用于波紋同軸電纜的連接器和方法

2023-07-10 19:47:36 5

專利名稱：用于波紋同軸電纜的連接器和方法
技術領域：
本發明涉及安裝在波紋同軸電纜的端部以便建立與該電纜的內 導體和外導體的電連接的連接器，並且涉及把連接器安裝在波紋同軸 電纜的端部的方法。
背景技術：
波紋同軸電纜通常用來傳輸高頻電信號。在無線和蜂窩電話行業 中，波紋同軸電纜用來從放大器到塔頂上的天線傳送功率信號並用於
無線電變送器應用。所述電纜一般具有約3/8"至2"的直徑且包括由波 紋金屬外導體包圍的金屬中心導體。泡沫塑料絕緣層填充所述各導體 之間的空間。波紋外導體改善了電纜的柔性。
波紋同軸電纜可以具有這樣的外導體，所述外導體具有沿著電纜 的長度方向彼此隔開的一系列圓形的峰頂和谷槽。作為另一方案，外 導體可以是被沿著電纜的長度延伸的螺旋形峰頂和谷槽以螺旋形式 所纏繞的。
連接器安裝在波紋同軸電纜的端部，以便使電纜可以被連接到電 子元件(諸如放大器、天線、分解器等等)上的接觸埠。作為波紋同 軸電纜連接器的傳統連接器包括中心引腳，它連接到所述電纜的中 心導體；和外導體，它夾緊在外電纜導體端部上暴露的峰頂的兩側。 為了把連接器安裝到電纜上，必須精確地修整電纜中導體的端部。必 須在峰頂切斷所述外導體。必須將外導體峰頂端部下面的泡沫絕緣層 修整掉，以便暴露外導體的兩側，用於與外導體的夾緊接合。美國專 利No.6,133,532公開一種用于波紋同軸電纜的傳統連接器，其中，在 已經切掉峰頂下面的絕緣層之後，在暴露的外導體端部的峰頂處建立電連接。
把傳統的電纜連接器安裝到波紋同軸電纜的端部是困難和費時 的。必須精確地修整所述電纜並且必須從修整後的外導體端部下面仔 細地切掉泡沫絕緣層。使用專用工具並且需要練習，以便將連接器可 靠地安裝到波紋同軸電纜上。連接器和電纜之間的物理連接是不堅固 的，可能失效並因而斷開電連接。
在野外安裝傳統的波紋電纜連接器是困難的，特別是在輸電線塔 頂部地面以上許多英尺的處境下進行時就更困難。^^一個連接器安裝 在傳統的波紋電纜上可能需要花費多達20分鐘時間。
若連接器未被正確地安裝在電纜的端部上，那麼所述連接將失效。 故障可能不是即刻的。延期的故障需要頻繁地在輸電線塔頂部更換連 接器且大大地增大安裝的總成本。
因此，需要一種新的波紋同軸電纜連接器，它可以快速和容易地 安裝在電纜的端部上，並且與同軸電纜的導體形成堅固和可靠的電的 和物理的連接。所述連接器應當可容易地和可靠地被安裝在具有圓形 或螺旋形纏繞外導體的波紋電纜上。

發明內容
本發明是一種改進的同軸電纜連接器，用於安裝在波紋同軸電纜 的端部上，並且建立與中心導體和波紋外導體的堅固和可靠的電連 接。所述外導體可以具有沿著所述電纜方向彼此隔開的圓形峰頂和谷 槽或者圍繞所述電纜的螺旋形纏繞的峰頂和谷槽。
連接器被容易地安裝在所述電纜上，不需要修整所述電纜的外導 體以暴露該導體中的峰頂。沒有必要在把連接器安裝在電纜上之前從 暴露的外導體端部下面除去絕緣層。
將連接器自由地插在電纜的端部上。中心導體在導體中心處延伸 入接觸引腳。較大直徑外導體的端部自由延伸進入由圓柱形可變形彈 性體包圍的圓柱形導電部件。所述彈性體被限制在連接器中連接器主
7體和後向地延伸的罩殼之間的小室中。
在已經將電纜插入連接器之後，在軸向上向著所述連接器主體4齊 壓所述罩殼以便減小所述小室的容積，壓縮所述彈性體，使彈性體徑 向向內滑移並且迫使導電部件靠向所述外導體，以便建立與波紋電纜 外表面的可靠的大表面積的電連接。所述導電部件電連接到所述連接 器主體，以便在外導體和連接器主體之間建立可靠的連接。接觸引腳 與中心導體接合。依靠摩擦力將所述罩殼保持在所述連接器主體上， 以使得被壓縮的彈性體受限制且所述被壓縮的彈性體使所述導電部 件有彈性地頂住外電纜導體。
