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Title:
DEVICE FOR CONNECTING A COAXIAL CABLE TO A PRINTED CIRCUIT BOARD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/026505
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for connecting a coaxial cable (1) to a printed circuit board (2), comprising an outer conductor contact part (10) for fixing to an upper face of the printed circuit board (2), comprising an inner conductor contact part (14) for fixing to a lower face of the printed circuit board (2), and comprising an outer conductor contact plug (8) for fixing to an outer conductor (5) of the coaxial cable (1). The outer conductor contact plug (8) can be plugged and locked into or onto the outer conductor contact part (10), and an inner conductor (3) of the coaxial cable (1) can be plugged into the inner conductor contact part (14). The invention further relates to a system consisting of a coaxial cable (1), a printed circuit board (2), and a device of the aforementioned type.

Inventors:
WENGLER JUERGEN (AT)
Application Number:
PCT/EP2012/002595
Publication Date:
February 28, 2013
Filing Date:
June 20, 2012
Export Citation:
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Assignee:
ROSENBERGER HOCHFREQUENZTECH (DE)
WENGLER JUERGEN (AT)
International Classes:
H01R13/627; H01R9/05
Foreign References:
US3742425A1973-06-26
DE202009016090U12010-03-04
US20050026498A12005-02-03
EP0382038A11990-08-16
GB2187898A1987-09-16
EP0848459A21998-06-17
Attorney, Agent or Firm:
ZEITLER VOLPERT KANDLBINDER (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels (1) an eine Leiterplatte (2) mit einem Außenleiterkontaktteil (10) zur Fixierung an einer Oberseite der Leiterplatte (2), einem Innenleiterkontaktteil (14) zur Fixierung an einer Unterseite der Leiterplatte (2) und einem Außenleiterkontaktstecker (8) zur Fixierung an einem Außenleiter (5) des Koaxialkabels (1), wobei der Außenleiterkontaktstecker (8) in oder auf das Außenleiterkontaktteil (10) steckbar und verriegelbar ist und ein Innenleiter (3) des Koaxialkabels (1) in das Innenleiterkontaktteil (14) steckbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung des Außenleiterkontaktsteckers (8) in oder auf dem Außenleiterkontaktteil (10) lösbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenleiterkontaktteil (10) einen Federkorb mit einer Mehrzahl von peripher angeordneten Federlaschen (11) zur Aufnahme des Außenleiterkontaktsteckers (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlaschen (11) radial gerichtete Vorsprünge (17) und/oder Vertiefungen und der Außenleiterkontaktstecker (8) eine Vertiefung und/oder einen Vorsprung zur Ausbildung einer Rastverbindung aufweisen. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenleiterkontaktteil (10) und der Außenleiterkontaktstecker (8) komplementäre Schrägflächen aufweisen, durch die die Radialkräfte, die von den Federlaschen (11) auf den Außenleiterkontaktstecker (8) ausgeübt werden, in einer Axialkraft resultieren.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenleiterkontaktteil (14) einen Federkorb mit einer Mehrzahl von peripher angeordneten Federlaschen (15) zur Aufnahme des Innenleiters (3) aufweist.

System aus einem Koaxialkabel (1 ), einer Leiterplatte (2) und einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Außenleiterkontaktteil (10) und der Oberseite der Leiterplatte (2) und/oder die Verbindung zwischen dem Innenleiterkontaktteil (14) und der Unterseite der Leiterplatte (2) und/oder die Verbindung zwischen dem Außenleiterkontaktstecker (8) und dem Außenleiter (5) des Koaxialkabels (1) gelötet ist.

Description:
Vorrichtung zur Anbindunq eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte sowie ein System aus einer solchen Vorrichtung sowie einem Koaxialkabel und einer Leiterplatte. Zur Anbindung eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte, d.h. ein mit Leiterbahnen versehenes Trägerbauteil, werden die einzelnen Leiter des Koaxialkabels, d.h. der Außenleiter sowie der Innenleiter, häufig schlicht mit den entsprechenden Leiterbahnen auf der Leiterplatte verlötet, um sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Koaxialkabel herzustellen. Eine solche Art der Anbindung ist insbesondere aufgrund der Komplexität der Lötstellen aufwändig und daher mit einem erheblichen Zeitaufwand verbunden. Zudem ist eine solche Verbindung nicht wieder lösbar.

