專利名稱：同軸電纜連接保護系統的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及把同軸電纜的端頭連接到一個標準的同軸電纜連接插座上的裝置及方法，特別是涉及到以這樣的方式把同軸電纜的端頭連接一個標準同軸電纜連接插座上的裝置及方法，使得保護其連接點免于接觸周圍環境，并且防止未經允許的損害。
同軸電纜被廣泛的用于諸如電視及無線電信號等寬帶射頻信息的分配。幾乎全部依賴同軸電纜的電纜電視/無線電工業是美國經濟中發展最迅速的一部分。可以預料，在不遠的將來，通過同軸電纜網絡可以獲取的信息的數量和種類將發展到遠遠超出傳統的電視和無線電信號的程度。在21世紀初，同軸電纜網絡將作為主要的工具供用戶獲取新聞、存取數據庫信息、購物、付帳、以及其他與廣泛的外部世界相配合來維護和控制整個同軸電纜分配系統，該系統載有大量的內容廣泛的用戶信息，并且這種電纜網絡工業的一個重要問題就是維護。
同軸電纜通常包括一對導線，即一個中心軸線導體及一個同心地設置在中心導體周圍的外部導體，一種低損耗、高介電的絕緣材料，例如塑料泡沫，可用來隔離兩個導體，在同心導體外面通常設有絕緣護套，用于電纜的電氣絕緣和物理保護。同心導體可以是單個連續的元件，或者更普遍地采用導電箔、金屬絲編織物或類似材料的多層元件的復合物。
為了便于最初的安裝以及其后由于進一步改進所要求的可彎曲性，同軸電纜網絡中包括一些連接設備用于在長度上逐段連接電纜。在大多數同軸電纜網絡中，這種連接設備是采用陽/陰連接系統，其中的陽性元件由一個連接插座構成，而陰性元件是由連接在插座上的選定尺寸的帶螺紋或摩擦配合的偶合器構成。標準的連接插座包括一個外則直徑約為0.375英寸的圓筒形外螺紋體，插座上向外凸出的端由一個具有中心孔的平面元件所覆蓋。在孔后面的插座體的邊界內，設有與插座體屏蔽的內部導體。插座體被電連接到一個同軸電纜電路上，而內部導體被連接到另外的同軸電纜電路上。
在典型的陽/陰連接系統中的陰性元件通常包括連接插座的部分，它連接到電纜連接插座上。陰性元件還包括連接電纜的部分，它是采用這樣的方法使其與同軸電纜的端頭物理地連接的，即將電纜連接部分與同軸電纜的同心導體進行電接觸。采用電纜連接部分來使中心導體的端頭穿過陰性元件的中心，而不能接觸陰性元件，因此，當將插座部分連接到插座體的外側導體上時，中心導體的端頭插入連接插座的中心孔(而不接觸陰性元件上連接插座部分或是導電插座體)，并且與連接插座的內部導體形成電接觸。
同軸電纜網絡傳統上是采用現有的電話線桿和地下管道來分配到各處住宅的。同軸電纜的“干線”與電話和電源線平行地穿過一個街區，并且把每個由電纜網絡提供服務的住宅連接(接入)到干線上。在干線分接頭與引入各個住宅的電纜線(“分接線”)之間的接口通常稱為“分線盒”。分線盒通常是一個具有被稱為“分線板”的扁平面板的小金屬盒。有幾個同軸電纜連接插座從分線板上向外凸出。直接靠近該分線盒的每個電纜服務用戶住宅連接到分線板上的一個連接插座上。
在分接面的連接插座上通常可以使用由電纜網絡公司提供的全部服務，如果一個住宅選擇了不向某一特定的電纜網絡服務付款(例如HBO電視網和按觀看次數付款的電視網)，就在分接面的連接插座與該住宅的分接線之間插入一個“信號闡”。信號闡是具有一個輸入連接插口和一個輸出連接插口的小型電器。信號闡的電路是這樣構成的，它可以把電纜服務的非用戶信號濾除或對該信號施加擾頻。
分接線從分線盒上連接到各個住宅，并且連接到各個“接收機”(例如電視或收音機)上。如果用戶使用不止一個接收機，分接線就接到具有一個輸入連接插座和二或多個輸出連接插座的“信號分離器”上。很多同軸電纜網絡通常都可用來承擔對附加的用戶使用信號分離器連接附加的接收設備的收費。
使用這種典型的同軸電纜連接設備所帶來的問題是這種設備很容易連接、斷開以及重接。遺憾的是，一個不老實的用戶很容易偷偷地接入同軸電纜網絡，對于一個不老實的用戶來說，同樣很容易改變其現有的同軸電纜連接系統，偷偷地把電纜網絡連接到附加的接收裝置上，并且改變其電纜網絡以拆除信號闡。
對于典型的同軸電纜連接設備來說，除了對物理性損害的易損性之外，這種同軸電纜網絡連接設備還會易于在大環境中，例如濕氣、塵土和霧中受到腐蝕和/或其他損害。
至今為止已做了很多努力使用同軸電纜系統的連接設備增強抵抗人為損害和環境條件損害的能力。然而，任何努力均不能完全令人滿意。現有的連接設備即不能足夠地抵抗人為的和/或環境條件所造成的損害，并且這種現有的連接設備的制造費用非常昂貴，和/或難以處理，現場安裝的工作即復雜又昂貴。此外，很多現有的連接設備不能被改裝到已有的同軸電纜連接插座上。
