MEH RFACH KOAXIALVERBI N DER
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Mehrfachkoaxialverbinder gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus dem Stand der Technik sind Mehrfachkoaxialverbinder bekannt, die für das gleichzeitige Anschliessen mehrerer Verbinder mit einer koaxialen Kabelführung geeignet sind. Z.B. ist von der Anmelderin ein 16-fach Multi-Koax-Verbinder mit der Produktbezeichnung McI 6 bekannt. Dieser weist einen Abstand von rund 4mm zwischen den einzelnen Verbindern auf und eignet sich für Frequenzen bis ca. 40CHz. Ebenfalls bekannt ist ein Einzelverbinder mit der Bezeichnung MMPX, der sich für Frequenzen bis 65CHz eignet, aber eine vergleichsweise hohe Steckkraft aufweist. Von anderen Herstellern sind diverse Produkte bekannt, die für die Übertragung von Signalen mit hohen Frequenzen angeboten werden:
• Gore UHD (Koaxialverbinder, 6 - 9CHz, 19dB, <78 Kanäle pro Quadratzoll, Interface Stanz-Biege-Technik, Gehäuse KS-Spritzguss)
• Tyco Nanonics Multi Coaxial Connector (20GHz, 2.54mm center-center pitch, Metallgehäuse, ähnlich sub-D, max. 1 x9)
• Tensolite HDRFi Multi Coaxial Connector (40CHz, 3.3mm center-center pitch, Metallgehäuse, ähnlich sub-D oder rund, planarer Kontakt, ca. 40 Kanäle pro Quadratzoll in 1 1 -sub-D)
• Synergetix „Spring Contact Fields" (bis 20CHz, ca. 1 .95mm center-center pitch bei bester Anordnung für Hochfrequenzkontakte, offenes Feld, frei konfigurierbar, ca. 170 Kanäle pro Quadratzoll)
• Hirose 2mm Coaxial Backplane Connector (3CHz, 7.5mm center-center pitch, passt in 2mm backplane Raster)
• Backplane-Verbinder von Molex/Teradyne, ERNI, FCI (1 0-20Gbps, wenige Steckzyklen, Dichte bis 300 Kanäle pro Quadratzoll)
Von der FCI ist ein Verbindersystem mit der Bezeichnung AirMax VS High Speed Connector
System bekannt. Die Verbinder werden aus einzelnen Schichten aufgebaut und weisen keine Abschirmung auf. Sie eignen sich daher nur begrenzt für die Übertragung hoher Frequenzen.
EPl 021 852 (EP'852) wurde im Namen von Tyco Electronics hinterlegt und betrifft einen koaxialen H F-Verbinder zur Übertragung von hochfrequenten elektromagnetischen Wellen. Der Verbinder weist ein Gehäuse mit mindestens einem Innenkontakt und mit einem koaxial um den Innenkontakt angeordneten Aussenkontakt auf. EP'852 liegt die Aufgabe zu Grunde, einen HF-Koaxial-Steckverbinder zu zeigen, welcher bei ausreichender Aussen leiterober- flächendicke einfach und kostengünstig herstellbar ist. Darüber hinaus soll bei dem aufzu- findenden H F-Koaxial-Steckverbinder auch eine sichere elektrische Verbindung mit einem Aussenleiter eines Koaxialgegensteckers, also die Aussenleiterfunktion, gewährleistet sein. Diese Aufgabe soll dadurch gelöst werden, dass das Gehäuse als Spritzgiessteil aus Kunststoff gebildet ist, und dass das Gehäuse einen aus Kunststoff bestehenden und um den Innenkontakt koaxial herum angeordneten Wandabschnitt aufweist, bei dem mindestens die dem Innenkontakt zugewandte Innenwandung mit einer ausreichend dicken Metallisierungsschicht versehen ist.
Aus Elektronik 7/8.4.82, Seite 146 ist bereits bekannt, bei mehrpoligen Steckverbindern ein Kunststoffgehäuse vorzusehen und dieses aus Abschirmgründen mit einer Oberflächenmetallisierung zu versehen. Bei diesen mehrpoligen Steckverbindern handelt es sich jedoch
nicht um Koaxialsteckverbinder, bei denen immer ein Kontaktpaar aus Innenkontakt/ koaxialer Aussenkontakt besteht. Vielmehr weisen diese bekannten Steckverbinder mehrere Kontaktstifte auf, welche von einer gemeinsamen Cehäuseberandung, die oberflächenmetallisiert ist, umgeben sind. Eine Aussenleiterfunktion durch Metallisierung einer hohlzylindri- sehen Innenwandung des Gehäuses zu realisieren spielt also dort keine Rolle.