Alternativ kann vorgesehen sein, die Verbindung zwischen den Leitern des Koaxial- kabels und der Leiterplatte in Form einer Steckverbindung auszubilden. Eine solche ist beispielsweise aus der EP 0 848 459 A2 bekannt. Die darin offenbarte Steckverbindung beruht auf einem Adapter, der dauerhaft mit dem Außen- und Innenleiter des Koaxialkabels verbunden wird und einen ringförmigen Außenleiterteil sowie einen steckerförmigen Innenleiterteil umfasst, der koaxial innerhalb des Außenleiter- teils angeordnet ist. Zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Koaxialkabel und der Leiterplatte wird der mit dem Koaxialkabel verbundene Adapter in entsprechend ausgeformte Öffnungen der Leiterplatte eingesteckt, die metallisiert sind, um so eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Koaxialkabel und den Leiterbahnen der Leiterplatte herzustellen. Die Öffnungen umfassen somit eine zentrische Durchgangsöffnung zur Kontaktierung mit dem Innenleiterteil des Adapters sowie eine dazu koaxial angeordnete ringförmige Öffnung zur Kontaktierung mit dem entspre- chenden Außenleiterteil des Adapters. Zur Sicherung der Verbindung wird der Adapter mechanisch in der Leiterplatte arretiert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte anzugeben. Insbesondere sollte die erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig herstellbar sein und ermöglichen, im Rahmen des Herstellungsprozesses und unabhängig von dem späteren Einbauort auf ihre Funktionsfähigkeit getestet zu werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentan- spruch 1 gelöst. Ein entsprechendes System aus einer solchen Vorrichtung sowie einem Koaxialkabel und einer Leiterplatte ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Systems sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfin- dung. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte weist erfindungsgemäß ein Außenleiterkontaktteil zur (dauerhaften) Fixierung an einer Oberseite der Leiterplatte, ein Innenleiterkontaktteil zur (dauerhaften) Fixierung an der Unterseite der Leiterplatte sowie einen Außenleiterkontaktstecker zur (dauerhaften) Fixierung an einem Außenleiter des Koaxialkabels auf, wobei der Außenleiterkontaktstecker in oder auf das Außenleiterkontaktteil steckbar und dort verriegelbar ist und ein Innenleiter des Koaxialkabels lösbar in das Innenleiterkontaktteil steckbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte ist konstruktiv einfach ausgestaltet und kann daher kostengünstig hergestellt werden. Zudem umfasst die Vorrichtung selbst sämtliche für die spätere elektrische Kontaktierung relevanten Bauteile, die bei der Montage lediglich noch (vor- zugsweise dauerhaft) mit den entsprechenden Elementen, d.h. der Leiterplatte und den Leitern des Koaxialkabels, verbunden werden müssen. Dies ermöglicht, die Vorrichtung selbst, beispielsweise im Rahmen der Herstellung, auf ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen und somit einer Qualitätsüberprüfung zuzuführen, bevor die Vorrichtung in den Vertrieb gelangt.

Um eine problemlose Überprüfbarkeit der elektrischen Kontaktierungen der die erfindungsgemäße Vorrichtung ausbildenden Bauteile zu ermöglichen, ist vorzugsweise vorgesehen, die Verriegelung zwischen dem Außenleiterkontaktstecker und dem Außenleiterkontaktteil (zerstörungsfrei) lösbar auszubilden. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Außenleiterkontaktteil einen Federkorb mit einer Mehrzahl von peripher angeordneten Federlaschen zur Aufnahme des Außenleiterkontaktsteckers aufweist. Diese Ausgestaltung des Außenleiterkontaktteils kann die Basis für eine Vielzahl von vorteilhaften Weiterbildungen sein.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Federlaschen radial nach innen gerichtete Vorsprünge und oder Verteifungen und der Außenleiterkontaktstecker (mindestens) eine Vertiefung und/oder (/mindestens) einen Vorsprung aufweisen. Hier- durch kann eine einfache und gleichzeitig kostengünstige Rastverbindung für die erfindungsgemäße Vorrichtung realisiert werden.