因此需要一種同軸電纜連接的保護系統，來增加抵抗人為損害的能力，同時也需要一種能增加對環境條件損害的抵抗能力的同軸電纜連接保護系統。并且進一步需要一種同軸電纜連接的制造系統，除了提供對人為和環境條件損害的足夠的抵抗力之外，還能廉價地制造，并且能簡單及廉價地安裝。最后，還需要有一種同軸電纜連接的保護系統，在對人為和環境條件的損害提供足夠的抵抗力的同時，還可以被改裝到使用現存標準同軸電纜連接插座的現存的同軸電纜網絡系統中。
本發明的同軸電纜連接保護系統滿足了上述這些需求。本發明所提供的系統對人為的和環境條件導致的損害具有很強的抵抗能力。該系統的造價便宜，并且可以在現場簡單、快速并容易地裝配。該系統可以改裝到使用標準同軸電纜連接插口的現有同軸電纜網絡設備上。
本發明的系統包括一個連接插座連接器，一個擠壓外殼以及一個鎖定套筒。連接插座連接器包括一個插座連接部分及一個電纜連接部分。在插座連接部分上有一個帶基座的夾頭，一個基座孔以及多個擴口銷。電纜連接部分具有一個端部開口的空心圓筒與孔和夾頭基座連通。插座連接部分緊密地接合在連接插座殼的的周圍，而電纜連接部分以這樣的方式接合在同軸電纜的端部上，使電纜連接部分與電纜端部上的同心導體形成電接觸，并且采用這樣的方式使中心導體軸向地穿過夾頭的基座孔，再穿過連接插座孔，并且在連接插座內與導電體形成電接觸。
擠壓外殼是中空并且端部開口的，它包括一個壓縮部分和一個收縮部分。其壓縮部分緊密地配置在連接插座連接器的擴口銷上，從而對擴口銷施加環向應力以便迫使擴口銷與連接插座的螺紋體形成緊密接觸。
鎖定套筒是空心的，并且具有延伸的側壁，該側壁限定了帶有一開口端的鎖定套筒腔。鎖定套筒相對于連接插座按如下方式配置，使其側壁包住連接插座、連接插座連接器，以及擠壓外殼。
在本發明的一個實施例中，連接插座的電纜連接部分是一個配置在電纜端頭的中心導體與電纜端頭的同心導體之間的心軸。在一個較佳實施例中，該心軸具有外部螺紋以便于將其插入電纜端頭。在該實施例中，電纜端頭上典型的同心導體的編織金屬絞線最好是配置在擴口銷的外表面與擠壓外殼的壓縮部分之間。
在本發明的另一實施例中，擠壓外殼上壓縮部分的內側直徑大于其收縮部分的內側直徑，從而使收縮部分的內側直徑尺寸能迫使同心導體與連接插座連接器的電纜連接部分形成緊密的接觸。
在本發明的再一實施例中，鎖定套筒上具有內部螺紋，以便于把連接插座連接器安裝到連接插座上。在該實施例的一個優化變形方案中，一個驅動蓋被螺紋連接到鎖定套筒的內側螺紋上，并確定其尺寸使之能對擠壓外殼的電纜連接部分的末端施加壓力。
在一個其他的實施例中，在鎖定套筒之內套入一個鎖定套筒襯套，以提供附加的強度及耐損性。
在本發明的又一實施例中，把鎖定套筒或鎖定套筒的襯套可直接用螺紋連接到連接插座上。
在另外的一個實施例中，本發明還可以包括一個適用的多腔套筒，它包括一個具有多個空腔的鎖定套筒，每個腔體均可連接到各個連接插座上。由于該套筒有多個空腔，并且被連接到多個插座上，用任何方式的轉動操作都很難拆掉。因此，與現有技術的套筒相比，這種套筒抵抗人為損害的能力更強。
本發明的系統可以用來保護各種同軸電纜的連接節點，包括分線盒，電纜接頭，接地接頭，信號闡，以及信號分離器。
本發明還包括由上所述的導電連接插座連接器，擠壓外殼以及鎖定套筒所構成的配套元件。
本發明還包括用上述的配套元件把同軸電纜端頭保護地連接到一個標準連接插座上的方法。
本發明同時還包括幾種工具，它們可以用來裝配電纜，把擠壓外殼推進到擴口銷上，以及從擴口銷上撤回擠壓外殼。
通過參照以下說明書，所附權利要求書以及附圖將會理解本發明的上述及其他特征，形狀及其優點。
圖1是具有本發明特征的一個同軸電纜連接保護系統的截面視圖;
圖2是具有本發明特征的同軸電纜連接保護系統的第二實施例的截面視圖;
圖3是具有本發明特征的同軸電纜連接保護系統的第三實施例的截面視圖;
圖4是具有本發明特征的同軸電纜連接保護系統的第四實施例的截面視圖;
圖5是具的本發明的特征的一個電纜接頭連接的截面視圖;
圖6是具有本發明特征的一個信號闡連接的截面視圖;
圖7是一個裝配起來構成接地保護的裝置的截面視圖，這種裝配具有本發明的特征;
圖8是具有本發明特征的一個信號分離器的截面視圖;
圖9是具有本發明特征的一個同軸電纜連接保護系統的截面視圖，圖中示出了使用具有本發明特征的推進一工具;
圖10是具有本發明特征的一個同軸電纜連接保護系統的截面視圖，圖中示出了使用具有本發明特征的撤回工具;
圖11是具有本發明特征的一個同軸電纜連接保護系統的截面視圖，它示出了使用具有本發明特征的撤回工具的第二實施例;
圖12是一個電機驅動工具的局部截面側視圖，該工具用于裝配具有本發明特征的同軸電纜連接保護系統;
圖13具有本發明特征的電纜裝配工具的側視圖;
圖14是用于本發明的一個連接插座連接器的示意圖;
圖15是由用于本發明的一個連接插座連接器和一個擠壓外殼構成的總體的示意圖;
圖16是用于本發明的鎖定套筒的局部截面的示意圖;
圖17是用于本發明的，包括一個鎖定套筒、一個驅動蓋和一個防塵蓋的總體示意圖;
圖18是用于本發明的一個鎖定套筒及其外蓋的局部截面示意圖;