EPO58296O (EP'96O) wurde im Namen der Siemens AC hinterlegt und betrifft eine HF- Koaxial-Steckverbindung mit mehreren, in einem bestimmten Teilungsabstand auf einer Unterlage, z.B. einer Leiterplatte, angeordneten Koaxialsteckern und entsprechenden, auf einer Unterlage angeordneten koaxialen Gegensteckverbindern. EP'960 liegt die Aufgabe zu Grunde ein für einen kleinen Teilungsabstand von z.B. 5 mm geeigneten, d.h. mechanisch und elektrisch angepassten H F-Koaxial-Steckverbindung in vereinfachter Anschlusstechnik zu schaffen. Gemäss der Beschreibung von EP'960 wird die Aufgabe durch eine HF-Koaxial- Steckverbindung mit folgenden Merkmalen gelöst: a) die Koaxialstecker sind mit Einpresskontakten an ihrer Unterlage befestigt, b) die Gegensteckverbinder sind in einer der Anzahl der Koaxialstecker entsprechenden Anzahl in einem Monoblock integriert, c) der Monoblock besteht aus leitendem Material und bildet den Aussenleiter für alle in ihm integrierten koaxialen Gegensteckverbinder, d) die Innenleiter der koaxialen Gegensteckverbinder und ihre Anschlüsse für die Unterlage sind jeweils isoliert in Bohrungen des Monoblocks aufgenommen, e) die Anschlüsse der Innenleiter der koaxialen Gegensteckverbinder und die Aussen- leiteranschlüsse des Monoblocks sind als Einpresskontakte ausgebildet.
US4571014 von AT&T wurde 1 986 hinterlegt und zeigt einen Steckverbinder mit einer Vielzahl von Kontakten und einem modularen, vergleichsweise komplizierten Aufbau. Der Verbinder wird aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Teilen zusammengesteckt und soll sich für die Verwendung mit Printplatten eignen. Der Verbinder weist keinen koaxialen Auf- bau auf.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbinder eignen sich nicht für die Verwendung in einem Array mit hoher Packungsdichte im Bereich von 1 00 Kanälen pro Quadratzoll wie sie z.B. bei Testanordnungen zum Testen von Chips oder Mikroprozessoren zum Einsatz kommen, wo eine Vielzahl von Verbinderstellen gleichzeitig auf engem Raum verbunden und hohe Frequenzen übertragen werde müssen. Ein Grund dafür besteht darin, dass aufgrund der Ausgestaltung keine Anordnung mit entsprechender Packungsdichte möglich ist. Ebenfalls kann nicht garantiert werden, dass alle Verbinder sicher miteinander wirkverbunden sind.
US51 90472 von W. L Gore & Associates, Inc. wurde 1 992 angemeldet und zeigt einen Mehrfachkoaxialverbinder, der eine hohe Kanaldichte zum Ziel hat. Einzelne Koaxialverbinder werden in kammartige, auf zwei Seiten gegenüberliegend angeordnete, halbrunde Aussparungen eines so genannten Gruppiermoduls von der Seite her hälftig eingelegt. Da die Aussparungen die Verbinder nur zur Hälfte umgeben, sind die einzelnen Verbinder nicht in den einzelnen Aussparungen gehalten und fallen aus diesen heraus. Erst durch das seitliche Aufeinanderschichten von mehreren Gruppiermodulen werden die einzelnen Verbinder eingespannt und finden dadurch Halt. Ohne das Aufeinanderschichten sind Gruppiermodule als solche nicht funktionsfähig. Die mit den einzelnen Verbindern bestückten, geschichteten Gruppiermodule werden in einen äusseren Rahmen von hinten starr eingepresst und so zu einem funktionsfähigen Mehrfachkoaxialverbinder zusammengefügt. Das beschriebene Prin- zip eines Mehrfachkoaxialverbinders ermöglicht zwar theoretisch Mehrfachverbinder mit einer vergleichsweise hohen Verbinderzahl, weist jedoch signifikante Nachteile auf. Einerseits gestaltet sich die Montage äusserst schwierig. Andererseits sind die einzelnen, sehr filigran ausgestalteten Verbinder sehr starr gehalten, was sich beim Aufbau von Verbindern mit einer hohen Anzahl von Kanälen aufgrund der sich aufbauenden Toleranzketten negativ auswirkt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Vielzahl sehr kleiner und unterschiedlicher Bauteile, die aufwendig in der Fertigung sind und daher die entsprechenden Mehrfachkoaxialverbinder sehr teuer werden lassen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Mehrfachkoaxialverbinder zu zeigen, der sich für die Verwendung in einem Array mit hoher Packungsdichte im Bereich von 100 Kanälen oder mehr pro Quadratzoll eignet und die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Mehrfachkoxialverbinder gemäss dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.
Mit steigender Packungsdichte (Kanäle pro Fläche) werden die einzelnen Koaxialverbinder und die sie haltenden Cehäuseteile immer kleiner. Dies hat zur Folge, dass sich Fertigungstoleranzen immer stärker auswirken und damit Verbinder mit einer hohen Anzahl von Kanälen sehr schwierig herstellbar sind. Folgen davon können hohe Steckkräfte, mechanische Deformationen oder Fehlfunktionen sein. Ein weiteres Problem ergibt sich aus der schwierigen Logistik der kleinen Teile.