Weiterhin kann durch die bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Außenleiterkontaktteil einen Federkorb aufweist, eine einfache und effektive Maßnahme geschaffen werden, wodurch der Außenleiterkontaktstecker und das Außenleiterkontaktteil unter einer dauerhaften und definierten Axialkraft gegeneinander gedrückt werden, wodurch eine sichere und insbesondere in- termodulationsfreie Verbindung zwischen den Bauteilen realisiert werden kann. Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass das Außenleiterkontaktteil und der Außenleiterkontaktstecker komplementäre Schrägflächen aufweisen, durch die die Radialkräfte, die von den Federlaschen auf den Außenleiterkontaktstecker ausgeübt werden, in einer Axialkraft(komponente) resultieren.

Eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen dem Innenleiterkontaktteil und dem - vorzugsweise als Vollleiter ausgebildeten - Innenleiter des Koaxialkabels kann vorzugsweise über einen Federkorb mit einer Mehrzahl von peripher angeordneten Federlaschen des Innenleiterkontaktteils realisiert werden. Die Federlaschen können so ausgebildet sein, dass sie durch das Einstecken des Innenleiters des Koaxialkabels zumindest geringfügig radial ausgelenkt werden, wodurch die einzelnen Federlaschen unter (elastischer) Vorspannung an dem Außenumfang des Innenleiters anliegen.

Ein erfindungsgemäßes System umfasst zumindest ein Koaxialkabel, eine Leiterplatte sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung des Koaxialkabels an die Leiterplatte.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen dem Außenleiterkon- taktteil und der Oberseite der Leiterplatte und/oder die Verbindung zwischen dem Innenleiterkontaktteil und der Unterseite der Leiterplatte und/oder die Verbindung zwischen dem Außenleiterkontaktstecker und dem Außenleiter des Koaxialkabels gelötet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 : ein erfindungsgemäßes System in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 2: die Bestandteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels an eine Leiterplatte; Fig. 3: ein für die Anbindung an eine Leiterplatte vorbereitetes Koaxialkabel;

Fig. 4 bis 6: die Montage eines erfindungsgemäßen Systems in drei Teilschritten.

Ein erfindungsgemäßes System umfasst ein Koaxialkabel 1 , eine Leiterplatte 2 sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung des Koaxialkabels 1 an die Leiterplatte 2. Das Koaxialkabel 1 umfasst einen Innenleiter 3 sowie ein über ein Isolator 4 von dem Innenleiter 3 elektrisch isolierten Außenleiter 5, der als Leitergeflecht ausgebildet ist. Den Außenleiter 5 umgibt eine elektrisch isolierende Schutzummantelung 6.

Die Leiterplatte 2 umfasst eine Trägerplatte 7 aus einem elektrisch isolierenden Ma- terial sowie auf die Ober- und Unterseite der Trägerplatte 7 aufgebrachte Leiterbahnen (nicht dargestellt) aus einem elektrisch leitenden Material.

