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BUNDESREPUB LIK DEUTSCHLAND
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PRIORITY
DOCUMENT
SUBMITTED
OR TRANSMITTED
INCOMPLIANCE WITH
RULE
17.1(a)OR
(b)Prioritatsbescheinigung uber die Einreichung
einer Patentanmeldung
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
103 50
607.130.
Oktober 2003
Anmelder/lnhaber: MD
ElektronikGmbH, 84478 Waldkraiburg/DE
Bezeichnung:
Koaxialkabelund
Verfahrenzu dessen
HerstellungIPC: H
01 R,H
01B
Die angehefteten Stiicke sind eine
richtigeund genaue Wiedergabe der
ur-sprunglichen Unterlagen dieser Patentanmeldung.
MQnchen, den
06.August 2004 Deutsches Patent- und Markenamt
Der President Im Auftrag
Wehner
A 91 61
(WOO
Dr.
JOHANNES HEIDENHAIM GmbH
22.Oktober 2003
Zusammenfassung
Koaxialkabel
und
Verfahren zudessen
HerstellungDie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einpoligen Koaxi- alkabels
und
einentsprechendes
Koaxialkabel,umfassend
eine Seels (1),ein die
Seele
(1 )umschlieBendes
Dielektrikum (2), einendas
Dielektrikum (2) umschlieftenden elektrisch leitenden Schirm, (3) einenden Schirm
(3) 5 umschliefienden Mantel (4)und
einen Steckverbinder. Dieser umfasst eine Kontakthulse (5),welche
ineinem
Teilabschnitt (5.1) mitdem Schirm
(3)elektrisch leitend kontaktiert ist.
Dabei
ist die Kontakthulse (5) derartange-
ordnet ist,dass
sie indem
Teilabschnitt (5.1) einerseitsdas
Dielektrikum (2) umschliefttund
andererseitsvom Schirm
(3)umschlossen
ist. Ferner ist10 die Kontakthulse (5) durch eine
Umspritzung
(6) mitdem
Mantel (4)des
Koaxialkabels
mechanisch
verbunden,so dass
dieUmspritzung
(6) alsZugentlastung
der
Kontaktierungdes
Teilabschnitts (5.1) mitdem Schirm
(3) dient. (Figur 3a)
15
Dr.
JOHANNES HEIDENHAIM GmbH
22.Oktober 2003
Koaxialkabel
und
Verfahrenzu dessen
HerstellungDie Erfindung betrifft ein Koaxialkabel,
insbesondere
zur geschirmten Uber- tragungvon
Hochfrequenzsignalen,gemafi dem Anspruch
1und
ein Verfah-ren zur Herstellung eines derartigen Koaxialkabels
gemali dem Anspruch
8.Koaxialkabel
dienen
haufig zur Ubertragungvon
hoch-frequentenAntennen-
5 signalen in Kraftfahrzeugen
und werden
in dieserAnwendungjneist
in gro-lien Stuckzahlen eingesetzt. Zur kostengunstigen Bereitstellung entspre-
chender
Koaxialkabel ist ein einfacherAufbau und
eine einfache Konfektio-nierbarkeit
von
grofier Bedeutung.Haufig
werden an den Kabelenden
StQckyerbinder montiert. Indiesem Zu-
10sammenhang muss
ubiicherweise eine Zugentlastungvorgesehen
werden,welche
die elektrischwirksamen
Kontaktierungen der Steckverbinderbauteile mitden
Leitungen vorubermadigen mechanischen Zugbelastungen
schutzt.Zu diesem Zweck werden
beispielsweise vielfachCrimpverbindungen
einge-*
setzt.
15 In
der EPO 118 168 A1
wird ein Steckverbinder fur ein mehrpoliges ge- schirmtesKabel
beschrieben, beidem
eine Hulse zur Kontaktierung mit ei-nem
Schirmgeflecht inden Innenraum des
schlauchformigenSchirmge-
-2-
flechts
eingeschoben
wird.Zur mechanischen
Befestigung, bzw.zum Zwe-
cke der Zugentlastung wird eine
Crimpverbindung
unterVerwendung
einerseparaten weiteren aufieren Hulse hergestellt.
Aus
derUS 4
131332
ist ein Steckverbinder fur ein einpoliges Koaxialkabel 5 bekannt, beidem
ebenfalls der als Metallgeflecht ausgebildete Schirm mit seiner Innenseite mit einer Hulse kontaktiert ist.An
der Aufienseitedes Schirms
ist eine weitereHulse
angeordnet,welche
durch eine Crimpverbin-dung
einemechanische
Zugentlastungder
Kontaktstelle gewahrleisten soli.Die
vorbekannten
Kabelhaben
unteranderem den
Nachteil,dass
sie nur 10 vergleichsweiseaufwandig
herstellbar sindund aus
relativ vielen Einzeltei-len bestehen.
