[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, aufweisend ein Isolierteil
und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar zur differentiellen Signalübertragung,
wobei das Innenleiterkontaktelementpaar ein erstes Innenleiterkontaktelement und ein
zweites Innenleiterkontaktelement umfasst, die sich ausgehend von einem ersten Ende
des Isolierteils bis zu einem zweiten Ende des Isolierteils durch das Isolierteil
erstrecken, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Verbindungsanordnung, aufweisend
einen elektrischen Steckverbinder und eine elektrische Baugruppe, insbesondere eine
elektrische Leiterplatte.
[0003] Aus der Elektrotechnik sind diverse elektrische Steckverbinder bekannt. Elektrische
Steckverbinder dienen bekanntermaßen dazu, elektrische Versorgungssignale und/oder
Datensignale an korrespondierende elektrische Gegensteckverbinder zu übertragen. Bei
einem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder kann es sich insbesondere um einen Stecker,
einen Leiterplattenstecker, einen Einbaustecker, eine Buchse, eine Kupplung oder einen
Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung "Steckverbinder"
bzw. "Gegensteckverbinder" steht stellvertretend für alle Varianten.
[0004] Insbesondere an die Robustheit und die Sicherheit von Steckverbindern für die Automobilindustrie
bzw. für Fahrzeuge werden hohe Anforderungen gestellt. So muss eine Steckverbindung
mitunter hohen Belastungen, beispielsweise mechanischen Belastungen, standhalten sowie
definiert geschlossen bleiben, so dass die elektrische Verbindung nicht unbeabsichtigt,
beispielsweise während des Betriebs des Fahrzeugs, getrennt wird. Insbesondere beim
autonomen Betrieb von Fahrzeugen und für Fahrerassistenzsysteme ist die Gewährleistung
der Sicherheit vorrangig.
[0005] Mitunter müssen beim autonomen Betrieb eines Fahrzeugs bzw. bei Verwendung von Assistenzsystemen
hohe Datenmengen von mehreren Kameras, diversen Sensoren und Navigationsquellen miteinander
kombiniert und transportiert werden, üblicherweise in Echtzeit. Der Betrieb vieler
Geräte, Bildschirme und Kameras erfordert demnach eine leistungsfähige Infrastruktur
in der Fahrzeugelektronik. Demnach sind die Anforderungen an die Steckverbinder und
die Kabelverbindungen innerhalb eines Fahrzeugs bezüglich der erforderlichen Datenrate
mittlerweile sehr hoch. Zur Einsparung von Bauraum und Gewicht ist es außerdem wichtig,
die Steckverbinder möglichst kompakt auszubilden.
[0006] Eine weitere Anforderung an Steckverbinder für die Automobilindustrie besteht darin,
dass diese in hohen Stückzahlen wirtschaftlich herstellbar, sowie einfach und zuverlässig
montierbar sein sollen.
[0007] Zur Übertragung von Daten mit hohen Datenraten weist ein elektrischer Steckverbinder
häufig ein differentielles Innenleiterkontaktelementpaar auf. Die Qualität der Signalübertragung
hängt dabei wesentlich von dem Übergangswiderstand zwischen den Innenleiterkontaktelementen
und einer mit dem elektrischen Steckverbinder verbundenen elektrischen Baugruppe und
der Anpassung des Wellenwiderstands in dem elektrischen Steckverbinder ab. Bei der
Anbindung an die elektrische Baugruppe, insbesondere eine elektrische Leiterplatte,
sollte außerdem die Massentauglichkeit des Steckverbinders berücksichtigt und der
Aufwand für die Montage des Steckverbinders an der elektrischen Baugruppe geringgehalten
werden.
