine leitende EMI-Dichtung (Elektromagnetische I nterferenz) eingesetzt. I n einer Ausfü hrungsform wird diese Abschirmu ng ü berstehend in der Frontplatte eingelassen. Die EMI- Dichtu ng kontaktiert die Masse der Leiterplatte. I n wirkverbu ndenem Zustand wird die Abschirmu ng in axialer Richtu ng zusammengedrückt, abhängig vom Abstand zwischen Front- und Leiterplatte.
Aus dem Stand der Technik bekannte Lösu ngen basieren in der Regel auf einem Steckverbinderpaar mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil, welche du rch ein koaxial aufgebautes Übergansstück miteinander wirkverbindbar sind. Sowohl die Verbinderteile als auch das Übergangsstück weisen einen koaxialen, häufig komplizierten Aufbau auf u nd sind damit vergleichsweise teuer. Andere aus dem Stand der Technik bekannte Verbinder kontak- tieren die Leiterplatte ohne genügende HF-Abschirmung oder weisen einen ungenügenden Toleranzausgleich auf. Ein erfindungsgemässer Verbinder weist diese Nachteile nicht auf und beschränkt sich auf ein Minimum an Bauteilen.
In einer Ausführungsform umfasst der Koaxialverbinder ein erstes koaxiales Verbinderteil mit einem Aussenleiter und einem gegenüber diesem mittels eines Isolators gehaltenen Innenleiter. Der Innenleiter ist in einer Öffnung des Isolators angeordnet und weist ein Endstück auf, welches mit einer elektrisch leitfähig ausgestalteten Verbindungshülse elektrisch leitend wirkverbunden ist. Die Verbindungshülse ist mit dem Isolator über erste Wirkverbindungs- mittel mechanisch wirkverbunden. Die mechanische Wirkverbindung ist so ausgestaltet, dass die Verbindungshülse in seitlicher Richtung um einen Winkel α gekippt werden kann. Ein Längenausgleich in axialer Richtung (senkrecht zur gegenüberliegenden Leiterplatte) wird z.B. durch die Wirkverbindung mit einem zweiten, stiftförmigen Verbinderteil wie nachfolgend beschrieben ermöglicht.
Das erste Verbinderteil kann ein kugelförmig ausgebildetes Endstück aufweisen, welches in montiertem Zustand mit einer Innenfläche der Verbindungshülse zusammenwirkt. Das Wirk- verbindungsmittel kann aus einer an der Verbindungshülse ausgebildeten Verdickung und einer im Innern der Öffnung des Isolators angeordnete Nut bestehen, in welche die Verdickung im montierten Zustand eingreift. Die Verdickung und die Nut sind mit Vorteil so ausgestaltet, dass die Verbindungshülse in seitlicher Richtung bis zu einem gewissen Kippwinkel, resp. Auslenkwinkel, verkippt werden kann. Gute Resultate werden erzielt, wenn die Verdickung oberhalb des Endstückes angeordnet ist, da dadurch der mögliche Kippwinkel nicht negativ eingeschränkt wird. Bei Bedarf kann die Verbindungshülse Schlitze aufweisen, welche die Randbereiche elastisch machen, so dass die Verbindungshülse eingeschnappt werden kann. In einer Ausführungsform weist die Verbindungshülse einen nach innen gerichteten Vorsprung mit einer konisch ausgebildeten Leitfläche auf, die in eine Verbindungsöffnung mündet, welche zur Aufnahme eines stiftförmigen zweiten Verbinderteils geeignet ist. Der Aussenleiter kann eine Kontaktfläche aufweisen, welche zum Kontaktieren einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte dienen kann. Alternativ oder in Ergänzung kann der Aussenleiter mit einer elektrisch leitenden Dichtung wirkverbunden sein, welche zum Kontaktieren einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte dient. Der erfindungsgemässe Verbinder bietet eine gute Hochfrequenz-Abschirmung und erlaubt es gleichzeitig, Positionsungenauigkeiten in axialer und radialer Richtung auszugleichen. In einer Ausführungsform des Koaxialverbinders, welcher zur Überbrückung einer Distanz von 9 mm zwischen einer Leiterplatte (PCB) und einer Cerä- tefrontplatte geeignet ist, kann ein Axialversatz von bis zu 1 mm, sowie ein Radialversatz von bis zu 0.5 mm kompensiert werden. Bei entsprechender Ausgestaltung sind andere Bereiche möglich. Der erfindungsgemässe Verbinder eignet sich besonders für eine kostengünstige "schwimmende" Anbindung von Hochfrequenz-Komponenten auf eine Leiterkarte. Auf der Leiterkarte muss in der Regel lediglich ein einfacher Innenleiterstift angelötet werden. Die Hochfrequenzabschirmung kann optimal gewährleistet werden, auch wenn es geometrische Fluchtabweichungen zwischen den zu kontaktierenden Elementen gibt. In einem Anwendungsgebiet wird ein Filter direkt mit einer Platine eines Duplexers in einer Mobilfun kbasisstation wirkverbunden.