Der
Erfindung liegtdaher
dieAufgabe
zugrunde, ein Koaxialkabel zu schaf-fen,
welches
mitgeringem
Herstellungsaufwand fertigbar ist,und
einehohe
Qualitat
und
Robustheit aufweist.Ebenso
wird durch die Erfindung ein kos- 15 tengunstiges Verfahren zur Herstellungund
Konfektionierung eines derarti-gen
Koaxialkabels bereitgestellt.Diese
Aufgabe
wird erfindungsgemafidurch
dieMerkmale des Anspruches
1 bzw.
des Anspruches
8 gelost.Erfindungsgemafi wird bei
der Anbringung
eines Steckverbinders, der ein20 Ende
eines Koaxialkabels bildet, eine Kontakthulsezwischen
einenSchirm und
ein Dielektrikumgeschoben
bzw. eingebracht.Dabei
ist die Kontakt- hulse derart angeordnet,dass
sie ineinem
Teilabschnitt einerseitsdas
Die-lektrikum umschliefct
und
andererseitsvom Schirm umschlossen
istZum
Zwecke
der Zugentlastung wird eineUmspritzung vorgenommen. Auf
diese25 Weise kann
auf eineCrimpverbindung oder
auf eine sonstige weitere Mafc-nahme
zur Zugentlastungzwischen dem Schirm und
der Kontakthulse ver-zichtet
werden.
In einer
bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung weist die Aullenkontur derUmspritzung
unterschiedllcheAbstande zu
einerSeele des
Koaxialkabels3
auf,
so dass durch
dieseAuBenkontur
formschlussig Krafte auf einUmge-
hause
einer Sekundarverriegelung ubertragenwerden
konnen.Der
Begriff umschlieften ist im Weiteren nichtso zu
verstehen,dass
eins Lage,welche
eineandere Lage
imKabelaufbau
umschlielitzwingend
die 5andere Lage
beriihrt Vlelmehrkann zwischen
zwei Lagen,von denen
dieeine die
andere
umschliefitauch
eine Zwischenschichtangeordnet
sein.Unter Steckverbinder sind im
Folgenden
elektrischeKupplungen
zu verste-r
hen, die
sowohl
als Stecker, alsauch
alsBuchsen
ausgebildet seinkonnen.
Vorteilhafte
Ausbiidungen
der Erfindungentnimmt man den abhangigen An-
10 spruchen.
Weitere Einzelheiten
und
Vorteiiedes
erfindungsgematSen Koaxialkabeis,sowie des entsprechenden
Herstellungsverfahrensergeben
sichaus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispielsanhand der
beiliegenden Figuren.
15
Eszeigendie
Figur 1 eine Langsschnittdarstellung eines Koaxialkabeis in
einem
ersten Herstellungsschritt,Figur
2
eine Langsschnittdarstellungdes
Koaxialkabeis in ei-nem
zweiten Herstellungsschritt,20
Figur3a
eine Langsschnittdarstellungdes
fertiggestelltenKoaxialkabeis,
Figur
3b
eine Frontansichtdes
fertiggestellten Koaxialkabeis.In der Figur 1 ist eine Langsschnittdarstellung eines Koaxialkabeis
zu Be-
ginn der Herstellung gezeigt.
Das
einpolige Koaxialkabel weist eineSeele
125
auf, dieaus
einer Innenader 1.1und einem
Innenkontakt 1.2 besteht. Die In-nenader
1.1 besteht ihrerseitsaus
sieben Drahtenund
istvon einem
elekt-risch nicht-Ieitendem Dielektrikum
2 umschlossen. Dieses
Dieleklrikum2
istwiederum von einem Schirm
3umgeben, wobei
der zweilagigeSchirm
3eine elektrisch leitende Folie 3.1, im vorgestellten Ausfuhrungsbeispiel
aus
Aluminium,
und
ein Metallgeflecht 3.2 umfasst.Diese
beidenLagen des
Schirrns 3
warden von einem
Mantel4 umschiossen, weicher
gieicnzeiiiy dieAufcenlage
des
Koaxialkabels darstellt,und aus einem
Material aufPVC-
Basis besteht.