[0008] Die elektrische und mechanische Kontaktierung zwischen den Innenleiterkontaktelementen
des elektrischen Steckverbinders und der elektrischen Baugruppe erfolgt in der Praxis
vielfach über eine so genannte Übermaßpassung bzw. "Presspassung". Hierzu werden Einpressstifte
unter einem bestimmten Einpressdruck in zugehörige metallisierte Ausnehmungen der
elektrischen Baugruppe eingepresst. Auf diese Weise wird eine Kaltverschweißung verursacht
und es kommt zwischen den Einpressstiften und den Ausnehmungen zu einer stoffschlüssigen
Verbindung.
[0009] Für ein zentriertes Einpressen und zur Vermeidung von Riss- und Bruchbildung in der
elektrischen Baugruppe sollte ein möglichst symmetrischer Einpressdruck auf den jeweiligen
Einpressstift ausgeübt werden. Hierfür weisen die Einpressstifte in der Praxis jeweils
zwei sich gegenüberliegende Stützschultern auf, über die die Einpresskraft entsprechend
gleichmäßig übertragen wird.
[0010] Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die sich unmittelbar gegenüberliegenden Stützschultern
zweier Innenleiterkontaktelemente eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars
einen nicht zu vernachlässigenden kapazitiven Einfluss auf den Wellenwiderstand haben.
Hierdurch kann die Eignung des Steckverbinders zur Übertragung besonders hochfrequenter
elektrischer Signale vermindert sein.
[0011] In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung somit darin, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der sich
zur Übertragung von Signalen mit hohen Datenraten eignet, und vorzugsweise im Rahmen
einer Massenfertigung wirtschaftlich herstellbar und einfach montierbar ist.
[0012] Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrische
Verbindungsanordnung bereitzustellen, die sich vorzugsweise zur Verwendung in der
Hochfrequenztechnik vorteilhaft eignen kann.
[0013] Die Aufgabe wird für den elektrischen Steckverbinder mit den in Anspruch 1 aufgeführten
Merkmalen gelöst. Betreffend die elektrische Verbindungsanordnung wird die Aufgabe
durch die Merkmale des Anspruchs 14 gelöst.
[0014] Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte
Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
[0015] Es ist ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen, aufweisend ein Isolierteil bzw.
Dielektrikum und wenigstens ein Innenleiterkontaktelementpaar zur differentiellen
Signalübertragung. Das Innenleiterkontaktelementpaar weist ein erstes Innenleiterkontaktelement
und ein zweites Innenleiterkontaktelement auf. Die Innenleiterkontaktelemente erstrecken
sich ausgehend von einem ersten Ende des Isolierteils bis zu einem zweiten Ende des
Isolierteils durch das Isolierteil. Die Innenleiterkontaktelemente weisen im Bereich
des ersten Endes des Isolierteils einen Kontaktabschnitt zur Kontaktierung eines Innenleiters
eines korrespondierenden Gegensteckverbinders und im Bereich des zweiten Endes des
Isolierteils einen Einpressstift (auch unter dem Begriff "Pressfit-Pin" bekannt) zum
Einpressen (insbesondere gemäß einer so genannten "Übermaßpassung") in eine metallisierte
Ausnehmung einer elektrischen Baugruppe auf.
[0016] Das erste Ende des Isolierteils kann insbesondere im Bereich des "vorderen" Endes
des Isolierteil bzw. im Bereich des vorderen Endes des mit dem Isolierteil bestückten
elektrischen Steckverbinders ausgebildet sein. Das zweite Ende des Isolierteils kann
insbesondere im Bereich des "hinteren" Endes des Isolierteils bzw. im Bereich des
hinteren Endes des mit dem Isolierteil bestückten elektrischen Steckverbinders ausgebildet
sein. Die beiden Enden können bevorzugt an sich (entlang der Längsachse oder Mittelachse)
gegenüberliegenden Enden des Isolierteils bzw. des mit dem Isolierteil bestückten
elektrischen Steckverbinders angeordnet sein.