Anhand der nachfolgenden Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen
Fig.1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Koaxialverbinders in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben; den Koaxialverbinder gemäss Figur 1 in einer Explosionsdarstellung; Fig. 3 den Koaxialverbinder gemäss Figu r 1 in montiertem Zustand;
Fig. 4 den Koaxialverbinder gemäss Figu r 1 in einer Seitenansicht;
Fig. 5 eine Schnittdarstellu ng du rch den Koaxialverbinder entlang der Schnittlinie AA gemäss Figu r 4;
Fig. 6 eine zweite Ausfü hru ngsform eines erfindu ngsgemässen Koaxialverbinders in einer Seitenansicht;
Fig. 7 eine Schnittdarstellu ng durch den Koaxialverbinder entlang der Schnittlinie BB gemäss Figu r 6.
Figur 1 zeigt eine erste Ausfü hru ngsform eines erfindu ngsgemässen Koaxialverbinders 1 in einer perspektivischen Darstellu ng von schräg oben. Figur 2 zeigt denselben Koaxialverbinder 1 in einer Explosionsdarstellu ng. Figur 3 zeigt den Koaxialverbinder 1 in montiertem Zustand. Figur 4 zeigt den Koaxialverbinder 1 in einer Seitenansicht u nd Figur 5 zeigt den Koaxialverbinder 1 in einer Schnittdarstellu ng entlang der Schnittlinie AA. Figur 6 zeigt eine zweite Ausfü hru ngsform eines erfindu ngsgemässen Koaxialverbinders 1 in einer Seitenansicht u nd Figur 7 zeigt den Koaxialverbinder 1 in einer Schnittdarstellu ng entlang der Schnittlinie BB. I n den einzelnen Ausfü hrungsformen sind sich entsprechende Bereiche mit denselben Bezugszeichen versehen.
I n den Figuren 1 u nd 2 ist der Koaxialverbinder 1 aufgeschnitten dargestellt, damit das I nnenleben des Koaxialverbinders 1 besser sichtbar wird.
Der Koaxialverbinder 1 besteht aus einem ersten Verbinderteil 2 u nd einem zweiten Verbinderteil 3. Der erste Verbinderteil 2 wird z.B. an einem Gehäuse befestigt oder ist in dieses integriert. Je nach Anwendu ngsgebiet kann der erste Verbinderteil 2 auch so ausgestaltet werden, dass er auf einer Leiterplatte befestigt werden kann.
Der erste Verbinderteil 2 weist einen I nnenleiter 4, einen Aussenleiter 5, sowie einen Isolator
6 auf. Der Isolator 6 dient zu r Halteru ng u nd Positionieru ng des I nnenleiters 4 gegenü ber dem Aussenleiter 5 (teilweise geschnitten dargestellt). Der I nnenleiter 4 wird von oben her (z-Richtu ng) bis zu einem Anschlag in den Isolator 5 eingepresst. Der Isolator 5 ist in der gezeigten Darstellu ng von u nten her in den Aussenleiter 6 eingepresst. Andere Befestigu ngsarten u nd Aufbauten sind bei Bedarf möglich. I n der gezeigten Ausfü hru ngsform gemäss den Figuren 1 -5 ist der Aussenleiter 6 Teil eines Gehäuses 18 einer nu r schematisch dargestellten grösseren Vorrichtu ng. Der Aussenleiter 6 ist vorstehend ausgebildet. Er ragt du rch eine Öffnung 22 einer Abschirmung 21 hindu rch, welche auf einer Platine 14 angeordnet ist. Wie in Figur 3 gezeigt, kann der Aussenleiter 5 auch als separates Teil ausgebildet sein, das sich z.B. du rch Einpressen oder Löten zu m Wirkverbinden mit einem Gehäuse und/oder einer Leiterplatte eignet.
Am u nteren, platinenseitigen Ende des Aussen leiters 5 ist hier eine Dichtu ng (EMI Dichtu ng)
7 befestigt. Die Dichtu ng 7 besteht aus elektrisch leitendem Material u nd bildet eine elektrisch leitende Wirkverbindu ng zwischen dem Aussenleiter 6 u nd Leiterbahnen (nicht näher dargestellt) der Platine 14. Bei Bedarf kann die Dichtu ng 7 aus deformierbarem Material hergestellt sein, welches bei einer vergleichsweise geringen Kontaktkraft eine gut leitfähige Verbindung bildet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Dichtung eine Abschirmu ng des I nnenlebens gegen äussere Einflüsse ermöglicht. Je nach Anwendu ngsgebiet kann der Aussenleiter 5 auch direkt mit den Leiterbahnen der Platine 14 in Wirkverbindu ng treten.