Vor Beginn
derAnbringung
eines Steckverbinderswerden
der
Schirm 3 und der
Mantel4
derart abgelangt,dass das
Dielektrikum2
beziiglich
des
Schirrns3 und dem
Mantel4
hervorsteht. Ferner ragt die In-nenader
1.1aus dem
Dielektrikum2
heraus.An def hervorstehenden
Innenader 1.1 wirdzunachst
der Innenkontakt 1.2 mit einerCrimpverbindung mechanisch und
elektrisch kontaktiert. Inden
Figuren sind, bedingt durch die Schnittdarstellung, die die Innenader 1.1 teil-
weise umgreifenden
plastisch verformten Haltestegedes
Innenkontakts 1 .2nicht sichtbar.
Der
Steckverbinder, im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel eineBuchse, umfasst
eine einstuckige elektrisch leitende Kontakthiilse
5 aus
Metall, die unteran- derem aus einem im
Wesentlichen hohlzylindrischen Teilabschnitt 5.1 be-steht,
dessen
Auftenflache 5.3 durchSetzen von Komerpunkten
aufgerautwurde.
Altemativ hierzukann auch
eineAufrauung
durchEinkerbungen oder
Riffelungen bzw.
Randelungen vorgenommen werden. Daruber
hinaus weist die Kontakthiilse5
einen aufgeweiteten Teilbereich auf, inden nach
erfolgterMontage
ein Stecker einfuhrbar ist. Innerhalbdes
aufgeweiteten Teilbe- reichs befindet sich ein Isolierkorper 5.2aus
Kunststoff. DieWandstarke der
Kontakthiilse
5 nimmt zu dem Ende
hin ab,welches dem
aufgeweiteten Teilbereich gegenuberliegt. Diese konische Ausgestaltung, die durch schra-ges Abdrehen der
Auftenfiachedes entsprechenden Endes
der Kontakt- hQIse5
erreicht wird, fuhrt dort quasizu
einer ringformigenumlaufenden
Schneidkante.Im Zuge
derMontage,
bzw. der Konfektionierung,des
Koaxialkabels wird die Kontakthiilse5
aufdas
hervorstehende Dielektrikum2
aufgeschoben.Zu
diesem Zweck
istder Innendurchmesser
der Kontakthiilse5
indem
entspre--5-
chenden
Beruhr-Bereichso bemessen, dass
die Kontakthulse5
radial spiel-frei auf
dem
Dielektrikum2
in achsparalleler RichtungX
verschiebbar ist.Danach
wird die Kontakthulse 5 in achsparalleler RichtungX zwischen Schirm 3 und
Dielektrikum 2,eingeschoben
bzw. eingebracht. Dabei gleitet5 die Innenflache
des
ersten Teilabschnittes 5.1 der Kontakthulse 5 auf der Auftenflachedes
Dielektrikums 2,so dass das
Dielektrikum2
alsFuhrung
fur die
zu verschiebende
Kontakthulse5
dient. Die Aufienseitedes
Teilab-schnittes 5.1
der
Kontakthulse 5 gleitet entlang der Folie 3.1,wobei
die Folie 3.1 infolge der erzeugten Scherkrafte teilweisezusammengeschoben
wird.10
Das
Metallgeflecht 3.2und
der Mantel4 werden
indem entsprechendem
Bereich leicht aufgeweitet.
Durch
dieseVerformung
entstehen radialausge-
richtete Krafte,
welche den
Schirm3 gegen
die Kontakthulse 5 drucken,so dass
die Folie 3.1 bzw.das
Metallgeflecht 3.2 sicher elektrisch leitend mit der Kontakthulse5
kontaktiert werden. Ferner wird durch dieAufrauungen
15 bzw. durch die Kornerpunkte der Aulienflachedes
Teilabschnittes 5.1 derKontakthulse 5 eine
hohere
Halte- bzw. Abziehkraft der Kontakthulse5
er-reicht.
Die
Verwendung
der glatten Folie 3.1 als Bestandteildes Schirms
3 hatan
dieser Stelle
den
Vorteil,dass
einbequemes und
einfaches Einfuhren der20
Kontakthulse 5 relativzum
Schirm3
moglich ist. Die Folie 3.1 hat aber nicht nur bezuglichder Montage
Vorteile, sie ist imKabelaufbau auch
vorgese- hen, urn im Betriebdes
Koaxialkabels als zusatzlicheSchirmdampfung zu
wirken.
Durch
dieoben
beschriebenMaftnahmen, insbesondere
durchdas
Hervor-25
stehendes
Dielektrikums 2und
dieVerwendung der
Folie 3.1 als Beriihr- schicht zur Kontakthulse5
wird dieMontage
vereinfachtund
dieMontage-
zeit signifikant verkurzt.