圖19是具有本發明特征的信號闡的局部截面示意圖;
圖20是具有本發明特征的一個接頭保護的局部截面示意圖;
圖21是用于本發明的由一個連接插座連接器，一個擠壓外殼，一個鎖定套筒以及一個電纜接地連接裝置構成的整體示意圖;
圖22是用于保護具有本發明特征的一個信號分離器接頭裝配局部截面示意圖，圖23是在本發明中用于裝配電纜端頭的工具的示意圖;
圖24是在本發明的撤回工具的局部截面示意圖;
圖25是用于本發明的一個撤回/推進工具的局部截面示意圖;以及圖26是用于本發明的一個電機驅動工具的局部截面示意圖;
本發明包括一個連接插座連接器10，一個擠壓外殼12及一個鎖定套筒14。
如圖1和14所示，連接插座連接器10包括連接插座連接部分16和電纜連接部分18。在連接插座連接部分16上的一個帶有夾頭基座20的夾頭機構，以及多個擴口銷22從基座20向外伸出，從而形式成具有圓周邊緣26的夾頭連接杯24。
夾頭基座20限定了中心孔28的尺寸，使得同軸電纜端頭32的中心導體30穿過夾頭基座20進入夾頭杯24，而不與連接插座連接器的機構形成電接觸。典型的圓形中心孔28的直徑在約0.15至約0.30英寸之間。
銷22限定了夾頭杯24并且提供了一個內側為圓筒形的嚙合面34，它適合與連接插座38的外螺紋表面36嚙合。銷22的內表面34可以是平滑的，或是具有淺切削的螺線槽、螺紋或者螺脊40。最好使每個具有一個橫跨各個銷22寬度的螺脊40。把螺脊40的間距設定成與插座38的螺紋間距相對應。在設有螺脊40的實施例中，在連接插座連接器10與連接插座38之間可以形成比較可靠的連接。
每個銷22最好是這樣構成的，即在與切面42鄰接處有一個加厚區域44，并且朝向其連接夾頭基座20的方向逐漸變薄。在無應力、無壓力的狀態下，夾頭杯24的內側幾何形狀大體上為圓筒形。在這種無應力、無壓力狀態下，夾頭杯24確定了一種稍有彎曲或錐形的幾何形狀。這種形狀可以使連接插座連接部分16能很容易地滑動到連接插座體46的外表面36上。
夾頭杯24的尺寸是這樣確定的，在無應力的狀態下，它可以很容易地滑動到連接插座體46的外表面上，但是，如果在銷22的外表面上施加圓周向應力，可以使連接插座的連接部分16緊密地連接在連接插座38的主體46周圍。
在用于一個外側直徑為0.375英寸的插座的一個較佳實施例中，夾頭機構包括四個銷22，每個銷限定了一個內徑約0.37至0.38英寸之間的圓筒上的四分之一。每個銷的長度在約0.2至0.5英寸之間。由縱向的切口48把各個銷22與相鄰的銷隔開，其切口的寬度為約0.01至0.1英寸之間，其寬度最好是在約0.04至0.05英寸之間。銷22可以通過在夾頭機構上以直角橫鋸來構成。另一種便于批量生產的方式是，可以通過在夾頭機構的橫向上用兩個朝同一方向運動的平行鋸齒進行單面切削操作來形成銷22。
連接插座連接器10進一步包括一個電纜連接部分18。該電纜連接部分18與貼近夾頭基座20的連接插座連接部分10形成物理連接。電纜連接部分18還可以這樣的方式連接到同軸電纜32上，使電纜連接部分18與電纜端頭32的同心導體50形成電接觸，并且使中心導體30軸向穿過夾頭基座的孔28并且進入夾頭杯24的中心。
電纜連接部分18可以采用本技術領域中公知的任何標準卷邊方式。電纜連接部分18也可以采用美國專利申請號07/364，＝917中描述的幾種類形之一，該申請在此可作為參考。
然而，電纜連接部分18最好是一個有螺紋的心軸52，它具有(1)一個圓筒形心軸元件54，以及(2)一個螺旋狀的切刃螺脊56，它構成了設在心軸元件54外部的螺紋。心軸元件54通常是圓筒形的，其外徑的選擇根據所用電纜的外徑尺寸而定。對RG59電纜來說，心軸元件54的最佳外徑在約0.20至0.21英寸之間。心軸元件54最好是稍成錐形的，以便于插入。還有，在一個典型實施例中，心軸元件54上遠離夾頭基座20的部分被削薄了，從而構成尖銳的背部開口58。螺旋狀刀刃螺脊56的高度在約0.02至0.06英寸之間，最好是在0.038至0.042英寸之間，并且構成從心軸元件54上伸出的銳角的凸起部。在一個最佳實施例中，由刀刃螺脊56構成的“螺紋”是60°角的螺紋，并且在每英寸上設置約8至16個螺紋，最好是每英寸設有約11至13個螺紋。
螺旋狀刀刃螺脊56的形狀使其足以被擰入在大多數同軸電纜中構成同心導體50的金屬編織物60中。這種螺旋狀刀刃螺脊56能與同軸電纜端頭32形成牢固的機械連接，而不會使構成編織狀同心導體50的金屬絞線切斷或斷裂。刀刃狀邊緣的螺脊56的尖銳程度上的一種折衷方案是將其制成大約2至3密耳的扁平截面。1密耳的扁平面過于尖銳，會使細線構成的編織物60切斷，同時也發現在邊緣上的8密耳的圓角又太銳了，會導致編織物在張力下滑動。事實上，刀刃狀邊緣56應使編織線經受剪切應力，而不使其切斷。