Die Erfindung trägt diesen Umständen Rechnung, indem durch den erfindungsgemässen Aufbau und die Konstruktionsweise die sich typischerweise ergebende Toleranzkette gezielt unterbrochen wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein erfindungsgemässer Mehrfachkoaxialverbinder einen modularen Aufbau mit mehreren Verbinderbänken aufweist, wobei die einzelnen Verbinderbänke als solche in der Regel funktionsfähige Einheiten darstellen. Die Verbinderbänke weisen in der Regel eine Mehrzahl von einzelnen Koaxialverbindern auf, die in einer oder zwei Reihen angeordnet sind. Die einzelnen Koaxialverbinder sind zu diesem Zweck in Aussparungen eines Crundkörpers befestigt und weisen bei Bedarf zumindest auf einer Verbinderseite eine schwimmende Lagerung auf, um Toleranzen auszugleichen. Je nach Ausführungsform sind die einzelnen Verbinderbänke zumindest kabelseitig starr oder in einem definierten Mass beweglich miteinander zu einer grosseren Einheit wirkverbunden. Falls erforderlich, weisen die einzelnen Verbinderbänke Zentriermittel auf, mittels denen die einzelnen Verbinderbänke getrennt voneinander ausgerichtet und justiert werden. Alternativ
oder in Ergänzung können die einzelnen Verbinder je nach Anwendungsgebiet als Zentrierhilfe dienen.
Ein erfindungsgemässer Steckverbinder weist einen oder mehrere weibliche und einen oder mehrere männliche Verbinderbänke auf, die je eine oder zwei Reihen (z.B. 1 x8, resp. 2x8) von miteinander wirkverbindbaren einzelnen (weiblichen und männlichen) Verbindern mit einem vorzugsweise koaxialen Aufbau aufweisen. Das Gehäuse der Verbinderbänke (insbesondere kabelseitig) und die Anordnung der einzelnen Verbinder in den Verbinderbänken ermöglicht eine hohe Packungsdichte. Es hat sich gezeigt, dass Verbinderbänke mit mehr als zwei Reihen von Einzelverbinder, die nicht in einer erfindungsgemässen Art und Weise von der Seite her aufgebaut werden können, nur sehr schwierig herzustellen sind. Die einzelnen Verbinderbänke können bei Bedarf zu grosseren Einheiten schwimmend oder starr wirkverbunden werden. Schwimmende Verbindungen können durch elastische Elemente oder Aus- sengehäuse bewirkt werden. Starre Verbindungen können durch die einzelnen Verbinderbänke aufnehmende Aussengehäuse oder durch Verschrauben, Verkleben, Verschweissen und/oder mittels Schnappverbindungen erzielt werden. Gute Resultate für eine schwimmende Lagerung werden durch seitlich angeordnete elastische Verbindungselemente erreicht, welche die einzelnen Verbinderbänke miteinander wirkverbinden.
In einer Ausführungsform können die einzelnen Verbinder auf der einen Verbinderseite direkt an einer entsprechenden Anzahl von Koaxialkabeln angeschlossen und dann in auf einer oder zwei (gegenüberliegenden) Seiten eines Grundkörpers angeordnete Aussparungen eines Gehäuses eingepresst oder eingelegt sein. Bei Bedarf können die Aussparungen mittels Deckeln verschlossen werden.
Auf einer Gegenseite können Verbinder in entsprechender Anzahl in einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse angeordnet sein und mit einer Leiterplatte zusammenwirken oder ebenfalls an einer entsprechenden Anzahl von Koaxialkabeln befestigt sein. Das Gehäuse auf der
Gegenseite kann aus einem leitenden Material, z.B. Metall oder einem mit einer leitenden Schicht beschichteten Kunststoff gefertigt sein, und die Funktion der Schirmung übernehmen. Das Gehäuse kann für die Montage auf einer Leiterplatte vorgesehen sein.
Ein erfindungsgemässer Mehrfachkoaxialverbinder kann bei Bedarf zumindest auf einer Ge- häuseseite, z.B. kabelseitig (dort wo die Kabel angeschlossen sind), einen modularen Aufbau aufweisen, der verschieden erweiterbare Konfigurationen wie z.B. 1 x8, 2x8 oder nx8 (n steht für eine beliebige Anzahl), resp. nx2x8 erlaubt. Für den Fachmann ist klar, dass eine von 8 abweichende Anzahl von Verbindern pro Reihe abhängig vom Anwendungsgebiet möglich ist. Ein Vorteil besteht darin, dass der Steckverbinder, u. a. aufgrund der verbesserten Zu- gänglichkeit, einfacher konfektioniert werden kann und sich unterschiedliche Ausführungsformen zu einem hohen Grad aus gleichen Teilen zusammenbauen lassen. Die einzelnen Gehäuseteile können bei Bedarf schwimmend, z.B. über seitlich oder dazwischen angeordnete elastische Verbindungselemente, z.B. aus Gummi oder ähnlichen Materialien miteinander verbunden sein. Dadurch können gewisse Toleranzen beim Verbinden mit einem Gegenele- ment ausgeglichen, resp. die Toleranzketten unterbrochen werden.
Zu diesem Zweck sind die einzelnen Verbinder auf jeder Seite des Verbinders in einem oder mehreren Gehäusen eingepresst, die zur Halterung derselben - je nach Ausführungsform starren oder schwimmenden - dienen. Die Gehäuse bestehen vorzugsweise aus spritzgegossenem Kunststoff. Die Wirkverbindung mit den Kabeln erfolgt durch Verpressen oder Verlö- ten.