連接器在電纜上的安裝形成與內和外電纜導體的可靠的電連接以 及連接器和電纜之間的堅固的物理連接。所述物理連接沿著電纜的相 當長的長度延伸。所述彈性體徑向向內變形，以保持所述導電部件在 若干個波紋處貼靠住外導體以在連接器和電纜之間形成堅固的互鎖 的物理連接。所述連接比在波紋同軸電纜和傳統的連接器之間形成的 物理連接堅固。
隨著所述描述的繼續進行，尤其是當結合圖解說明本發明的附圖 進行描述時，將明白本發明的其它目的和特徵，共7頁附圖。


圖l是波紋同軸電纜連接器的部件分解圖； 圖2是舉例說明處在待接納波紋同軸電纜端部的位置的裝配好的 連接器的部分剖視圖3是類似於圖2的說明電纜已插入連接器的視圖4是顯示完全地安裝在波紋電纜端部上的連接器的^L圖5是用於在波紋電纜連接器中接合外導體的導電部件的透視
圖6和7是不同實施例導電部件的透視圖8是具有導電錶面的彈性體部件的部分剖視圖；圖9是第二實施例連接器的視優選實施例描述
同軸電纜連接器IO被安裝在波紋同軸電纜12的端部上並且形成 與該電纜中的內金屬導體14和外波玟金屬導體16的電連接。所述內 電纜導體和外電纜導體由泡沫塑料絕緣層18隔開。連接器IO在電纜 導體和電纜安裝埠之間建立電連接。如圖2所示，波紋外導體16 包括沿著電纜的長度在軸向上隔開的若干圓形的峰頂20和谷槽22。 作為另一方案，所述外導體可以是螺旋形纏繞的，具有沿著電纜的長 度方向延伸的峰頂和谷槽。
同軸電纜連接器10包括由主體部件24和25形成的二體(two-part) 管狀金屬體23。部件24具有圍繞所述部件的埠端部30和電纜端部 28之間的主體而延伸的外法蘭26。螺紋接頭螺母32套在端部28上 並且包括與法蘭26接合的徑向向內卡圈34。所述螺母上的螺紋圍繞 主體埠端部30。
金屬接觸引腳36建立與電纜12的內導體14的電連接。引腳36 包括中心卡圏38和若干柔性接觸指40，所述柔性接觸指40在引腳的 電纜端部周圍彼此隔開並且包圍引腳的電纜端部中的中心開口。所述 引腳在所述開口具有緊配合。指40的端部42徑向向內逐漸變細。閂 鎖肩(Latch shoulder)44從所述接觸指向外伸展。
引腳36被插入圓柱形塑料對準卡圈46的中心開口 。所述卡圈內 側上的柔性指48鎖住在引腳卡圏38和肩44之間的引腳上。見圖2。 在？ 1腳處在適當位置的情況下卡圏46被壓入部件24的埠端部。
主體部件24包括位於法蘭26和電纜端部28之間的徑向內法蘭 50。在插入引腳36和卡圏46之前，塑料環52^皮插入部件24的埠 端部30中並且與法蘭50的埠側接合。環52包括從法蘭50徑向向 內延伸的圓錐壁54,其限定圓柱壁55，圓柱壁55的內徑略微大於內 導體14的直徑，以便允許內導體自由插入所述壁中和指40下面。壁55的埠端部具有錐度，以用於與指端部42的凸輪式接合(cam engagement).指端部42在環52上的壁55下面延伸。
一般說來，主體部件25具有圓柱形埠部分58和電纜部分60。 部分58和60在面對端部28的圓周臺階62處結合，因此部分60比 部分58厚。面向內的錐形臺階64圍繞罩殼端部66延伸。端部66的 內徑具有在電纜12上的絕緣層68上的滑動配合。主體部件24的從 法蘭50向電纜延伸的部分70的內徑與臺階62和64之間的部分60 的內徑相同。
彈性體部件或管72與主體23內連接器主體23的內部室73配合。 所述室延伸在法蘭50和臺階64之間並且圍繞主體23的內部。所述 內部室包圍和形成連接器主體的內部容積85。圓柱形薄壁導電部件 74配合於彈性體部件72的埠端部內。導電部件74由導電金屬構成 並且包括彼此隔開的連續的圓柱形帶76和78以及多個彼此隔開的螺 旋形條80，所述多個螺旋形條80螺旋形地圍繞所述部件的圓周延伸 並且與圓柱形帶76和78結合。整體徑向法蘭82從帶78向外伸展。 所述法蘭位於彈性體部件72的埠端部和法蘭50之間。