[0017] Die vorgeschlagene Einpresstechnik ist insbesondere als Verbindungstechnik im Bereich
elektrischer Leiterplatten bekannt und hat sich bewährt, um lötfreie elektrische Verbindungen
herzustellen. Der Außendurchmesser der Einpressstifte ist bei dieser Technik geringfügig
größer als der Innendurchmesser der metallisierten Ausnehmungen. Die beim Einpressen
entstehende "Überpressung" kann durch Verformung in der Ausnehmung oder in dem Einpressstift
aufgenommen werden. Durch die aufgebaute Kraftwirkung kommt es vorzugsweise zu einer
stoffschlüssigen, kaltverschweißten bzw. gasdichten Verbindung.
[0018] Die Verwendung der Übermaßpassung zur Verbindung des elektrischen Steckverbinders
mit der elektrischen Baugruppe kann vorteilhaft sein, da beispielsweise keine thermische
Belastung der beteiligten Komponenten stattfindet. Die Einpressverbindungen können
außerdem sehr einfach und schnell hergestellt werden. Ferner kann die gasdichte Verbindung
nachhaltig der Alterung und Korrosion des Steckverbinders entgegenwirken.
[0019] Das Isolierteil ist vorzugsweise einteilig ausgebildet, kann gegebenenfalls aber
auch mehrteilig ausgebildet sein. Das Isolierteil kann beispielsweise optional Dichtungen
und/oder Befestigungselemente, beispielsweise Rastelemente, aufweisen.
[0020] Vorzugsweise ist das Isolierteil ausschließlich aus einem elektrisch isolierenden
bzw. dielektrischen Material ausgebildet. Grundsätzlich kann das Isolierteil allerdings
auch elektrisch leitfähige Komponenten aufweisen, beispielsweise Verbindungselemente
zur Verbindung des Steckverbinders mit einer elektrischen Leiterplatte oder mit einem
korrespondierenden Gegensteckverbinder, beispielsweise Federlaschen, Schraubelemente
und/oder Rastelemente.
[0021] Das Isolierteil kann teilweise, im Wesentlichen oder vorzugsweise vollständig aus
einem Kunststoff ausgebildet sein.
[0022] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Innenleiterkontaktelemente jeweils genau
eine Stützschulter aufweisen, über die eine zum Einpressen des Einpressstifts in die
metallisierte Ausnehmung erforderliche Einpresskraft einleitbar ist (mittelbar oder
unmittelbar, vorzugsweise ausgehend von einem geeigneten Montagewerkzeug). Die Stützschulter
ist entlang der Mittelachse des Innenleiterkontaktelements zwischen dem Kontaktabschnitt
und dem Einpressstift ausgebildet. Die Innenleiterkontaktelemente weisen außerdem
eine jeweilige, von der Stützschulter abgewandte Stützfläche auf, über die das Innenleiterkontaktelement
in dem Isolierteil abgestützt ist.
[0023] Die Stützschulter erstreckt sich vorzugsweise orthogonal zu der Mittelachse des Innenleiterkontaktelements
bzw. entlang einer Orthogonalen zu der Mittelachse des Innenleiterkontaktelements.
Die Stützschulter kann ggf. aber auch entlang eines von 90° abweichenden Winkels relativ
zu der Mittelachse verlaufen.
[0024] Das vorgeschlagene Innenleiterkontaktelement ist vorzugsweise asymmetrisch ausgeführt.
[0025] Dadurch, dass erfindungsgemäß jedes der Kontaktelemente des gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars
nur noch eine einzige Stützschulter aufweist, wird der Kapazitätseintrag vorteilhaft
verringert, wodurch sich der elektrische Steckverbinder zur Übertragung von Signalen
mit besonders hoher Datenrate eignen kann.
[0026] Um das jeweilige Innenleiterkontaktelement trotz der nur einseitigen Schulter bzw.
trotz dessen asymmetrischer Ausgestaltung dennoch symmetrisch in die metallisierte
Ausnehmung der elektrischen Baugruppe einzupressen, kann in vorteilhafter Weise die
von der Stützschulter abgewandte Stützfläche zum Abstützen des Innenleiterkontaktelements
in dem Isolierteil dienen.