Die einzelnen Verbinder weisen bei Bedarf Federelemente auf, mittels denen die Steckkraft mit dem Gegenstück bestimmt und allfällige Abweichungen in einem definierten Mass ausgeglichen werden. Je nach Ausführungsform sind die Federelemente z.B. balgförmig ausgebildet oder weisen eine tonnenförmige Ausgestaltung auf, die bei Bedarf in Längsrichtung
oder in einem gewissen Winkel dazu geschlitzt ist, derart dass das Lastniveau einen gewissen Wert nicht überschreitet.
Ein Verbinder eignet sich typischerweise für Bandbreiten von 25CHz oder höher bei SMD- montierbarem senkrechtem PCB-Verbinder. Der spezielle Aufbau ermöglicht erstmals Dichten von 1 00 Kanälen oder mehr pro Quadratzoll. Der Abstand zwischen zwei einzelnen Verbindern (Center-center-pitch) beträgt typischerweise höchstens 2 mm. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich die Technologie für die Herstellung von Serien eignet und die Verbinder kostengünstig herstellbar sind. Das Ziel wird erreicht, indem eine Reduktion auf die wesentlichen Elemente eines koaxialen Interfaces Printed Circuit Board (PCB)-zu-Kabelverbinder erfolgt.
Das erfindungsgemässe Konzept ermöglicht u. a. mikroskopische Dimensionen. Für eine kostengünstige Fertigung sind die Metallteile vorzugsweise so gestaltet, dass sie sich zur Herstellung mittels Stanz-Biege-, resp. Tiefziehtechnik eignen, das Gehäuse ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass es aus spritzgegossenem Kunststoff hergestellt werden kann.
Das Ausrichtungsprinzip beruht darauf, dass die einzelnen Verbinderbänke über Zentrierelemente einzeln und weitgehend unabhängig voneinander zentriert werden. Das Ausrichtungsprinzip wird damit über Zentrierstifte und Aussenleiter zum Innenleiter immer feiner. NxI 6 Konfiguration wird über lose gekoppelte 1 x1 6 Verbinder realisiert, so dass sich keine Toleranzkette über mehr als 1 6 Verbinder aufbaut.
Ein Anwendungsgebiet für erfindungsgemässe Verbinder mit hoher Kanaldichte ist Test und Messungen bei der Herstellung und Entwicklung serieller Hochgeschwindigkeits- Datenübertragungskomponenten. Hier werden viele serielle Hochgeschwindigkeitskanäle (derzeit rund 6 bis 1 5 Gigabit pro Sekunde, Gbps) parallel übertragen. Für eine bessere Qua-
lität wird jeder Kanal pro Richtung vorzugsweise differentiell geführt. Eine „Füll Duplex"- Verbindung benötigt vier physikalische Verbindungen.
In der Messtechnik sollen die Signale so störungsarm wie möglich übertragen werden, daher werden die Verbindungen vorzugsweise koaxial geführt. Die Signale werden in integrierten Siliziumschaltungen erzeugt. Für eine hohe Signalgüte sollen daher die Leitungslängen auf PCB so kurz wie möglich gehalten werden. Da der Abstand der Signalpads am Chipgehäuse wenige Zehntelmillimeter beträgt, wird die Leitungslänge umso kürzer, je dichter der Koaxialverbinder an das Chipgehäuse montiert werden kann und damit je kleiner und dichter die gesamte Verbindung wird. Ausführungsformen, wie z.B. die beschriebene „1 x8" oder die „2x8"-Variante mit ca. rund 2mm center-center-Abstand, eignen sich hierzu besonders. Es können je nach Bedarf 2 bzw. 4 serielle Full-Duplex-Kanäle geführt werden.
Eine weiteres Anwendungsgebiet ist der „Automated Test Equipmenf-Markt mit den dort benötigten sogenannten „Testköpfen". Hier werden viele serielle Verbindungen von einem sogenannten „Loadboard" von einem Testkopf zu einer Messstation geführt. Ein typisches Beispiel ist ein aktueller Digital-IC wie Prozessor, Crafikchip, o. ä. Bauteile, die eine Vielzahl serieller Kanäle enthalten und derzeit typischerweise Datenraten bis 6 Cbps erreichen. Zukünftig sind Datenraten bis 1 5Cbps zu erwarten. Die Anzahl Kanäle kann 100 oder mehr pro Chip erreichen. Hierfür wird ein Multikanal-Verbinder hoher Güte mit einer entsprechenden Anzahl von Kanälen benötigt. Aufgrund der engen Platzverhältnisse auf dem Loadboard und der vorzugsweise möglichst kurzen PCB-Verbindungen sind 1 00 Kanäle pro Quadratzoll von Vorteil. Dies kann mit einem erfindungsgemässen Verbinder auf kostengünstige Art und Weise erreicht werden.
