摩擦焊接型同轴连接器和互连方法技术

一种用于与具有固体外导体的同轴电缆通过摩擦焊接进行互连的同轴连接器，所述同轴连接器设置有具有腔体的整体式连接器主体，所述腔体的尺寸设定成与外导体的外径形成过盈配合。通过应用摩擦焊接支撑件抵靠外导体的内径和前端，可围绕外导体的前端形成摩擦沟槽。所述摩擦沟槽可包括形成在腔体的径向摩擦凸出部和摩擦沟槽底部之间的材料室。所述摩擦焊接支撑件可设置有陶瓷表面、阻挡凸肩和/或承坐在内导体腔体中的弹性插入件，所述陶瓷表面与外导体接触，所述阻挡凸肩的尺寸设定成抵接腔体的电缆端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦焊接型同轴连接器和互连方法
本专利技术涉及电缆连接器。更具体地，本专利技术涉及一种可通过摩擦焊接互连的同轴电缆连接器。
技术介绍
同轴电缆连接器用于(例如)需要高精度和高可靠性水平的通信系统。为了在电缆和连接器之间产生牢固的机械互连和最优的电气互连，期望的是在同轴电缆外导体的前缘和连接器主体之间具有大致均匀的周向接触。外导体的扩口端可通过联接体夹持在连接器主体的环形楔状表面上。这种技术的代表是共同拥有的在2004年9月21日授予Buenz的美国专利No.6793529。尽管这种类型的连接器典型地是可拆卸的/可重复使用的，其制造和安装却被所需的多个分离的内部元件、互连螺纹和相关的环境密封件复杂化。在本
也已知构造成通过焊料和/或粘合剂进行永久互连的连接器。这种技术的代表是共同拥有的在1998年9月8日授予Bufanda等人的美国专利No.5802710。然而，焊料互连和/或粘合剂互连难以以高水平的质量控制应用，从而例如当长时间暴露于振动和/或腐蚀环境时导致互连不足以令人满意。同轴电缆连接器市场中的竞争已经将注意力集中在提高电缆与连接器互连的电气性能和长期可靠性上。此外，降低总成本(包括材料、培训和安装成本)是商业上成功的一个重要因素。因此，本专利技术的目的是提供克服现有技术缺陷的同轴连接器和互连方法。附图说明结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，其中，所述附图中的相同的附图标记指代相同的特征或元件，并且不针对含有相同特征的每一个附图进行描述，下文给出的实施例的详细描述连同上文给出的本专利技术的一般描述均用于解释本专利技术的原理。图1为安装在同轴电缆上的同轴连接器的一个示例性实施例的示意性外部等轴测图，其中，联接螺母沿着电缆与连接器间隔开，用于连接器和电缆互连。图2为安装在同轴电缆上的图1的同轴连接器示意性等轴测图，其中联接螺母承坐在同轴连接器上。图3为图1的同轴连接器的示意性等轴测图。图4为图2的示意性剖视侧视图。图5为图4的区域A的放大视图。图6为图1的连接器和电缆的示意性分解局部剖切等轴测图。图7为图5的连接器主体的示意性局部剖切等轴测图。图8为替代连接器主体的示意性等轴测图，其中在连接器主体的法兰上具有切口。图9为替代连接器主体的示意性等轴测图，其中在连接器主体外径上具有纵向刻痕。图10为图5的外主体的示意性剖切等轴测图。图11为图4的区域B的放大视图。图12为替代外主体的示意性剖视侧视图，其中在电缆端的内径上具有波纹。图13为替代外主体的示意性剖视侧视图，其中在电缆端的内径上具有阶梯型表面。图14为具有内导体端盖的同轴连接器实施例的示意性剖视侧视图。图15为具有最小延伸凸肩的替代同轴连接器实施例的示意性剖视侧视图。图16为图15的区域B的放大视图。图17为具有摩擦焊接支撑件的替代同轴连接器实施例的示意性分解视图。图18为图17的替代同轴连接器的示意性局部剖切等轴测图，其中同轴电缆放置在腔体中，准备用于插入摩擦焊接支撑件。图19为图17的替代同轴连接器的示意性局部剖切等轴测图，其中摩擦焊接支撑件承坐在腔体中，准备开始摩擦焊接旋转。