部件25象圖2中那樣安裝在部件23上，彈性體部件72延伸在法 蘭50和臺階64之間以便填充室73。部件72的內表面包括導電部件 74的電纜端部處的臺階84,臺階84的高度等於電纜12上絕緣層68 的厚度。導電部件74的內徑略微大於電纜外導體16在峰頂20處的 外徑，以便允許暴露的外導體16自由地插入連接器10中(從圖2的位 置到圖3的位置)。
所述電纜插入連接器的內部容積85中到達圖3的位置，使內金屬 導體14延伸在各引腳接觸指40之間，並且將電纜外導體16和絕緣 層18的前端移到法蘭50附近。外導體移入部件74中，其中，峰頂 20與部件74接合。電纜絕緣層68的端部與臺階84接合。見圖3。
在電纜已被插入連接器之後， 一種工具將主體部件25沿著主體部 件24推進距離"A"，所述距離"A"足以將臺階62移動到靠著端部28。
10同時，所述工具將引腳36和卡圈46向內地朝向所述電纜移動一段短 距離，以將接觸指40楔入環52上的壁55之下，將所述接觸指緊緊 地壓在內導體14上，並且在內導體和引腳之間形成電連接。部件25 的內表面和主體部件24的外表面之間的摩擦接合將主體23保持在收 縮位置，同時臺階62與端部28接合。見圖4。
部件25從圖2的位置到圖3的位置的移動減小了室73的容積， 壓縮彈性體部件72並使其有彈性地徑向向內流動變形貼靠嚮導電部 件74,並且把條80徑向向內地壓在波紋外電纜導體16上。每一個條 被保持貼靠著電纜的外導體上的峰頂和谷槽上。壓縮的部件72使法 蘭82緊緊地貼著主體法蘭50。壓縮的彈性體部件72在導電部件74 和外電纜導體16及主體部件24之間建立大面積的電連接。所述連接 圍繞電纜延伸360度。
覆蓋電纜絕緣層68的壓縮部件72的一部分形成抗風化密封，用 以防止溼氣沿著電纜絕緣層進入連接器。所述壓縮彈性體還避免溼氣 經過對接端部28和臺階62進入連接器。在部件72 一皮壓縮以及向內 朝著外電纜導體變形過程中，帶76和78以及條80被彎曲以便與導 體16的形狀相符。壓縮部件72填充減小了容積的室73並且填充電 纜中的谷槽。
連接器10在不必精確地修整外電纜導體的端部或者切掉該外電 纜導體下面的絕緣層的情況下被安裝在同軸電纜12上。雖然圖4示 出外導體端部的谷槽，但是，連接器10可以與外導體端部的參照於 峰頂和谷槽而言的位置無關地安裝在電纜上。大面積連接改善了連接 器的電流承載能力並且改善了屏蔽。導電部件74提供延伸在外導體 16至主體23之間的360度的遮蔽。
如上所述地把連接器10安裝在電纜12上還利用變形流動到谷槽 22中的彈性體而在連接器和電纜之間形成堅固的互鎖物理連接。所述 連接沿著電纜的相當長的長度延伸。
彈性體部件72可以由矽橡膠或具有以下能力的適當的可壓縮彈
ii性體形成有彈性地變形流動到電纜的谷槽中並且使導電部件74貼著外電纜導體16和法蘭50。
所述彈性體可以由單一的導電彈性體製成，使得整個部件在外電纜導體16和主體23之間形成電連接。
在如所描述的把連接器10安裝在電纜12上之後，把連接器的埠端部安裝在傳統的電纜埠上，其方法是把所述端部插入所述埠並且旋轉螺母32，以便把連接器緊固在所述埠上。連接器和電纜之間的堅固的互鎖機械連接支持延伸離開連接器的電纜，使得電纜的重量不會使連接器和電纜之間的電連接處於受力狀態。
圖6和7舉例說明類似於導電部件74的可供選擇的導電部件86和88。圓柱形薄壁導電部件86由薄的導電金屬形成並且包括圓柱形主體90,圓柱形主體90具有彼此隔開的連續帶92和94以及延伸在帶之間的若干蛇形條96。蛇形條96與主體90的軸線平行地延伸並且包括若干截斷的陡的U形彎曲或反向的曲線98 (其沿該條而間隔開)。所述曲線形成在主體90的厚度之內。如圖解說明的，所述U形彎頭沿著條98的長度方向密集地間隔開並且通過窄縫與相鄰的彎頭和條隔開。類似於法蘭82，徑向法蘭100從帶92向外伸展。