Weitere potentielle Anwendungen liegen in der allgemeinen Messtechnik, generell in der digitalen Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung oder der digitalen Signalverarbeitung (z.B. in Mobilfunkbasisstationen). Aufgrund der Flexibilität und der einfach zu erzielenden
geringen Abmessungen des neuen Verbinders kann aber auch eine Familie entwickelt werden, die zu einem neuen Standard führt. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Verbinder ist eine Datenübertragung hoher Qualität mit einer Vielzahl von Kanälen möglich.
In einer Ausführungsform beinhaltet der Mehrfachkoaxialverbinder einen weiblichen und zumindest einen kabelseitigen männlichen Verbinderteil. Der kabelseitige Verbinderteil weist mindestens eine Verbinderbank mit einem Gehäuse auf, das einen Crundkörper aufweist. Der Crundkörper weist von einer oder zwei gegenüberliegenden Seiten her zugängliche, kammförmig angeordnete Aussparungen auf, die zur seitlichen Aufnahme von einzelnen Verbindern dienen. Der kabelseitige Verbinderteil kann mehrere, seitlich nebeneinander und miteinander wirkverbundene Verbinderbänke aufweisen. Die kabelseitigen Verbinderbänke können z.B. über elastische Verbindungselemente schwimmend miteinander wirkverbunden sein. Je nach Ausführungsform können die kabelseitigen Verbinderbänke auch starr miteinander wirkverbunden sein. Der weibliche Verbinderteil, der z.B. starr auf einer Platine befestigt wird, kann ein einteiliges Gehäuse mit parallel verlaufenden Öffnungen aufweisen, die zur Aufnahme von einzelnen Verbindern dienen. Die Verbinder können im weiblichen Verbinderteil von der Vorder- oder der Rückseite her eingepresst oder eingeschnappt werden. Bei Bedarf kann das einteilige Gehäuse mehrere Reihen von Öffnungen aufweisen. Zum Ausgleichen von geometrischen Abweichungen können die einzelnen Verbinder zumindest in einem Gehäuse seitlich schwimmend gelagert sein. Bei Bedarf können die Verbinderbänke Zentriermittel aufweisen mittels denen die Gehäuse beim Zusammenstecken gegeneinander zentriert werden.
Die Erfindung wird anhand von in den nachfolgenden Figuren beschriebenen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Mehrfachkoaxialverbinders in einer perspektivi- sehen Ansicht von schräg vorne und unten;
Fig. 2 den Mehrfachverbinder gemäss Figur 1 von schräg oben und vorne;
Fig. 3 den Mehrfachverbinder gemäss Figur 1 in geöffnetem und teilweise geschnittenem Zustand;
Fig. 4 einen einzelnen Verbinder in einer Seitenansicht;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch den Verbinder gemäss Figur 4 entlang AA;
Fig. 6 eine Ausführungsform eines Mehrfachkoaxialverbinder-Arrays (u=6) in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben und vorne;
Fig. 7 eine zweite Ausführungsform eines Mehrfachkoaxialverbinders in einer perspektivischen Darstellung von schräg vorne und oben;
Fig. 8 zwei einzelne Verbinder aus dem Mehrfachverbinder gemäss Figur 7 in einer perspektivischen Darstellung von schräg vorne und oben, teilweise geschnitten.
In den Figuren werden für sich entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Mehrfachkoaxialverbinders 1 in einer perspektivischen Darstellung von schräg vorne und unten. Figur 2 zeigt denselben Mehrfach- verbinder 1 von schräg vorne und oben und Figur 3 zeigt den Mehrfachverbinder in einer geöffneten und teilweise geschnittenen Darstellung von schräg oben.
Der Mehrfachkoxialverbinder 1 besteht aus einem männlichen und einem weiblichen Verbinderbank 2, 3, die durch Zusammenstecken miteinander wirkverbindbar sind. Beide Teile 2, 3 weisen eine Mehrzahl von männlichen und weiblichen hier koaxialen Verbindern 4, 5 auf, die in einem gemeinsamen oberen ersten und zweiten unteren, ein- der mehrteiligen Aus-
sengehäuse 6, 7 angeordnet sind. Die männlichen und weiblichen koaxialen Verbinder 4, 5 sind in den Figuren 4 und 5 vergrössert dargestellt. In den Figuren sind der männliche und der weibliche Verbinder 4,5 bzw. die Verbinderbank 2, 3 voneinander getrennt (nicht wirkverbunden) dargestellt, so dass die einzelnen Details besser ersichtlich sind. Am Gehäuse 6 der männlichen Verbinderbank 2 sind Führungsstifte 27 angeordnet, die beim Wirkverbinden mit der weiblichen Verbinderbank 3 in dafür vorgesehene Zentrieröffnungen 28 am zweiten Gehäuse 7 eingreifen und die Gehäuse der einzelnen Verbinderbänke 2, 3 zueinander ausrichten. Eine Verbinderbank 2, 3 der gezeigten Ausführungsform weist jeweils 1 6 Verbinder auf, die miteinander gekoppelt sind, so dass sich keine Toleranzkette über mehr als 1 6 Verbinder aufbaut. Damit sich die koaxialen Verbinder 4, 5 beim Verbinden zueinander ausrichten, können diese alternativ oder in Ergänzung zumindest auf einer Seite in einem der Gehäuse 6, 7 in seitlicher Richtung schwimmend gelagert sein.