[0027] Vorzugsweise ist die Stützfläche entlang der Mittelachse des Innenleiterkontaktelements
der Stützschulter unmittelbar gegenüberliegend angeordnet. Die Stützfläche erstreckt
sich vorzugsweise über einen größeren axialen Abschnitt entlang der Mittelachse des
Innenleiterkontaktelements als die Stützschulter. Hierdurch kann die Führung des Innenleiterkontaktelements
innerhalb des Isolierteils weiter verbessert und das Innenleiterkontaktelement besonders
gut abgestützt sein.
[0028] Der vorgeschlagene elektrische Steckverbinder kann materialsparend und damit nicht
zuletzt besonders wirtschaftlich herstellbar sein - bei gleichzeitig einfacher Montage.
[0029] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder
eine Außenleiterbaugruppe aufweist. Die Außenleiterbaugruppe kann eine erste Schnittstelle
zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung eines Außenleiters des korrespondierenden
elektrischen Gegensteckverbinders und eine zweite Schnittstelle zur elektrischen und
mechanischen Kontaktierung der elektrischen Baugruppe umfassen. Das Isolierteil ist
vorzugsweise in der Außenleiterbaugruppe aufgenommen und mit seinem ersten Ende in
der ersten Schnittstelle und mit seinem zweiten Ende in der zweiten Schnittstelle
positioniert (bzw. mit seinem ersten Ende auf die erste Schnittstelle und mit seinem
zweiten Ende auf die zweite Schnittstelle ausgerichtet).
[0030] Die Außenleiterbaugruppe ist vorzugsweise einteilig ausgebildet, kann gegebenenfalls
aber auch mehrteilig ausgebildet sein.
[0031] Die Außenleiterbaugruppe kann optional angrenzend an die erste Schnittstelle einen
Federkorb zur Verbindung mit dem Außenleiter eines korrespondierenden Gegensteckverbinders
aufweisen.
[0032] Die Außenleiterbaugruppe ist vorzugsweise vollständig aus einem elektrisch leitfähigen
Material ausgebildet. Grundsätzlich kann die Außenleiterbaugruppe allerdings auch
elektrisch isolierende Komponenten aufweisen, beispielsweise Dichtungen und/oder Rastelemente
aus Kunststoff. Die Außenleiterbaugruppe ist vorzugsweise ausgebildet, um Steckverbinderkomponenten
des elektrischen Steckverbinders elektromagnetisch abzuschirmen. Die Außenleiterbaugruppe
ist vorzugsweise außerdem ausgebildet, um einen impedanzkontrollierten elektrischen
Übergang zwischen der elektrischen Baugruppe und dem Gegensteckverbinder bereitzustellen.
[0033] Die Außenleiterbaugruppe kann teilweise, im Wesentlichen oder vorzugsweise vollständig
aus einem Metall, vorzugsweise einem Metallblech, ausgebildet sein.
[0034] Die Außenleiterbaugruppe ist bevorzugt hülsenförmig ausgebildet, um elektromagnetisch
abzuschirmende Steckverbinderkomponenten des elektrischen Steckverbinders, insbesondere
die Innenleiterkontaktelemente eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars, entsprechend
zu ummanteln.
[0035] Die Außenleiterbaugruppe kann einen geradlinigen, kurvigen oder winkligen Verlauf
aufweisen, insbesondere auch einen rechtwinkligen Verlauf zur Verwendung in einem
Winkelsteckverbinder.