Der I nnenleiter 2 weist ein Endstück 8 mit einer hier kugelförmigen Endfläche 9 auf, welche in montiertem Zustand in eine Verbindu ngshü lse 1 0 eingreift u nd mit dieser elektrisch lei- tend in Kontakt steht. Je nach Anwendungsgebiet kann die Endfläche 9 auch eine von einer Kugelfläche abweichende Ausgestaltung aufweisen, sofern die seitliche Bewegung nicht negativ beeinträchtigt wird.
Der Isolator 6 weist eine axial durchgehende Öffnung 11 auf, in welcher die Verbindungshülse 10 angeordnet ist. Die Öffnung 11 weist einen Hinterschnitt 12 (umlaufende Nut) auf, in welchen eine am hinteren Ende der Verbindungshülse 10 angeordnete, radial nach aussen vorstehende Verdickung 13 eingeschnappt ist. Die umlaufende Nut 12 und die Verdickung 13 bilden gemeinsam erste Wirkverbindungsmittel. Der Hinterschnitt 11 ist in der gezeigten Ausführungsform oberhalb eines Zentrums 25 der kugelförmigen Endfläche 9 angeordnet, wodurch eine feste mechanische Kopplung und eine guter maximaler Auslenkwinkel erreicht wird. Gegen das untere Ende hin weitet sich die Öffnung 11 trichterförmig auf, so dass die Verbindungshülse 10 - wie in Figur 5 dargestellt - in seitlicher Richtung um einen Auslenkwinkel α auslenkbar ist. Die Öffnung 11 ist in der gezeigten Ausführungsform so ausgestaltet, dass sie die Verbindungshülse 10 bei maximaler Auslenkung seitlich stützt. Der Flansch 13 und der Hinterschnitt 12 sind so ausgebildet, dass sie dem Verkippen der Verbindungshülse 10 nicht ungewollt entgegenwirken.
Die Verbindungshülse 10 wirkt in wirkverbundenem Zustand (vgl. Figuren 1, 3 und 5) mit einem Kontaktstift 3 (zweites Verbinderteil) zusammen, der auf einer dem Gehäuse 18 gegenüberliegenden Platine 14 z.B. durch Auflöten (Variante gemäss Figur 5) oder Durchstecken und Verlöten (Variante gemäss Figuren 1-3) befestigt wird. In der gezeigten Ausführungsform weist die Verbindungshülse 10 am unteren Ende einen nach innen gerichteten Vorsprung 15 auf, der eine Kontaktöffnung 16 bildet vor der eine trichterförmige Leitfläche 17 angeordnet ist. Der Kontaktstift 3 greift in wirkverbundenem Zustand in die Kontaktfläche 16 ein und bildet mit dieser eine elektrisch leitende Verbindung. Die Leitfläche 17 hilft dabei die Verbindungshülse 10 gegenüber dem Kontaktstift 3 auch bei einem gewissen seitlichen Versatz in die richtige Position zu bringen. Die Verbindungshülse 10 ist in entlang des Kontaktstiftes 3 verschiebbar angeordnet, so dass ein axialer Längenausgleich (z- Richtung) möglich ist. Der maximal mögliche axiale Längenausgleich wird u. a. durch die Länge des Kontaktstiftes, sowie der Ausgestaltung der Kontakthülse 10 bestimmt.
Damit die Verdickung 13 am hinteren Ende der Verbindungshülse 10 in die umlaufende Nut 12 eingeschnappt werden kann, weist die Verbindungshülse 10 erste Schlitze 23 auf, welche dafür sorgen, dass das hintere Ende beim Einschnappen federelastisch deformiert werden kann. Am vorderen Ende weist die Verbindungshülse 10 zweite Schlitze 24 auf, die dafür sorgen, dass das vordere Ende der Verbindungshülse 10 im Bereich der Kontaktöffnung 16 elastisch federnd aufgeweitet werden kann, so dass der Kontaktstift 3 in diese eingeschoben werden kann.
Der Innenleiter 4, der Aussenleiter 5, sowie die Verbindungshülse 10 sind bevorzugt als Drehteile (Decolletage-Teile) aus Metall hergestellt.