图20为图19的示意性侧视图。图21为图20的区域A的放大视图。具体实施方式铝已经作为铜的成本有效的替代物应用于同轴电缆内的导体。然而，在暴露于空气中的铝表面上很快形成氧化铝表面覆层。这些氧化铝表面覆层可以使传统的机械互连、焊料互连、和/或导电粘合剂互连降级。本专利技术的专利技术人已经认识到增加具有铝和/或铝合金制成的固体外导体的同轴电缆的接收性(acceptance)使得配置用于在外导体和连接器主体之间通过摩擦焊接形成互连的连接器也可成本有效地提供，例如，利用铝和/或铝合金形成外导体和连接器主体。图1至图4中显示了可摩擦焊接的同轴连接器2的一个示例性实施例。如在图4中最佳显示的那样，整体式连接器主体4设置有腔体6，设计腔体6的尺寸以便在其中容纳同轴电缆9的外导体8。朝着连接器主体4的电缆端12倾斜的向内突出的凸肩10形成了向电缆端12敞开的环形摩擦沟槽14。如在图5中最佳显示的那样，设计摩擦沟槽14的尺寸以便在其中容纳外导体8的前缘，当外导体8最初承坐在摩擦沟槽14中时，外导体8的厚度阻止外导体8最初到达摩擦沟槽14的底部，从而在外导体8的前缘和摩擦沟槽14的底部之间形成环形的材料室16。本领域的技术人员将理解，在这里应用连接器端18和电缆端12作为连接器以及在这里描述的连接器的分离元件的各个端部的标识符，以便根据它们在连接器端18和电缆端12之间沿着连接器纵向轴线的排列来识别连接器以及连接器的分离元件以及它们各自的互连表面。腔体侧壁20的直径尺寸可设计成在摩擦沟槽14附近产生摩擦部分22。摩擦部分22在外导体8的外径和腔体侧壁20之间产生额外的过盈配合，以在摩擦焊接期间增大摩擦。在通过摩擦焊接(也被称为旋转焊接)进行互连之前，可通过切割电缆9使得内导体24从外导体8伸出来制备电缆端12(如在图6中最佳显示的那样)。同样地，可以剥去内导体24和外导体8之间的绝缘材料26，并且移除一段长度的外护套28以暴露出期望长度的内导体24和外导体28(包括外导体8的牺牲部分，该牺牲部分在摩擦焊接过程中被消耗掉)。为了开始摩擦焊接，在使外导体8的前缘在纵向压力作用下承坐在摩擦部分22内并承坐在摩擦沟槽14中期间，使连接器主体4相对于外导体8旋转。在旋转(例如以每分钟3000至5000转的速度)期间，外导体8的前缘和/或外径与腔体6的摩擦部分22和/或摩擦沟槽14之间的摩擦产生充足的热量，以软化外导体8的前缘和/或外导体8和连接器主体4的局部邻接部分，从而在外导体8的牺牲部分形成流进材料室16的塑性焊接焊缝以将外导体8和连接器主体4熔合在一起时将它们锻接在一起。凸肩10突出到外导体8和内导体24之间的标记区域(signalspace)(见图5)可能产生降低电气性能的阻抗不连续性。此类阻抗不连续性可通过如下方式最小化：通过应用具有比外导体8的内径小的受限悬垂部分和/或受限长度的向内突出的凸肩10，减小摩擦沟槽14至腔体侧壁20和摩擦沟槽底部52的结构。然而，这可能会要求外导体8具有显著增加的厚度、材料强度特性、和/或要求支撑绝缘材料26的外导体8具有较高的耐高温性能，以避免在摩擦焊接期间外导体8向内变形和/或塌陷。可替代地，在摩擦焊接期间可应用摩擦焊接支撑件54，例如在图17至图21中所示的那样。摩擦焊接支撑件54具有插入主体56，插入主体56在电缆端12处设置有通常为圆柱形的插入部分58，设计插入部分58的外径尺寸以使插入部分58能够承坐在外导体8的内径中并由此支撑外导体8的内径。当外导体8承坐在腔体6中时，插入部分58在外导体8的内径中的行程可通过位于插入部分58的连接器端18处的阻挡凸肩60进行限制，当插入部分58完全承坐在外导体8的前端的内径中时，阻挡凸肩60抵接腔体6的连接器端18。如在图21中最佳显示的那样，插入到承坐在腔体6内的外导体8的内径中的摩擦焊接支撑件54提供了外导体前缘摩擦沟槽14的内侧壁62和/或摩擦沟槽底部52，从而如上文所述的那样将外导体8保持在腔体侧壁20上。