為了能使裝在同軸電纜62上的連接插座連接器10便于絕緣，特別是在低溫環境下，在連接插座連接器10的電纜連接部分18上使用螺旋狀的刀刃螺脊56具有特別好的效果。
連接插座連接器10是由導電材料制成的，通常采用金屬材料。鋁是最好的金屬材料，因為其重量輕、便宜，并且導電性好。如果電纜連接部分18包括一個螺紋心軸52，并且該電纜連接部分18是用鋁制成的，最好在心軸元件54的外部提供另外的導電材料，例如錫的合金，以便使心軸元件54的外部具有附加的光滑性，從而便于心軸元件54插入同軸電纜的端頭32。
擠壓外殼12具有端部開口的空心管形。擠壓外殼12上有一個壓縮部分64和一個收縮部分66。壓縮部分64被用來對連接插座連接器10上的夾頭銷22的外側施加環向應力，而收縮部分66則被用于與一件或多件工具相接合，以便把擠壓外殼12推進到夾頭銷22上，和/或相反地使壓縮部分64從夾頭銷22上撤回，并使之脫離。
壓縮部分64通常為圓筒形，并且將其尺寸定為可以在夾頭銷22上面滑動，從而向夾頭銷22施加很大的環向應力，以便使夾頭銷22緊密地箍住連接插座體46的外表面36。對于外徑約為0.375英寸的標準插座來說，壓縮部分64的內徑通常為約0.04至0.42英寸之間，最好是在約0.410至0.415英寸之間。
擠壓圓筒12的收縮部分66通常也是圓筒形的。它連接到壓縮部分64上，使壓縮部分64和收縮部分66的縱向軸線同軸。把壓縮部分64的內徑尺寸定為能讓收縮部分66沿著同軸電纜62的外側自由滑動的尺寸。在一個較佳實施例中，把收縮部分66的外徑定為稍小于壓縮部分64外徑的尺寸，從而在收縮部分66與壓縮部分64的接口上形成一個臺肩68。在一個典型實施例中，環形臺肩68的寬度在約0.10至0.20英寸之間。這種環形臺肩68構成了一個面，可以通過在該面上施加一個軸向力迫使擠壓外殼12壓到夾頭銷22上。
在另一個較佳實施例中，在收縮部分66的外表面70上設有凹槽，螺脊或其他結構，以便能在該表面上對擠壓外殼12施加一個力，從而迫使擠壓外殼12脫離夾頭銷22。在一個最佳實施例中，這種結構是由外螺紋72構成的。
擠壓外殼12是用剛性材料制成的，它能夠承受由于它與夾頭銷22的相互作用以及各種推進和撤回工具的作用而產生的壓力和磨損。例如，擠壓外殼由金屬制成，諸如黃銅，鋁或是鋼。
如果連接插座連接器10包括一個實際上插入同軸電纜端頭32的心軸元件54(例如上述的螺紋心軸52)，擠壓外殼12最好是這樣構成，即收縮部分66的內徑小于壓縮部分64的內徑，并且擠壓外殼12的內表面74在收縮部分66和壓縮部分66之間接口處是斜削的。還可以這樣來確定收縮部分66的內徑，使它能在電纜端頭52的外部。對已經插入了具有心軸式連接插座連接部分18的電纜插座連接器10的局部端頭52施加壓力。在該實施例中，在插入了心軸元件54之后，收縮部分66的內徑尺寸應與電纜端頭32的外徑大至相同或稍大于其外徑。這樣的擠壓外殼12可以被用來在已經插入了包括心軸元件54的電纜連接部分18的同軸電纜端頭52外部施加壓力。該壓力能使同軸電纜62的同心導體30與連接插座連接器上的電纜連接部分18的心軸元件54之間有效地固定，并且保持可靠的電連接。
在把具有心軸元件54的連接插座連接器10安裝到同軸電纜端頭32上的一種較佳方法中，構成同心導體50的金屬編織層60的導線束被設置在夾頭銷22的外部周圍，并且被擠壓外殼12的壓縮部分16迅速地夾在銷22上。這種安裝方法已經被證明能在連接插座連接器10的電纜連接部分18與同心導體50之間形成良好的電連接，即使在經過很多次溫度變化后也不會使其連接出現故障。
圖2和圖15說明擠壓外殼12是如何對連接插座連接器10施加壓力，從而使電纜端頭32與連接插座38形成緊密連接。
鎖定套筒14配置在連接插座38與連接插座連接器10的連接點上，以防止人為地損壞連接點，并且在局部上把連接點與空氣隔離。鎖定套筒14具有細長的空心構造，其細長的側壁78限定了鎖定套筒的內腔80。鎖定套筒內腔80有一個開口端82可用來插入同軸電纜端頭52的內腔80。內腔80通常是相對較長并較窄的，以便防止個別人用手或普通工具伸入內腔80的開口端損壞插座38與插座連接器10之間的連接。在一個較佳實施例中，鎖定套筒內腔80是圓筒形的，其直徑稍大于擠壓外殼12的外徑。如圖16所示，鎖定套筒14可以有內螺紋，或者也可以有如圖3所示的平滑的內表面。在鎖定套筒14與擠壓外殼12之間的環形空隙量足夠插入撤出工具，或者還可以再小一點。在一個典型實施例中，鎖定套筒內腔80的內徑與擠壓外殼12的外徑之間的差可為約0.005至0.2英寸之間。
鎖定套筒14最好是用堅固、耐損的材料制成，例如金屬或高強度塑料。