Nach dem
Einbringen der Kontakthulse5 zwischen Schirm 3 und
Dielektri-kum
2, umschlieBt alsogemafi
der Figur2
die Kontakthulse5
ineinem
Teil-30
abschnitt 5.1 einerseitsdas
Dielektrikum2 und
ist andererseitsvom Schirm
3 umschlossen.
Die Kontakthulse5
beriihrt indiesem
Ausfuhrungsbeispiel6
sowohl das
Metallgeflecht 3.2 afsauch
die Folie 3.1. Gleichzeitig wird durchdas Verschieben
der Kontakthulse 5 in X-Richtungauch
der Innenkontakt1.2 in die zentrale
Bohrung des
Isolierkorpers 5.2 eingebracht.Im nachsten Herstellungsschritt wird mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens ein
5
Isolierstoff, im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ein glasfaser-verstarktesPP-
Material, als
Umspritzung
6 urnden
Mantel4 und
die Kontakthulse5
aufge-bracht.
Dabei
haftet die Umspritzung6
hervorragend auf der Kontakthulse 5,aus
Metallund dem
Mantel 4, welcher,wie
bereits beschrieben, aufeinem
PVC-Material basiert.
Nach Abkuhlung
derUmspritzung
6 ist somit einesehr
10 gutemechanische Verbindung
der umspritzlen Teile erreicht,so dass
dieUmspritzung 6
als Zugentlastung der Kontaktierungdes
Teiiabschnitts 5.1 mitdem Schirm 3
dient, bzw. die Kontakthulse5
relativzum Schirm
3 imSinne
einer Zugentlastung fixiert ist.Aus diesem Grund muss
keine weitereMafcnahme, bzw.
Vorrichtung zur Zugentlastungvorgesehen werden.
Insbe-. 15
sondere kann an
dieser Stelle auf eineCrimpverbindung
verzichtetwerden, wodurch
dieMonatgezeit
merklich verkurztund
gleichzeitig dieAnzahl der
Teile
des
Koaxialkabels reduziert wird,was den Gesamtaufwand
zur Her-stellung eines Koaxialkabels mit Steckverbinder wesentlich verringert.
Die
Umspritzung 6
ist geometrischso
ausgefuhrt,dass an der AuRenseite 20 umlaufende Rippen
6.1vorgesehen
sind. DieAuBenkontur
derUmspritzung
6 weistdemnach an
in achsparalleler RichtungX
versetzten Stellen unter-schiedliche
Abstande n R
zur Innenader 1.1 bzw. zurSeele
1 auf.Im
ge-zeigten Ausfuhrungsbeispiel dient die
Umspritzung
6 nicht nur alsZugent-
lastungselement,sondern auch
zurAufhahme
einesUmgehauses.
Ein der-25
artigesUmgehause
wird verwendet, urn eineVerbindung aus
zwei Steck- verbindern sicherzusammenzuhalten. Zu diesem Zweck mussen achspa-
rallele Krafte (parallel
zu
X) in die jeweiligen Kabel einleitbar sein.Diese
Krafte
werden durch Formschluss zwischen einem
inden
Figuren nicht ge-zeigten
Umgehause
einer Sekundarverriegelungund
derUmspritzung 6 30
ubertragen. DieRippen
6.1 dienen also zur formschlussigenUbertragung von
achsparallelen Kraften,wobei
dieVerbindung zwischen Umgehause
und
Koaxialkabel torsionsfrei ist.7
Ein derartiges Koaxialkabel mit Steckverbinder eignet sich insbesondere fur die
Verwendung
in Kraftfahrzeugen zur Ubertragungvon
hochfrequenten Signalen, wieetwa
Antennensignalen, im Bereichvon 4 GHz.
Bedingt durchden
Aufbau,insbesondere
durch die abdichtendeund mechanisch
belast-5 bare Umspritzung
sind dieerfindungsgema&en
Koaxialkabelbesonders
ro-bust
und
qualitativ hochwertig.Im
Obrigen ist die Erfindung nicht auf Koaxialkabel beschrankt, deren Steck- verbinder inVerlangerung
derSeele
1 bzw. entlangder Achse X
ausgerich-tet ist, die Erfindung umfasst
auch
Koaxialkabel miteinem
Winkel-Steck- 10 verbincter.*******
Dr.