圓柱形薄壁導電部件86由薄的導電金屬形成並且包括圓柱形主體102,圓柱形主體102具有一對;f皮此隔開的圓周的帶104和106以及在所述帶之間延伸的多個蛇形條106。條108 —般具有正弦曲線的形狀並且包括若干平滑的U形彎頭110。彎頭110沿著條108的長度方向彼此隔開並且通過窄縫與相鄰的條隔開。徑向法蘭112從帶106向外伸展。
部件86和88可以用於連接器10中代替部件74。室73容積的縮小使彈性體部件72徑向向內地塑性變形，用以使條96或118向內地變形且變形成貼著電纜12的波紋外導體。所述主體的壓縮還4吏法蘭IOO或112貼著連接器部件24,使得導電部件在電纜的外導體和連接器主體之間形成電連接，如前所述。
12導電部件74、 88和90的條的向內變形使所述條在接觸波紋外導體的表面時變形。所述條可以是細長的。當條98與所述外導體的表面接觸時，條96和108中的U形彎頭可以張開。帶76,78,92,94, 104和106可以變形。
圖8圖解說明管狀導電彈性體部件105，它可以用於同軸電纜連接器10中，代替彈性體部件72和導電部件74。部件105具有類似於部件72的主體的彈性體主體107，在主體107的外表面上有一體結合式的薄導電層或殼109。當使用部件105的連接器收縮(如圖4所示)時，把層109的裡面部分111壓到外電纜導體的峰頂和谷槽上，以便形成與所述外導體的電連接。同時，把所述導電層的端面113壓到法蘭50上，以便形成與主體部件24的電連接。導電層109在外電纜導體和連接器主體之間形成360度連續的電連接。
外導電層109可以由其中遍布地擴散有導電材料的橡膠形成。所述導電材料可以是彼此接觸的碳絲或金屬絲或碳納米管。作為另 一方案，所述導電層可以是被結合在所述彈性體上的薄金屬箔。
示於圖9中的第二實施例連接器114形成與波紋同軸電纜116的電連接。連接器114類似於連接器10。所述電纜可以是與電纜12相同的，或者，作為另一方案，可以有螺旋纏繞外波紋。
連接器114具有由管狀主體部件120和121形成的兩體管狀金屬主體119。部件120具有位於部件的埠端部和在部件的電纜端徑向向內伸展的法蘭124之間的向外伸展法蘭122。襯套126設置在所述部件的內部並且利用環形止動法蘭124將卡圏128和環130在所述主體中固定就位。卡圈128和環130類似於以前描述的卡圈46和環52。所述卡圈和環將接觸引腳132保持在主體120中。引腳132與引腳36相同。部件121安裝在法蘭122和124之間的部件120的外表面。部件121是管狀的並且包括摩擦配合在部件120的外表面142上的圓柱形內表面138。類似於螺母30的螺母135安裝在部件120上並且與法蘭122接合。在把電纜安裝在連接器114上之前，連接器處在電纜接納位置，此時部件121被移位到圖9中所示位置的右邊。所述部件的埠端部
144處在部件120上面，離開法蘭122—段距離。不受力的彈性體管或部件150(類似於部件72)與延伸在法蘭124和端部148之間的室146配合。薄壁圓柱形導電部件152(它可以與以前描述的部件74,86或88之一相同)定位在彈性體主體150的埠端部。部件152包括定位在主體150的埠端部和法蘭124之間的徑向法蘭154。主體150包括類似於臺階84的臺階156。
在連接器114處在電纜接納位置的情況下，把電纜116插入部件121,此時，內導體158伸進引腳132中並且波紋外導體160在導電部件152的圓柱形部分中。電纜116上的絕緣層162的端部與臺階156接合。
在插入電纜之後，使用一種工具把部件121朝著部件120的方向推進到圖8中所示的位置。室146的容積被減小了 ，使得彈性體主體150被壓縮並且徑向向內地變形流動，以便4吏導電部件152的圓柱形部分以外導體160為託靠而變形，從而在它們之間建立電連接。所述彈性體部件的壓縮還使導電部件貼著法蘭154,以便在所述法蘭和主
體120之間形成電連接。所述工具朝著電纜116的方向推動引腳132，以便把所述引腳的電纜端部上的接觸指置於環130下面，從而在所述導體和引腳之間形成電連接。部件120和121之間的摩擦、接合將主體保持在圖9中所示的位置，以便維持連接器和電纜之間的互鎖的電的和物理的連接。