鎖定套筒14適合于連接到一個分線盒84，分線面86或是連接插座38上。在一個典型實施例中，鎖定套筒14具有一個橫向端壁88，它限定了用來容納連接插座38的中心孔90的尺寸。在該實施例中，可以用螺紋連接到插座38上的一個螺母92把鎖定套筒14固定在插座38的基座上，從而把鎖定套筒14的端壁88牢固地接合在螺母92和分線面86之間。在圖16所示的另一實施例中，鎖定套筒端壁88的中心孔90設有內螺紋，并且其尺寸適合把鎖定套筒14用螺紋連接到連接插座38上。
在用于保護同一分線面86上的多個連接插座38的較佳實施例中，鎖定套筒的側壁78限定了多個鎖定套筒內腔80。一般形式的人為損壞是用工具，例如一把鉗子夾在連接點周圍的套筒上并且徑向扭轉把套筒從它所述連接的分線面上摘下來，本實施例的鎖定套筒14對這種損壞有較強的抵抗力。在本實施例中的鎖定套筒14有多個空腔80，用這種扭轉的方法很難把鎖定套筒14摘下來，因為鎖定套筒14是被緊固在多個連接插座38上的。圖2，3和4中示出了本發明的各個實施例，其中的鎖定套筒14具有多個鎖定套筒空腔80。
如圖4所示，可以在鎖定套筒14內設置一個鎖定套筒襯94，從而提供附加的強度及耐損性。例如在本發明的實施例中，其中鎖定套筒14是用塑料制成的，那么可以在鎖定套筒14內配置一個金屬的鎖定套筒襯管94。鎖定套筒襯管94可以用任意的方式在鎖定套筒14內接合。在一個實施例中，鎖定套筒襯管94一個有中心孔98的端壁96，其孔98所定尺寸可以使其在連接插座38上滑動，并且有一個螺母92將其用螺紋連接到插座38上，從而把鎖定套筒襯管94緊固在插座38的基座上。在另一實施例中，鎖定套筒襯管94有一個帶中心孔98的端壁96，其孔98具有內螺紋，并且它所具有的尺寸可以用螺紋連接到連接插座38上。在這一實施例中，最好在鎖定套筒襯管94上設有凹槽或螺脊，以便能與工具或其他能對襯管94施加旋轉力的裝置嚙合，從而能把襯管94從插座38上擰下來。鎖定套筒襯管94與鎖定套筒14間的間隙最好是在約0.005至0.1英寸之間。
如圖2和17中所示，在本發明的一個實施例中，擠壓外殼12被推到夾頭銷上，并且用一個驅動蓋102密封住鎖定套筒的空腔80。驅動蓋102具有一個小的圓筒形部分，大約有0.2至0.3英寸長，并且設有外螺紋104和中心孔106。中心孔106的尺寸定在使其能沿著同軸電纜62的外部自由滑動。典型的中心孔內徑為約0.24至0.41英寸之間。在具有圓筒形鎖定套筒14或鎖定套筒襯管94的本發明的實施例中使用了驅動蓋102。鎖定套筒14或鎖定套筒襯管94上設有內螺紋108，而驅動蓋102的外徑尺寸使其可以用螺紋連接到上述內螺108上。由驅動蓋102的環狀厚度構成的表面110的尺寸與擠壓外殼12上的一個相對表面相配合，以便借助于把驅動蓋102擰入鎖定套筒14(或是鎖定套筒襯管94)，用驅動蓋102把擠壓外殼12推進到夾頭銷22上面。為了便于驅動蓋102的轉動，在驅動蓋上可以設有凹槽或螺脊111，以便于工具或其他能施加力的裝置相配合來轉動驅動蓋102。
如圖2和17所示，可以用一個防塵蓋112來密封鎖定套筒空腔80的開口端82，以防濕氣。典型的防塵蓋112是用輕塑料材料制成的，并且其尺寸能夠被容納，并且用摩擦力保持在鎖定套筒的空腔80的開口端82內。在采用驅動蓋102的實施例中，可以把防塵蓋112的尺寸定在能被容納并且保持在驅動蓋102的中心孔106中。
如圖2，3，4和18所示，一個鎖定套筒外蓋114可以被用來密封鎖定套筒14。鎖定套筒的外蓋114可以被有效地用于(例如)蓋住分線面86的整個面積，從而密封住分線面86上的所有鎖定套筒14。鎖定套筒的外蓋114對人為的損害提供了附加保護，并且可以提供附加的密封作用以防止濕氣。
在上述討論中，本發明的應用是專門涉及分線盒84上的同軸電纜連接點。然而，人們知道本發明還可以等效地用于其他位置及種類連接點。例如，圖5和圖20表示用本發明保護一個電纜接頭裝置116的連接點。背對背地配置兩個連接插座38。每個連接插座38被一個鎖定套筒14所環繞，并且使兩個鎖定套筒14構成一個連接的外部管形結構118。把兩段同軸電纜62的端頭32用上述的連接插座連接器10和擠壓外殼12連接到鎖定套筒14內的插座38上。由發明提供的這種緊密連接使接頭裝置116可以懸掛，而不必擔心電纜端頭32會脫離插座38，此外，由本發明所提供的把這種端頭32連接到插座38上的方法能明顯地降低接頭連接點的易損性，防止個別不法之人以及環境條件造成的損壞。
類似地，圖7和21表示本發明被用于保護同軸電纜接地裝置120的情況，圖6和19表示本發明可以用來保護一個典型的信號闡122，而圖8和22則表示本發明如何用來保護一個典型的信號分離器124。
本發明還是一種可以用上述方法裝配的配套元件，對人為損壞和周圍空氣造成的損害提供保護。配套的元件包括上述的連接插座連接器10，擠壓外殼12及鎖定套筒14。這種配套元件還可以包括一個或多個上文所描述的以下裝置，即一外鎖定套筒襯管94，一個驅動蓋102，一個螺母92，一個鎖定套筒外蓋114，以及一或多件下文所述的工具。