Die einzelnen Bestandteile der Vorrichtung zur Anbindung des Koaxialkabels 1 an die Leiterplatte 2 sind in der Fig. 2 dargestellt. Diese umfasst einen Außenleiterkon- taktstecker 8, der buchsenförmig ausgebildet ist, so dass ein abisoliertes Ende des Außenleiters 5 des Koaxialkabels 1 in den Außenleiterkontaktstecker 8 eingesteckt werden kann. Dabei berührt die Außenseite des Außenleiters 5 (elektrisch leitend) die Innenseite des buchsenförmigen Außenleiterkontaktsteckers 8. Eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Koaxialkabel 1 und dem Außenleiterkontaktstecker 8 wird durch ein Verlöten des Außenleiters 5 und des Außenleiterkotaktsteckers 8 erreicht. Steckseitig ist der Außenleiterkontaktstecker 8 mit einer mittigen Durchgangsöffnung 9 versehen, durch die der Innenleiter 3 des Koaxialkabels 1 hindurch gesteckt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels 1 an eine Leiterplatte 2 umfasst zudem noch ein Außenleiterkontaktteil 10, das einen Federkorb mit einer Vielzahl von ringförmig angeordneten Federlaschen 11 aufweist. Lei- terplattenseitig weist das Außenleiterkontaktteil 10 eine ringförmige, radiale Auflage- fläche sowie koaxial dazu einen ringförmigen Vorsprung 12 auf, dessen Außendurchmesser nur geringfügig kleiner als der Durchmesser einer Durchgangsöffnung 13 in der Leiterplatte 2 ist. Über diesen Vorsprung 12 kann das Außenleiterkontaktteil 10 in der Durchgangsöffnung 13 der Leiterplatte 2 positioniert werden. Eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Außenleiterkontaktteil 10 und der Leiterplatte 2 wird durch ein Verlöten der Kontaktflächen des Außenleiterkontaktteiis 10 (d.h. der Auflagefläche sowie der Umfangsfläche des Vorsprungs 12) mit den entsprechenden Gegenkontaktflächen der Leiterplatte 2 hergestellt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung eines Koaxialkabels 1 an eine Leiterplatte 2 umfasst weiterhin ein Innenleiterkontaktteil 14, das ebenfalls einen Federkorb mit einer Vielzahl von ringförmig angeordneten Federlaschen 15 aufweist, die der Aufnahme des freigelegten Endes des Innenleiters 3 des Koaxialkabels 1 dient. Das Innenleiterkontaktteil 14 weist leiterplattenseitig ebenfalls eine ringförmige, radiale Auflagefläche sowie einen Vorsprung 16 für die Positionierung in der Durchgangsbohrung 13 der Leiterplatte 2 auf. Ebenso wie bei dem Außenleiterkon- taktteil 10 wird die dauerhafte Verbindung der Leiterplatte 2 mit dem Innenleiterkon- taktteil 14 durch ein Verlöten der entsprechenden Kontaktflächen des Innenleiter- kontaktteils14 (d.h. der Auflagefläche sowie der Umfangsfläche des Vorsprungs 16) mit den entsprechenden Gegenkontaktflächen der Leiterplatte 2 erreicht.

Zur Montage des erfindungsgemäßen Systems wird zunächst ein Ende des Koaxialkabels 1 abisoliert, um sowohl den Innenleiter 3 als auch den Außenleiter 5 in definierten Abschnitten freizulegen (vgl. Fig. 3). Daraufhin wird der Außenleiterkontakt- stecker 8 auf das freigelegte Ende des Koaxialkabels 1 aufgesteckt und mit diesem durch ein Verlöten des freigelegten Abschnitts des Außenleiters 5 mit der Innenseite des Außenleiterkontaktsteckers 8 verbunden. Ein Teil des freigelegten Innenleiters 3 ragt dabei über den Außenleiterkontaktstecker 8 hinaus.

Dann werden sowohl das Außenleiterkontaktteil 10 als auch das Innenleiterkontakt- teil 14 mit ihren jeweiligen Vorsprüngen 12, 16 auf gegenüberliegenden Seiten in die Durchgangsöffnung 13 der Leiterplatte 2 eingesetzt und jeweils mit der Leiterplatte 2 verlötet.

Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung des Außen- 5 und des Innenleiters 3 mit den entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatte 2 wird dann das den Außenleiterkontaktstecker 8 aufweisende Ende des Koaxialkabels 1 in die Außen- 10 bzw. Innenleiterkontaktteile 14 eingesteckt. Dabei wird eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem mit dem Außenleiter 5 verbundenen Außenleiterkontaktstecker 8 und dem mit den entsprechenden Leiterbahnen verbundenen Außenleiter- kontaktteil 10 sowie zwischen dem Innenleiter 3 des Koaxialkabels 1 und dem mit den entsprechenden Leiterbahnen verbundenen Innenleiterkontaktteil 14 hergestellt.