雖然已經圖解說明和描述了本發明的優選實施例，但是，應該明白，這是能夠修改的，因此，不希望把本發明限制在所提出的精確的細節上，而希望利用屬於所附權利要求書範圍的這樣的變化和改造。
1權利要求
1. 一種用於安裝在具有波紋外導體的同軸電纜的端部上的連接器，該連接器包括具有包圍電纜接納空腔的內壁的導電主體，該空腔在該主體的一端處開口；位於該空腔中的彈性體部件；以及位於該空腔中的導電部件，所述導電部件定位在該空腔中的該彈性體部件和波紋同軸電纜的外導體之間，並且定位在該彈性體部件和該主體之間，所述彈性體部件與該導電部件直接接觸，而所述導電部件既與該同軸電纜的波紋外導體直接接觸又與該主體直接接觸，其中，該彈性體部件的壓縮保持該導電部件既貼靠著該同軸電纜的波紋外導體又貼靠著該主體以在它們之間形成電連接。
2. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，所述連接器包括位 於該主體的內壁內的室，所述彈性體部件位於所述室中。
3. 如權利要求2所述的連接器，其特徵在於，該室圍繞該空腔延 伸，並且該彈性體部件是管狀的。
4. 如權利要求3所述的連接器，其特徵在於，所述主體包括兩個 可以相對地移動的主體部件，所述主體部件限定了所述室的相對的 壁，其中，所述主體部件的彼此相向的移動壓縮該彈性體部件。
5. 如權利要求4所述的連接器，其特徵在於，包括在所述主體部 件之間的摩〗察連接。
6. 如權利要求3所述的連接器，其特徵在於，該導電部件包括接 觸所述主體的環形的法蘭。
7. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，當所述彈性體部件 被壓縮時，該彈性體部件和所述導電部件與該外導體上的峰頂和谷槽 相配。
8. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，所述彈性體部件是管狀的，並且該導電部件包括位於所述彈性體部件內的圓柱形部分。
9. 如權利要求8所述的連接器，其特徵在於，所述導電部件包括在該管狀部件之外延伸的部分，所述部分接觸該主體。
10. 如權利要求9所述的連接器，其特徵在於，該導電部件的所述部分包括環形的法蘭。
11. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，所述導電部件包括定位在該彈性體部件和該同軸電纜的外導體之間的並且順應於該外導體的形狀的金屬條。
12. 如權利要求11所述的連接器，其特徵在於，該導電部件包括圍繞該電纜成螺旋形地延伸的多個條。
13. 如權利要求12所述的連接器，其特徵在於，每個條包括彎頭。
14. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，該彈性體部件和該導電部件是整體式的。
15. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，該彈性體部件和該導電部件是非整體式的。
16. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，該導電部件由金屬形成。
17. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，該導電部件由非金屬形成。
18. 如權利要求1所述的連接器，其特徵在於，所述連接器包括接觸引腳以及位於該接觸引腳與該電纜的中心導體之間的電連接。