現已發現有幾種工具對于本發明是有用的。第一種工具是圖13和23所示的同軸電纜裝配工具126。工具126具有相對的一對相對的鉗口部分132和134構成的一個鉗口結構130。兩個鉗口部分132和134上分別配有圓形的刀刃結構136和138，它們互相配合構成一個圓形刀刃140，它能圍繞一個管狀結構例如同軸電纜端頭32的周圍制成一個圓形切口。在圖23的實施例中示出了三個這種圓形刀刃140，它們各自的尺寸不同，可以用于不同尺寸的同軸電纜62。在操作時，把一段同軸電纜62的端頭32置于一對合適的刀刃結構136和138之間，越過鉗口結構130伸入工具126內的端頭32的長度約為0.2至0.4英寸。使相對的鉗口部分132和134閉合，從而使刀刃結構136和138觸及電纜端頭32的外部。然后，可以用手反復轉動工具126，就能快速并容易地暴露出端部的0.2至0.4英寸的同軸電纜中心導體30。由此制備出可由連接插座連接器10連接的電纜端頭32。如果連接插座連接器10上包括一個螺紋心軸52，就把中心導體30伸入心軸元件54的后端，使心軸的背部開口58同心地定位在中心導體30周圍。然后，順時針轉動心軸元件54，使心軸元件54的螺紋插放電纜62的端頭32，從而與同心導體50形成可靠的電連接。
在本發明中使用的另一種工具是圖11和24所示的撤回工具142，撤回工具142被用于從連接插座連接器38上的夾頭銷22上拆掉擠壓外殼12。撤加工具142包括一個具有中心軸的主體144和連接到主體144上的、具有一個空心內螺紋撤回圓筒146。撤回圓筒146的外徑尺寸使其能在鎖定套筒的空腔80內自由滑動，典型的外徑尺寸在約0.45至0.55英寸之間。撤回圓筒146的長度足夠與設在鎖定套筒空腔80內的擠壓外殼12上的收縮部分66相配合。在撤回圓筒146的末端148處設有凹槽或螺脊以便連接到擠壓外殼12的收縮部分66上。如圖11和24所示，在本發明的一個實施例中的這種連接裝置中設有內螺紋150，其尺寸能與收縮部分66的外表面70上的相同的螺紋72形成螺紋連接。
由主體144和撤回圓筒146確定了一個連續的外槽152，它圍繞著主體的中心軸線和撤回圓筒的縱向通孔。槽152的尺寸被定為能使撤回工具142沿著同軸電纜62外部的長度方向自由于滑動。在一個典型實施例中，槽的寬度為約0.40至0.42英寸之間。在操作時，把撤回工具142的撤回圓筒146伸入鎖定套筒空腔80的開口端82，然后連接到擠壓外殼12的收縮部分66上。此后，把撤回工具142的主體144從鎖定套筒14上拉出來，由此將擠壓外殼12從夾頭銷22上撤除。
在圖9，10和25中示出了另一種在本發明的適用的撤回/推進工具。詳見圖10中所示，與撤回工具142類似，撤回/推進工具154有一個具有中心軸的主體158和連接到主體158一端上的具有一個空腔的內螺紋撤回圓筒160。與撤回工具142的撤回圓筒146類似，撤回/推進工具154上的撤回圓筒160所具有的外徑尺寸使其能在套筒的空腔80內自由滑動，并且其長度和內徑尺寸使其給連接到擠壓外殼12的外部，例如采用螺紋連接162。撤回圓筒160的縱向軸線與主體158的中心軸線同軸。
詳見圖9所示，撤回/推進工具154還具有一個空心的外螺紋推進圓筒164，它連接到主體158上與裝有撤回圓筒160的一側相反的另一側上。推進圓筒164的內徑大于擠壓外殼12的收縮部分66的外徑，但是小于壓縮部分64的外徑。推進圓筒164所具有的外徑尺寸還能與設在鎖定套筒14或鎖定套筒襯管94內的內螺紋形成螺紋嚙合。推進圓筒164的縱向軸線與主體158的中心軸線同軸，并同樣與撤回圓筒160的縱向軸線同軸。
與撤回工具142類似，撤回/推進工具164的主體158和圓筒160及164確定了一個連續的外槽166，該槽圍繞主體158的中心軸線和撤回圓筒160及推進圓筒164各自的縱向軸線。槽166的尺寸確定為能使撤回/推進工具154沿著同軸電纜62外部的長度方向自由滑動。在一個典型實施例中，槽166的寬度定在約0.40至0.42英寸之間。在操作時撤回圓筒160的使用方法與撤回工具142的撤回圓筒146的使用方法類似。撤回/推進工具154的推進圓筒146可以被用于把擠壓外殼12的壓縮部分64強制推進到夾頭銷22上面。把推進圓筒164螺旋地擰入鎖定套筒的空腔80，直至其接觸到擠壓外殼的壓縮部分64和收縮部分66之間的環形表面為止。然后，繼續轉動推進圓筒154，推進圓筒154就會對擠壓圓筒12施加軸向力，從而迫使擠壓圓筒12的壓縮部分64推進到夾頭銷32上面。
圖12的26表示了一種適用于本發明的電機驅動工具168。電機驅動工具168具有一個第一部件170，它具有細長的側面172，其確定了帶有一個開口端176的第一細長空腔174。第一細長部件170被沿著其側面剖開，使一段長度的同軸電纜62可以被容納在第一細長空腔174內。第一細長部件的開口端176具有一個內凸緣178，其尺寸被定為能與連接插座連接器10的夾頭杯部分24的周邊26相接觸。