Wie aus Figur 3 hervorgeht ist das Aussengehäuse 6 der männlichen Verbinderbank 2 des Mehrfachkoaxialverbinders 1 mehrteilig ausgestaltet. Es weist einen Grundkörper 8 mit kammartig angeordneten Aussparungen 9 auf, welche zur Aufnahme von männlichen Verbindern 4 geeignet sind. Die Aussparungen 9 sind auf zwei gegenüber liegenden Seiten des Grundkörpers 8 angeordnet und weisen eine parallele Ausrichtung zueinander auf. Sie sind zweireihig und mit Bezugnahme auf den Grundriss, hier in einem Winkel von 60° seitlich versetzt zueinander angeordnet (andere Formen der Anordnung sind möglich). Der Grund- körper 8 kann aufgrund seiner von beiden Seiten her zugänglichen Ausgestaltung der Aussparungen 9 einfach mit Verbindern 4, 5 mit hoher Packungsdichte bestückt werden. Die Aussparungen 9 können derart ausgestaltet sein, dass die Verbinder 4 seitlich in diese eingeschnappt werden können.
Auf beiden Seiten des Grundkörpers 8 sind Deckel 1 0 angeordnet, welche den Grundkörper 8 gegen aussen abschliessen und in die Aussparungen 9 eingesetzte Verbinder 4, 5 gegen
Herausfallen sichern. In der gezeigten Ausführungsform sind Aussparungen 9 auf beiden
Seiten C-förmig ausgebildet, so dass sie die Verbinder 4 in montiertem Zustand komplett umschliessen.
Je nach Anwendungsgebiet können die Deckel 1 0 mit dem Crundkörper 8 verklebt, verschraubt, verschweisst oder über Schnappverbindungen lösbar oder unlösbar wirkverbunden sein. Die Verbinder 4 können in den Aussparungen 9 fest oder in einem definierten Mass beweglich angeordnet sein, derart, dass sie zumindest seitlich eine gewisse Toleranz aufweisen. Je nach Anwendungsgebiet können die Aussparungen 9 auch U-förmig ausgebildet sein, so dass die einzelnen Verbinder 4 von der Seite her in diese eingeschnappt werden können und kein Deckel erforderlich ist.
Im Unterschied zum ersten Cehäuseteil 6, ist der zweite Cehäuseteil 7 der gezeigten Ausführungsform einteilig ausgestaltet und zur Montage auf einer Platine (nicht näher dargestellt) vorgesehen. Der zweite Cehäuseteil 6 weist mehrere parallel verlaufende Öffnungen 1 1 auf, die zur Aufnahme von Verbindern 5 geeignet sind. Die weiblichen Verbinder 5 werden zu diesem Zweck in die Öffnungen 1 1 eingepresst. Der Schirm wird in der gezeigten Ausfüh- rungsform durch den hier leitend ausgestalteten zweiten Cehäuseteil 7 gebildet. Bei Bedarf können die zweiten Gehäuse 7 mehr als zwei Reihen von Verbindern 5 aufweisen.
Die Cehäuseteile 6, 7 sind vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall hergestellt und sind, falls erforderlich, zumindest bereichsweise mit einem leitenden Material beschichtet. Die Gehäuse 6, 7 der gezeigten Ausführungsform sind so ausgestaltet, dass sie sich zum Herstel- len durch Spritzgiessen von Kunststoff oder einem anderen Material eignen. Durch den mehrteiligen Aufbau können nicht entformbare Hinterschnitte vermieden werden.
Die Verbinderbänke 2, 3 weisen einen zweireihigen Aufbau auf, welcher eine kompakte Anordnung der einzelnen Verbinder und damit eine hohe Dichte von Kanälen pro Fläche ermöglicht, da die einzelnen Verbinder sehr nahe beieinander platziert werden können. Verb-
inder mit mehr als zwei Reihen gestalten sich - insbesondere kabelseitig - bei der Montage wesentlich schwieriger. Eine optimale Ausnutzung bei einer sehr hohen Kanaldichte pro Fläche wird zumindest kabelseitig mit von einer Seite her zugänglichen ein- oder von ein oder zwei Seiten her zugänglichen zweireihigen Verbinderbänken erzielt. Ist der Verbinder auf einer Seite für die Montage auf einer Printplatte oder ähnlich vorgesehen, können auf dieser Seite auch mehr als zwei Reihen vorgesehen werden. Die Crundkörper 8 können bei Bedarf so ausgestaltet sein, dass sie für einen benachbart angeordneten Crundkörper als Deckel dienen.
Wie aus den Figuren 3 bis 5 zu erkennen ist, sind die männlichen Verbinder 4 je direkt an einem Koaxialkabel 1 2 angebracht. Die Konstruktionsart der Verbinder 4, 5 ist für die erzielbare Packungsdichte relevant. Aus diesem Grund wurde bei den Verbindern 4, 5 auf eine hohe Integration und einen besonders kompakten Aufbau geachtet.