Die Verbindung zwischen dem Innenleiter und dem Innenleiterkontaktteil ist kraftschlüssiger Art, wobei die Federlaschen des Federkorbs des Innenleiterkontaktteils von dem eingesteckten Innenleiter (geringfügig) radial nach außen ausgelenkt werden, wodurch eine Federvorspannung erzeugt wird, durch den diese unter definierter Kraft gegen die Außenseite des Innenleiters gedrückt werden.

Die Verbindung zwischen dem mit dem Außenleiter 5 des Koaxialkabels 1 dauerhaft verbundenen Außenleiterkontaktstecker 8 und dem mit der Leiterplatte 2 dauerhaft verbundenen Außenleiterkontakttell 10 ist formschlüssiger Art. Diese formschlüssige Verbindung wird über den Federkorb des Außenleiterkontaktteils 8 realisiert, dessen Federlaschen 11 innenseitig jeweils einen radial nach innen gerichteten Vorsprung 17 aufweisen, die jeweils hinter einen ringförmigen Vorsprung 18 auf der Außenseite des Außenleiterkontaktsteckers 8 greifen können. Beim Einstecken des Außenleiter- kontaktsteckers 8 in das Außenleiterkontakttell 10 lenkt der Vorsprung 18 auf der Außenseite des Außenleiterkontaktsteckers 8 die Federlaschen 11 zunächst radial nach außen aus, die dann so weit zurückfedern, dass diese unter Vorspannung hinter den Vorsprung 18 des Außenleiterkontaktsteckers 8 greifen.

Die im zusammengesteckten Zustand aneinander liegenden Kontaktflächen des Vorsprungs 18 auf der Außenseite des Außenleiterkontaktsteckers 8 und der Vorsprünge 17 auf der Innenseite der Federlaschen 11 des Außenleiterkontaktteils 10 sind als Schrägflächen ausgebildet und erlauben ein einfaches und zerstörungsfrei- es Lösen der Rastverbindung zwischen dem Außenleiterkontaktstecker 8 und dem Außenleiterkontaktteil 10 unter Aufbringung einer einen definierten Grenzwert überschreitenden, in der Fig. 1 nach oben gerichteten Axialkraft.

Die Ausbildung der Kontaktflächen des Vorsprungs 18 auf der Außenseite des Außenleiterkontaktsteckers 8 und der Vorsprünge 17 auf den Innenseiten der Federlaschen 11 des Außenleiterkontaktteils 10 als Schrägflächen dient zudem dazu, eine vordere radiale Kontaktfläche des Außenleiterkontaktsteckers 8 gegen eine entsprechende radiale Gegenkontaktfläche auf der Innenseite des Außenleiterkontaktteils 10 unter einer definierten Axialkraft gegeneinander zu drücken. Dies wird dadurch erreicht, dass die Federlaschen 11 des Federkorbs des Außenleiterkontaktteils 10 auch nach dem Einrasten, d.h. nach dem Hintergreifen des auf der Außenseite des Außenleiterkontaktsteckers 8 angeordneten Vorsprungs 18, noch ein definiertes Maß radial ausgelenkt sind, wodurch diese Radialkräfte auf den entsprechenden Abschnitt des Umfangs des Außenleiterkontaktsteckers ausüben. Diese Radialkräfte resultieren aufgrund der schräg bezüglich der Längsachse der Bauteile angeordneten Kontaktflächen der Vorsprünge 18, 17 des Außenleiterkontaktsteckers 8 und des Außenleiterkontaktteils 10 in einer Axialkraftkomponente, die den Außenleiterkon- taktstecker 8 - in Richtung der Leiterplatte - gegen das Außenleiterkontaktteil 10 drückt.