19. 一種波紋同軸電纜上的連接器的組合，所述組合包括連接器，其具有管狀主體，所述管狀主體帶有包圍電纜接納開口的內壁，壓縮的彈性體部件位於該開口內；具有外導體的波紋同軸電纜，所述外導體帶有峰頂和谷槽，所述電綴M立於該開口內；以及，在該開口中的導電部件，所述導電部件既位於該彈性體部件和該電纜的外導體之間又位於該彈性體部件和該主體之間，所述導電部件與該波紋同軸電纜的外導體的峰頂和谷槽成直接接觸並且與該主體成直接接觸，並且，所述壓縮的彈性體部件與該導電部件成直接接觸，以使得該壓縮的彈性體部件保持該導電部件既貼靠著該電纜的外導體的峰頂和谷槽又貼靠著該連接器主體以在它們之間形成電連接。
20. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，該彈性體部件和該導電部件是整體式的。
21. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，該彈性體部件和該導電部件是非整體式的。
22. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，所述組合包括在該開口內的室，該彈性體部件位於該室中。
23. 如權利要求22所述的組合，其特徵在於，該室圍繞該開口延伸，並且，該彈性體部件是管狀的且包圍該電纜的該端部。
24. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，該導電部件由金屬形成。
25. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，該導電部件由非金屬形成。
26. 如權利要求25所述的組合，其特徵在於，該導電部件包括碳。
27. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，該導電部件包括若干細長的導電部件。
28. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，所述導電部件包括納米管。
29. 如權利要求19所述的組合，其特徵在於，包括接觸引腳以及在該接觸引腳與該電纜的中心導體之間的電連接。
30. —種在連接器主體和同軸電纜的波紋外導體之間形成電連接的方法，所述方法包括以下步驟提供連接器，所述連接器具有主體；在該主體中在該主體的一面處開口的電纜接納空腔；在該空腔中的彈性體部件；以及在該空腔中的導電部件，該彈性體部件與該導電部件成直衝妻接觸，該導電部件與該主體成直接接觸並且定位成用於與定位在該空腔中的同軸電纜的波紋外導體成直接接觸；提供具有暴露的波紋外導體的同軸電纜；將該同軸電纜定位在該空腔中；並且通過壓縮該彈性體部件靠向該導電部件以保持該導電部件既貼靠著該電纜的波紋外導體又貼靠著該主體從而在該同軸電纜的波紋外導體和該主體之間形成電連接。
31. 如權利要求30所述的方法，其特徵在於，該彈性體導電部件包括若干金屬條，所述方法包括以下步驟:將這些條彎曲貼靠向該同軸電纜的波紋外表面。
32. 如權利要求30所述的方法，其特徵在於，該電纜包括內導體，所述方法包括以下步驟形成包圍該內導體並且延伸在該外導體和該主體之間的360度的
33. 如權利要求30所述的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟把該彈性體部件定位在該空腔中的室中並且減小該室的容積以壓縮該彈性體部件。
34. 如權利要求33所述的方法，其特徵在於，該主體包括限定該室的相對表面的可相對移動的兩個部件，所述方法包括以下步驟通過;f皮此相向地推移這些部件來減小該室的容積，並且形成這些部件之間的連接。
全文摘要
一種電連接器(10)安裝在波紋同軸電纜(12)上。通過以下方法形成電連接將彈性體主體(72)向內壓向所述電纜以保持導電部件(25)處在與外導體的電連接中。
文檔編號H01R9/05GK101490905SQ200780027403
公開日2009年7月22日 申請日期2007年4月5日 優先權日2006年7月19日
發明者N·墨提納 申請人:約翰·梅扎林瓜聯合有限公司