Die männlichen Verbinder 4 weisen einen hülsenförmigen elektrisch leitenden Aussenteil 1 3 auf, der an seinem vorderen Ende tonnenförmig aufgedehnt und mit mehreren hier längs verlaufenden Schlitzen 14 versehen ist, damit eine bessere Federwirkung erzielt wird. Am hinteren Ende weist der hülsenförmige Aussenteil 1 3 im Innern einen Absatz 1 5 auf, der als Anschlag für einen Aussenmantel, resp. einen Schirm 1 6 des Koaxialkabels 1 2 dient. Auf der Aussenseite weist der Aussenteil 1 3 eine erste Verdickung 1 7 auf, die in montiertem Zustand im Gehäuse 6 (vgl. Figuren 1 bis 3), mit einer korrespondierend ausgebildeten Nut 18 in Eingriff steht. Die Verdickung 1 7 und die Nut 1 8 sind so ausgestaltet, dass sie den Verbinder in montiertem Zustand gegen ungewolltes Verschieben in axialer Richtung sichern. Bei einem Stanzbiegeteil kann die Verdickung 1 7 bei konstanter Wandstärke durch eine lokale Aufweitung erzielt werden.
Der hülsenförmige Aussenteil 1 3 ist am Aussenmantel 1 6 des Koaxialkabels 1 2 befestigt. Je nach Anwendungsgebiet kommen verschiedene Befestigungsarten zum Einsatz. Gute Resul-
täte werden durch Verpressen, Verkleben oder Verlöten erzielt. Auf einem Innenleiter 1 9 des Koaxialkabels 1 2 ist ein ebenfalls hülsenförmiger erster Innenteil 20 aufgesteckt, der am vorderen Ende konisch aufgeweitet und mit Schlitzen 21 versehen ist, damit die Federkraft ein definiertes Mass nicht überschreitet. Zur Verbesserung des Kontaktes weist der hülsen- förmige Innenteil 20 eine nach innen vorstehende zweite Verdickung 22 auf. Der Abstand zwischen dem hülsenförmigen Aussenteil 1 3 und dem Innenleiter 1 9 ist durch eine Isolation 23 des Koaxialkabels 1 2 gegeben. Ergänzend können bei Bedarf im männlichen Verbinder 4 zwischen Aussenteil 1 3 und erstem Innenteil 20 weitere Distanzmittel z.B. aus Kunststoff oder einem nicht leitenden Material vorgesehen sein.
Der weibliche Verbinder 5 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einer isolierenden Distanzhülse 24 und einem stiftförmigen zweiten Innenteil 25. Der zweite Innenteil 25 ist in die Distanzhülse 24 eingepresst und weist Verankerungselemente 26 auf, welche ein ungewolltes Verschieben verhindern. Das hintere Ende ist verdickt ausgestaltet und ragt im montierten Zustand über das Gehäuse 7 (vgl. Figur 3) hinaus und dient als Kontakt zu einer Platine (nicht näher dargestellt).
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, werden die weiblichen Verbinderteile 5 von hinten in die Öffnung 1 1 des zweiten Gehäuses 7 eingepresst und sind im montierten Zustand im Innern derselben angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform weisen die weiblichen Verbinder keinen Schirm auf. Dieser wird durch das zweite Gehäuse 7 bereitgestellt, das entweder ganz aus leitendem Material hergestellt oder zumindest im Bereich der inneren Oberfläche der Öffnungen 1 1 mit einem solchen beschichtet ist. Im wirkverbundenen Zustand bilden die leitenden Aussenteile 1 3 der männlichen Verbinder 5 eine leitende Verbindung mit den Innenflächen der Öffnungen 1 1 (Aussenleiter). Gleichzeitig sind der hülsenförmige erste Innenteile 20 und der stiftförmige zweite Innenteil 26 in diesen Zustand ebenfalls wirkver- bunden und bilden eine Wirkverbindung zum Übertragen von hochfrequenten Signalen (Innenleiter).
Figur 6 zeigt eine Ausführungsform eines Mehrfachkoaxialverbinder-Arrays 30 in einer perspektivischen Darstellung. Der Verbinder 30 weist einen modularen Aufbau mit einer hohen Anzahl von Kanälen pro Fläche auf. Der männliche Verbinderteil 31 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einzelnen parallel neben einander und über seitlich angeordnete elas- tische Halterungen 32 schwimmend miteinander wirkverbundenen Verbinderbänke 2. Je nach Anwendungsgebiet können die Verbinderbänke 2 bei Bedarf auch starr miteinander wirkverbunden sein. Ebenfalls können bei Bedarf auch die koaxialen Verbinder 4, 5 in einem definierten Mass in den Gehäusen 6, 7 seitlich schwimmend gelagert sein.
Das Gehäuse des weiblichen Verbinderteils 33 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus mehreren einzelnen Verbinderbänken 3 wie in den Figuren 1 bis 3 beschrieben. Die Verbinderbänke 3 werden auf einer Platine nebeneinander befestigt.