然而，在摩擦焊接已经完成之后，可以抽出摩擦焊接支撑件54，留下外导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于互连同轴连接器和固体外导体同轴电缆的方法，所述方法包括如下步骤：提供具有腔体的整体式连接器主体；所述腔体的接近连接器端的的侧壁的尺寸设定成与外导体的外径形成过盈配合；将同轴电缆的前端插入到腔体中，直到外导体的前端以过盈配合承坐在所述腔体内；将摩擦焊接支撑件插入到外导体的前端的内径中；所述摩擦焊接支撑件与腔体配合以围绕外导体的前端形成朝向电缆端敞开的环形摩擦沟槽；和绕着同轴电缆的前端的纵向轴线旋转所述连接器主体，同时施加纵向力以将所述摩擦沟槽推压到所述外导体的前端上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.03 US 13/644,0811.一种用于互连同轴连接器和固体外导体同轴电缆的方法，所述方法包括如下步骤：提供具有腔体的整体式连接器主体；所述腔体的接近连接器端的侧壁的尺寸设定成与外导体的外径形成过盈配合；将同轴电缆的前端插入到腔体中，直到外导体的前端以过盈配合承坐在所述腔体内；将摩擦焊接支撑件插入到外导体的前端的内径中；所述摩擦焊接支撑件与腔体配合以围绕外导体的前端形成朝向电缆端敞开的环形摩擦沟槽；和绕着同轴电缆的前端的纵向轴线旋转所述连接器主体，同时施加纵向力以将所述摩擦沟槽推压到所述外导体的前端上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外导体和所述连接器主体中的每一个均由铝和铝合金材料中的一种材料制成。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述摩擦沟槽在所述摩擦沟槽的连接器端处设置有环形材料室。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述环形材料室是所述摩擦沟槽的位于所述腔体的径向向内的摩擦凸出部和所述摩擦沟槽的连接器端之间的一部分。5.根据权利要求1所述的方法，其中，施加旋转和纵向力，直至产生足以熔化外导体的前端的热量为止。6.根据权利要求1所述的方法，其中，旋转和纵向力在所述外导体和所述连接器主体之间产生摩擦焊接。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述摩擦焊接支撑件在旋转期间与所述同轴电缆旋转锁定。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述摩擦焊接支撑件在旋转期间与所述连接器主体旋转锁定。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纵向力通过所述摩擦焊接支撑件施加。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述摩擦焊接支撑件的电缆端的外径是陶瓷材料。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述摩擦焊接支撑件设置有径向向外的阻挡凸肩；所述阻挡凸肩在所述腔体的连接器端处抵接所述连接器主体。12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将附接到所述同轴电缆的端部的所述连接器主体与聚合物外主体外模制在...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·范斯韦林根，R·瓦卡罗，J·弗雷明，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US