Die Ausführungsform gemäss den Figuren 6 und 7 weist vom Prinzip her denselben Aufbau auf wie die Ausführungsform gemäss den Figuren 1-5. Bezüglich der allgemeinen Beschreibung wird auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen. Wie in der Schnittdarstellung gemäss Figur 7 zu erkennen ist, sind in der zweiten Ausführungsform zwei EMI-Dichtungen 7 vorhanden, welche den Aussenleiter 5 mit der Platine über eine Aussenleiterhülse 26 wirkverbinden. In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden EMI-Dichtungen 7 und die Aussenleiterhülse 24 mit der Platine 14 verklebt und bleiben beim Lösen des ersten Verbinderteils an dieser haften. Bei Bedarf sind andere Trennungen sind möglich. Z.B. können die obere Dichtung 7, sowie die Aussenleiterhülse 24 am ersten Verbinderteil 1 haften bleiben. In einer weiteren Ausführungsform können beide Dichtungen 7 und die Aussenleiterhülse 24 beim Lösen des ersten Verbinderteils 2 vom zweiten Verbinderteil 3 am ersten Verbinder- teil 2 haften bleiben. Der Isolator 6 wird durch eine hier ringförmige Halterung 27 im Aussen leiter 5 fixiert.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der Isolator 6 eine kürzere Ausgestaltung aufweist. Die Verbindungshülse 10 ist in seitlicher Richtung um einen Auslenkwinkel α aus- lenkbar. Sie wird bei maximaler Auslenkung durch die Seitenwand der trichterförmigen Öffnung 11 seitlich gestützt. Der gezeigte Verbinder 1 ist so ausgestaltet, dass ein seitlicher Versatz (radiale Richtung xy-Ebene) zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinderteil 2, 3 von bis zu 0.6 mm und in axialer Richtung (z-Richtung) vom 1mm problemlos kompensiert werden kann.
LISTE DER BEZUCSZEICHEN
α Auslenkungswinkel (Kippwinkel) 14 Platine
1 Koxialverbinder 1 5 Vorsprung
2 erster Verbinderteil 1 6 Kontaktöffnung
3 zweiter Verbinderteil, Kontaktstift 1 7 Leitfläche
4 Innenleiter 20 18 Gehäuse (Vorrichtung)
5 Aussenleiter 1 9 Innenfläche (Verbindungshülse)
6 Isolator 20 Kontaktfläche
7 Dichtung (EMI-Dichtung) 21 Abschirmung
8 Endstück 22 Öffnung
9 Endfläche (kugelförmige Endfläche) 25 23 erste Schlitze
10 Verbindungshülse 24 zweite Schlitze
1 1 Öffnung 25 Zentrum kugelförmige Endfläche
1 2 umlaufende Nut (Hinterschnitt) 26 Aussenleiterhülse
13 radial vorstehende Verdickung 27 ringförmige Halterung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Koaxiales Verbinderteil (2) mit einem Aussenleiter (5) und einem gegenüber diesem mittels einem Isolator (6) gehaltenen Innenleiter (4), der in einer Öffnung (11) des Isolators (6) angeordnet ist und ein Endstück (8) aufweist, welches mit einer Verbindungshülse (10) elektrisch leitend wirkverbunden ist und wobei die Verbindungshülse (10) mit dem Isolator (6) über erste Wirkverbindungsmittel (12, 13) mechanisch wirkverbunden ist, so dass die Verbindungshülse (10) gegenüber dem Innenleiter (4) um einen Kippwinkel α gekippt werden kann.
2. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (8) kugelförmig ausgebildet ist und in montiertem Zustand mit einer Innenfläche (19) der Verbindungshülse (10) zusammenwirkt.
3. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Wirkverbindungsmittel (12, 13) durch eine an der Verbindungshülse (10) ausgebildete Verdickung (13) und einer im Innern der Öffnung (11) des Isolators angeordnete Nut (12) gebildet werden, in welche die Verdickung (13) im montierten Zustand eingreift.
4. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (13) in axialer Richtung (z) oberhalb eines Zentrums des Endstückes (8) angeordnet ist.
5. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (11) im Isolator (6) so ausgestaltet ist, dass die Verbindungshülse (10) bei einem maximalem Kippwinkel α durch die Innenwand der Öffnung (11) seitlich gestützt ist.
6. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungshülse (10) einen nach innen gerichteten Vorsprung (15), welcher eine Kontaktöffnung (16) bildet und eine konisch ausgebildeten Leitfläche (17) aufweist, welche zur Aufnahme eines stiftförmigen zweiten Verbinderteils (3) geeignet ist.
7. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenleiter (5) eine Kontaktfläche aufweist, welche zum Kontaktieren einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte dient.
8. Koaxiales Verbinderteil (2) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenleiter (5) mit einer elektrisch leitenden Dichtung (7) wirkverbunden ist, welche zum Kontaktieren einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte (14) dient.
9. Koaxialverbinder (1) mit einem ersten Verbinderteil (2) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche und einem zweiten Verbinderteil (3), welches zur Wirkverbindung mit dem ersten Verbinderteil geeignet ist.
10. Koaxialverbinder gemäss Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbinderteil (3) stiftförmig ausgebildet ist.
11. Koaxialverbinder gemäss Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verbinderteil (3) in die Kontaktöffnung (16) eingreift und gegenüber dieser in axialer Richtung (z) verschiebbar ist.
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