Figur 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Mehrfachkoaxialverbinders 1 in einer perspektivischen Darstellung von schräg oben. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem des Verbinders 1 gemäss den Figuren 1 bis 3. Für die Beschreibung der allgemeinen Funktions- weise wird daher auf diese Figuren verwiesen. Zur besseren Verständlichkeit ist das erste Gehäuse 6 geöffnet und das zweite Gehäuse 7 teilweise geschnitten dargestellt.
Im Unterschied zum Verbinder gemäss den Figuren 1 bis 3 ist der hier gezeigte Verbinder einreihig ausgestaltet. Das Gehäuse 6 der männlichen Verbinderbank 2 ist zweiteilig ausgestaltet und besteht aus einem Grundkörper 8, der mehrere nebeneinander angeordnete Aussparungen 9 zur Aufnahme von Kabeln 1 2 und mit diesen wirkverbundenen männlichen Koaxialverbindern 4 aufweist. Die Verbinder 4 weisen Verdickungen 1 7 auf, die im montierten Zustand in dafür vorgesehen Nuten 18 angeordnet sind und ein Längsverschieben verhindern. Ein Deckel 10 der ebenfalls mit einer entsprechenden Anzahl Aussparungen 9 versehen ist, dient zum Verschliessen des Gehäuses 6 (schematisch durch eine Linie s darge- stellt). Im hinteren Bereich der Aussparungen 9 weisen der Grundkörper 8 und der Deckel
10 Verengungen 29 auf, die so dimensioniert ist, dass die Kabel 1 2 in geschlossenem Zustand in diesem Bereich zwecks Zugentlastung kontrolliert geklemmt werden. Die weibliche Verbinderbank 3 ist ebenfalls einreihig ausgestaltet. Die weiblichen Verbinder 5 werden in der gezeigten Ausführungsform ebenfalls von hinten in das zweite Gehäuse 7 eingepresst.
Figur 8 zeigt je zwei männliche und zwei weibliche Verbinder 4, 5 in einer perspektivischen Darstellung übereinander dargestellt. Beim vorderen Verbinderpaar 4, 5 ist ein vorderer Bereich von 90° weg geschnitten, so dass das Innenleben der Verbinder 4, 5 besser sichtbar ist. Die Verbinder 4, 5 entsprechend den Verbindern 4, 5 der dritten Ausführungsform des Mehrfachkoaxialverbinders 1 gemäss Figur 7, können aber vom Prinzip her auch in einer in den vorangehenden Figuren gezeigten Ausführungsform verwendet werden.
Die männlichen Verbinder 4 weisen im Innern eine erste Distanzhülse 34 auf, die zwischen dem hülsenförmigen Aussenteil 1 3 und dem mit dem Innenleiter 1 9 des Koaxialkabels 1 2 verbundenen ersten Innteil 20 angeordnet ist und diese gegeneinander beabstandet. Die Distanzhülse 34 ist in der Regel aus einem isolierenden Material hergestellt und dient zur Halterung der Teile.
Der weibliche Verbinder 5 weist hier (im Unterschied zur Ausführungsform gemäss den Figuren 4 und 5) einen Aussenleiter 35 auf, der gegenüber dem zweiten Innenteil 25 über eine zweite Distanzhülse 36 beabstandet angeordnet ist. Der Aussenleiter 35 wirkt im zusammengesteckten Zustand mit dem hülsenförmigen Aussenteil 1 3 des Gegenstückes 4 zusam- men, während dem der erste Innenteil 20 mit dem zweiten Innenteil 25 im gesteckten Zustand leitend verbunden ist.
Damit die Verbindung zwischen den einzelnen Teilen sicher hergestellt wird und zum Ausgleichen von gewissen geometrischen Abweichungen in Längs und Querrichtung weisen sowohl der Aussenleiter und der zweite Innenteil einen Federbalg 37, 38 auf. Im Unter-
schied zu den Verbindern 4, 5 gemäss den Figuren 4 und 5, welche seitlich miteinander interagieren, wirken die hier gezeigten Verbinder 4, 5 über Stirnkontakte zusammen.
BEZUCSZEICHEN 1 9 Innenleiter
20 erster Innenteil
1 Mehrfachverbinder 21 Schlitze
2 männliche Verbinderbank 22 zweite Verdickung
5 3 weibliche Verbinderbank 25 23 Isolation
4 männlicher Verbinder 24 Distanzhülse
5 weiblicher Verbinder 25 zweiter Innenteil
6 erstes Gehäuse 26 Verankerungselement
7 zweites Gehäuse 27 Führungsstift
10 8 Grundkörper 30 28 Zentrieröffnung
9 Aussparung 29 Verengung
10 Deckel 30 kabelseitiger Verbinderteil
1 1 Öffnungen 31 männlicher Verbinderteil
12 Koaxialkabel 32 elastische Halterung
1 5 13 hülsenförmiger Aussenteil 35 33 weiblicher Verbinderteil
14 Schlitze 34 erste Distanzhülse
1 5 Absatz 35 Aussenleiter
16 Aussenmantel / Schirm 36 zweite Distanzhülse
17 erste Verdickung 37 erster Federbalg
20 18 Nut 40 38 zweiter Federbalg