電機驅動工具168進一步還包括第二部件180，它也具有細長的側面182和一開口端184。第二部件180的細長側面182確定了第二細長空腔186，空腔186具有一個沿著其側面的狹長切口188，其尺寸被定為能把一段同軸電纜62裝入第二細長空腔186中。第二細長部件180的開口端184有一個內凸緣190，其尺寸能與擠壓外殼12的收縮部分66的周邊接觸。第二部件180按這樣的方式配裝置在第一部件170之內，使第二部分180的開口端184與第一部件170的開口端176隔開一定的距離，該距離大于連接插座連接部分18與擠壓外殼12的長度之和(一般為約0.6至0.7英寸之間)。
電機驅動工具168進一步包括一個裝置，用于把第二部件180的開口端184朝著第一部件170的開口端176推進。如圖12和26中所示的例子，該裝置可以由一個用電池操作的螺紋驅動式發動機構成，由發動機傳送到一個螺紋驅動軸上的轉動能量被適當地齒輪機構轉換成軸向力，再傳送給第二細長部件180。
在操作時，第一和第二部件170和180分別被推入鎖定套筒空腔80并且定位，使第一細長部件170的開口端176接觸連接插座連接器10的夾頭杯24的周邊26，并且使第二細長部件180的開口端184位于擠壓外殼12的收縮部分68的周邊后面。然后，使第二細長部件180在第一細長空腔174內朝著第一細長部件170的開口端176的方向運動，(或是使第一細長部件170朝著第二細長部件180的開口端184的方向運動)。以這種方式，第一細長部件170的開口端176施加給夾頭杯24的周邊26的機械壓力，與相反方向壓力，即第二細長部件180的開口端184加在擠壓外殼12的收縮部分68周邊上的壓力相結合，使擠壓外殼12被推到夾頭銷22上面。
上文中詳細描述了本發明的幾個較佳實施例。然而，這并不意味本發明僅限于上述特殊實施例。本發明領域中的專業人員還能從本發明中得到其他實施例。為了完整地限定本發明的范圍，可以參見所附的權利要求書。
權利要求
1.一種用于保護性地把同軸電纜端頭連接到標準同軸電纜連接插座上的系統，其中的連接插座包括(1)一個具有連接插孔的外螺紋主體，以及(2)一個設在主體內部貼近連接插孔，但是與主體絕緣的內導電體，該系統的特征是(a)一個導電的連接插座連接器包括一個連接插座連接部分和一個電纜連接部分，連接插座連接部分具有一個帶基座的夾頭機構，一個基座孔，以及多個擴口銷，而電纜連接部分具有一個端部開口的空心圓筒與夾頭基座孔連通，其中的連接插座連接部分被緊密地連接在連接插座的螺紋主體周圍，而電纜連接部分被連接到同軸電纜端頭上，使電纜連接部分與同心導體形成電接觸，并且使中心導體通過連接插座的孔軸向地伸入夾頭基座孔，然后與內導電體形成電接觸；(b)一個空心的，端部開口的擠壓外殼包括一個壓縮部分和一個收縮部分，壓縮部分被緊密地配置在連接插座連接器的擴口銷上面，以便向擴口銷施加環向應力，從而迫使擴口銷與連接插座的螺紋主體形成緊密的連接；以及(c)一個具有細長側壁的空心鎖定套筒，它確定了具有一個開口端的一個鎖定套筒空腔，該鎖定套筒相對于連接插座以如下方式配置，即使得其側壁包繞連接插座，連接插座連接器，以及擠壓外殼。
2.如權利要求1的系統，其特征是電纜連接部分的銷有一個外表面和一個內表面，并且其中的內表面包括配置在連接插座的外螺紋之內的螺脊。
3.如權利要求1的系統，其特征是連接插座連接器的電纜連接部分是一個心軸，它配置在中心導體與同心導體之間。
4.如權利要求3的系統，其特征是在心軸上具有外螺紋。
5.如權利要求4的系統，其特征是心軸上的外螺紋的高度在0.038至0.042英寸之間，并且該外螺紋被配置在心軸的外圍，并且每英寸上設有11至13個螺紋。
6.如權利要求1的系統，其特征是同心導體由編織的金屬絞線構成，并且其中的許多編織金屬絞線被配置在夾頭機構與擠壓外殼的壓縮部分之間。
7.如權利要求1或3的系統，其特征是連接插座連接器由鋁或一種含錫的材料制成。
8.如權利要求1的系統，其特征是擠壓外殼的收縮部分具有外螺紋。
9.如權利要求4的系統，其特征是擠壓外殼是圓筒形的，并且其壓縮部分的內徑大于收縮部分的內徑，而收縮部分的內徑尺寸被定為能迫使同心導體與心軸形成緊密接觸。
10.如權利要求11的系統，其特征是擠壓外殼是圓筒形的，并且其壓縮部分的外徑大于收縮部分的外徑。
11.如權利要求1的系統，其特征是鎖定套筒選自金屬，塑料或者其結合構成的一組材料。
12.如權利要求1的系統，其特征是鎖定套筒具有內螺紋。
13.如權利要求12的系統，其特征是進一步包括一個連接到鎖定套筒內螺紋上的帶外螺紋的驅動蓋。
14.如權利要求1的系統，其特征是鎖定套筒被螺紋連接到連接插座上。
15.如權利要求1的系統，其特征上是鎖定套筒的空腔是圓筒形的，并且鎖定套筒空腔的內徑比擠壓外殼的外徑大0.005至0.2英寸。