JOHANNES HEIDENHAIM GmbH
22.Oktober 2003
Patentanspruche
1 . Einpoliges Koaxialkabel,
umfassend
•
eineSeele(l)
• ein die Seele (1 ) umschlieflendes Dielektrikum (2)
• einen
das
Dielektrikum (2) umschlielienden elektrisch ieitenden5 Schirm
(3)• einen
den
Schirm (3) umschlielienden Mantel (4),• einen Steckverbinder, der eine Kontakthulse (5) umfasst,
welche
in
einem
Teilabschnitt (5.1) mitdem Schirm
(3) elektrisch leitend kontaktiert ist,wobei
10
-
die Kontakthulse (5) derartangeordnet
ist,dass
sie indem
Teilabschnitt (5.1) einerseits
das
Dielektrikum (2) umschliefttund
andererseitsvom Schirm
(3)umschlossen
istund
-
die Kontakthulse (5) durch eineUmspritzung
(6) mit Isolier- stoff mitdem
Mantel (4)des
Koaxialkabelsmechanisch
ver- 15bunden
ist, sodass
dieUmspritzung
(6) als Zugentlastungder
Kontaktierungdes
Teilabschnitts (5.1) mitdem Schirm
(3)dient.
2. Koaxialkabel
gemaB dem Anspruch
1 ,wobei
dieUmspritzung
(6) so-wohl an
der Kontakthulse (5) alsauch an dem
Mantel (4) haftet.Koaxialkabel
gemafc dem Anspruch
1 oder 2,wobei
die Kontakthulse(5) einstiickig ausgebildet ist.
K08Xidlkdb6l QSFTiaiO SimSmi w^i vuiiiQiyciioiiMCH nnopiuw.iv, ..w^wi die
Wandstarke
der Kontakthulse (5)zu einem Ende
hinabnimmt.
Koaxialkabel
gemaft einem
dervorhergehenden
Anspriiche,wobei
der Teilabschnitt (5.1) der Kontakthulse (5), welcher einerseitsdas
Dielektrikum (2) umschlieftt
und
andererseitsvom Schirm
(3) urn-schlossen ist
an
der Aufienflache (5.3)Aufrauungen
aufweist.Koaxialkabel
gemali einem
dervorhergehenden
Anspriiche,wobei
die
AuRenkontur
derUmspritzung
(6)an
in achsparalleler Richtung(X) versetzten Stellen unterschiedliche
Abstande
(r;R)
zurSeele
(1) aufweist, fur eine formschlussigeObertragung von
Kraften mitachs-
paralleler
Richtungskomponente
auf einUmgehause
einerSekun-
darverriegelung.
Koaxialkabel gema.fi
einem
dervorhergehenden
Anspriiche,wobei
derSchirm
(3) ein Metallgeflecht (3.2)und
eine elektrisch leitendeFolie (3.1) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines einpoligen Koaxialkabels,
umfas- send
ein Dielektrikum (2), einenSchirm
(3),und
einenden Schirm
(3)umgebenden
Mantel (4) mitan einem Ende des
Koaxialkabelsange- ordnetem
Steckverbinder mit folgenden Verfahrensschritten• Einbringen einer KontakthQIse (5) in achsparalleler Richtung (X)
zwischen Schirm
(3)und
Dielektrikum (4),so dass
die Kontakt-hulse (5) in
einem
Teilabschnitt (5.1) einerseitsdas
Dielektrikum(2) umschlieftt
und
andererseitsvom Schirm
(3)umschlossen
ist,
und
mitdem Schirm
(3) in elektrischem Kontakt steht,•
Umspritzen des
Mantels (4)und einem
Teil der Kontakthulse (5) mit Isolierstoff,so dass
die Kontakthulse (5) relativzum Schirm
(3) im
Sinne
einer Zugentlastung fixiert ist.-10-
Verfahren zur Herstellung eines Koaxialkabels
gemafi dem Anspruch
8,
wobei
vordem
Einbringen der Kontakthulse (5) derSchirm
(3)und
der Mantel (4) derail abgelangtwerden, dass das
Dielektrikum (2)bezuglich
des Schirms
(3)und dem
Mantel (4) hervorsteht.0. Verfahren zur Herstellung eines Koaxialkabels
gemaft dem Anspruch
8 Oder
9,wobei
die Kontakthulse (5)zwischen das
Dielektrikum (2)und
einer elektrisch leitenden Folie (3.1),welche
Bestandteildes Schirms
(3) ist, eingebracht wird.1. 'Verfahren zur Herstellung eines Koaxialkabels
gemafi dem Anspruch
8
S9 oder 10
swobei das Umspritzen des
Steckverbinders mit Hilfe ei-nes
Spritzgussprozessesvorgenommen
wird.1 liili!liXiL