16.如權利要求1的系統，其特征是鎖定套筒是圓筒形的，并且該系統進一步包括一個緊貼在鎖定套筒的圓筒形鎖定套筒襯管。
17.如權利要求1的系統，其特征是鎖定套筒襯管被螺紋連接到連接插座上。
18.如權利要求17的系統，其特征是鎖定套筒襯管有內螺紋。
19.如權利要求18的系統，進一步包括一個用螺紋連接到鎖定套筒襯管的內螺紋上的具有外螺紋的驅動蓋。
20.如權利要求1的系統，其特征是進一步包括一個設在鎖定套筒上面的鎖定套筒外蓋。
21.如權利要求1的系統，其特征是該系統進一步包括多個鎖定套筒，并且具有一個鎖定套筒外蓋蓋住所有的鎖定套筒。
22.如權利要求1的系統，其特征是包括兩個背靠背設置的電連接的連接插座，每個連接插座都被一個鎖定套筒的側壁包圍。
23.如權利要求22的系統，其特征是連接插座是接地的。
24.一種用于保護性地把多個同軸電纜端頭連接到標準同軸電纜連接插座上的鎖定套筒，其特征是每個連接插座包括(1)一個具有連接插座孔的外螺紋主體，以及(2)一個設在主體內部貼近連接插座孔，但是與主體絕緣的內導電體，鎖定套筒是空心的，并且具有確定了多個鎖定套筒空腔的細長側壁，每個空腔有一個開口端，該鎖定套筒被相對于每個連接插座按如下方式配置，即用其側壁包住每個連接插座以及同軸電纜端與插座間的任何連接點。
25.如權利要求24的鎖定套筒，進一步包括至少一個鎖定套筒襯管。
26.如權利要求1的系統，其特征是包括三個相互電連接的連接插座，從而構成一個信號分離器，用一個鎖定套筒的側壁包住每個連接插座。
27.一種用于保護性地把同軸電纜端頭連接到標準同軸電纜連接插座上的配套元件，其中的連接插座包括(1)具有連接插座孔的帶外螺紋的主體，以及(2)設在主體內部貼近連接插孔，但是與主體絕緣的內導電體，這一系統包括a、一個由連接插座連接部分和電纜連接部分構成的，導電的連接插座連接器，其中的連接插座連接部分具有一個帶基座的夾頭機構，一個基座孔以及多個擴口銷，而電纜連接部分具有一個端部開口的空心圓筒與夾頭基座孔連通，其中連接插座連接部分的尺寸被定為使其能緊密地連接在連接插座的螺紋主體周圍，而電纜連接部分被定為以如下方式連接同軸電纜端頭，即當連接插座連接器被連接到電纜頭上時，電纜連接部分能夠與同心導體形成電接觸，同時使中心導體通過連接插孔軸向地伸入夾頭基座孔，并且與內導電體形成電接觸。b、一個空心的，端部開口的擠壓外殼包括一個壓縮部分和一個收縮部分，壓縮部分的尺寸被定為能緊密地圍繞連接插座連接器的擴口銷，以便對其施加圓周應力，從而迫使擴口銷與連接到電纜端頭上的連接插座的螺紋主體形成緊密連接。c、一個空心鎖定套筒具有細長的側壁，該側壁確定了一個鎖定套筒空腔或多個具有一個開口的空腔，該鎖定套筒能相對于連接插座以如下方式配置，即用其側壁包住連接插座，連接插座連接器，以及擠壓外殼。
28.一種把同軸電纜端頭保護性地連接到標準連接插座上的方法，其中的連接插座包括(1)一個具有一個連接插孔的外螺紋主體，以及(2)設在主體內部，貼近連接插孔，但是與主體絕緣的一個內導電體，該方法包括以下步驟a、把一個導電的連接插座連接器連接到電纜端頭上，該連接插座連接器包括一個連接插座連接部分和一個電纜連接部分，連接插座連接部分具有一個帶基座的夾頭機構，一個基座孔以及多個擴口銷，而電纜連接部分具有一個端部開口的空心圓筒與夾頭基座孔連通，連接插座連接部分被緊密地連接在連接插座的螺紋主體周圍，并且電纜連接部分按如下方式被連接到同軸電纜端頭上，即令電纜連接部分與同心導體形成電接觸，而使中心導體通過連接插座孔軸向地伸入夾頭基座孔，并且與內導體形成電接觸;b、使一個空心的，端部開口的擠壓外殼滑動到連接插座連接器的擴口銷面上，該擠壓外殼包括一個壓縮部分和一個收縮部分，壓縮部分的尺寸被定為能緊密地圍繞于連接插座連接器的擴口銷，以便對擴口銷施加環向應力，從而迫使擴口銷與連接插座的螺紋主體形成緊密的連接;以及c、在連接插座周圍配置一個空心鎖定套筒，該套筒具有細長的側壁，其側壁確定了一個鎖定套筒空腔或有具有一個開口端的多個空腔，使上述側壁包住連接插座，連接插座連接器，以及擠壓外殼。
全文摘要
本發明提供了一種把同軸電纜端頭牢固連接到標準連接插座上的系統，能使連接點有效地防御個別人的破壞，并且有效地密封，以免空氣對元件的損害。該系統包括一個插座連接部件，它具有一個夾頭機構，一個滑動到夾頭機構上面，使其與插座形成牢固連接的擠壓外殼，以及一個具有單個空腔，或最好有多個空腔的鎖定套筒，用它包住擠壓圓筒。此外，本系統可以被改裝到使用標準同軸電纜連接插座的現有同軸電纜設備上。
文檔編號H01R43/26GK1112301SQ9310985
公開日1995年11月22日 申請日期1993年7月10日 優先權日1992年7月10日
發明者C·麥克米爾斯, J·馬蒂斯, D·弗里姆根 申請人:雷伊化學公司