[0036] Für die Kontaktierung der elektrischen Baugruppe kann die zweite Schnittstelle der
Außenleiterbaugruppe eine Mehrzahl Kontaktelemente aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen
sein, dass die Kontaktelemente, wie bereits die Innenleiterkontaktelemente, als Einpressstifte
(zur Unterscheidbarkeit werden die Einpressstifte der Außenleiterbaugruppe nachfolgend
auch als "Einpresskontakte" bezeichnet) zur Übermaßpassung in den metallisierten Ausnehmungen
der elektrischen Baugruppe ausgebildet sind. Alternativ oder ergänzend kann beispielsweise
auch eine Ausgestaltung der Kontaktelemente als gefederte Kontaktelemente zum Einfügen
in die metallisierten Ausnehmungen der elektrischen Baugruppe vorgesehen sein. Ganz
besonders bevorzugt kann eine erste Gruppe der Kontaktelemente als Einpresskontakte
und eine zweite Gruppe als gefederte Kontaktelemente ausgebildet sein. Auf diese Weise
kann die Anzahl bzw. die Dichte an Kontaktelementen vorteilhaft erhöht werden, ohne
eine montagebedingte Beschädigung bzw. einen Bruch der elektrischen Baugruppe, beispielsweise
einer elektrischen Leiterplatte, zu riskieren. Durch die erhöhte Dichte an Kontaktelementen
bzw. die Verringerung des Mindestabstands zwischen den Kontaktelementen kann schließlich
die Schirmwirkung der Außenleiterbaugruppe erhöht und der Übergangswiderstand verringert
werden, um einen elektrischen Steckverbinder zur Übertragung von Signalen mit noch
höheren Frequenzen bereitzustellen.
[0037] Der elektrische Steckverbinder kann auch mehrere Außenleiterbaugruppen aufweisen,
beispielsweise zwei oder noch mehr Außenleiterbaugruppen, vier oder noch mehr Außenleiterbaugruppen
oder acht oder noch mehr Außenleiterbaugruppen. Vorzugsweise schirmt jede Außenleiterbaugruppe
genau zwei Innenleiterkontaktelemente bzw. ein Innenleiterkontaktelementpaar elektromagnetisch
ab.
[0038] Die Außendurchmesser der Einpressstifte der Innenleiterkontaktelemente und/oder der
Einpresskontakte der Außenleiterbaugruppe sind vorzugsweise größer als die Innendurchmesser
der entsprechenden metallisierten Ausnehmungen der elektrischen Baugruppe. Die beim
Einpressen entstehende "Überpressung" kann schließlich von dem Einpressstift bzw.
dem Einpresskontakt und/oder der metallisierten Ausnehmung aufgenommen werden.
[0039] Die Einpressstifte der Innenleiterkontaktelemente und/oder die Einpresskontakte der
Außenleiterbaugruppe können an ihren freien Enden einen Einführabschnitt aufweisen,
dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der metallisierten Ausnehmungen.
Es kann vorgesehen sein, dass sich der Querschnitt des Einpressstifts bzw. des Einpresskontakts
ausgehend von dem Einführabschnitt erweitert. Hierdurch kann das Einführen des Einpressstifts
bzw. Einpresskontakts erleichtert sein. Außerdem kann sich dadurch der für das Einpressen
des Einpressstifts bzw. Einpresskontakts in die Ausnehmung erforderliche Einpressdruck
stetig während des Einpressens erhöhen, was die mechanische Belastung für die beteiligten
Bauteile weiter verringern kann.
[0040] In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einpressstifte
der Innenleiterkontaktelemente und/oder die Einpresskontakte der Außenleiterbaugruppe
zumindest entlang eines Abschnitts ihrer Längsachse eine elastische Verformungszone
aufweisen. Die Verformungszone ist vorzugsweise durch eine zentrale Materialausnehmung
gebildet. Die Einpressstifte bzw. Einpresskontakte können insbesondere eine längliche
Materialausnehmung bzw. einen entlang der Längsachse des Einpressstifts bzw. Einpresskontakts
orientierten Schlitz oder eine Nut aufweisen. Es können auch mehrere Materialausnehmungen
vorgesehen sein, die vorzugsweise entlang der Längsachse des jeweiligen Einpressstiftes
bzw. Einpresskontaktes verteilt angeordnet sind. Der Einpressstift bzw. Einpresskontakt
kann grundsätzlich aber auch massiv ausgeführt sein.
[0041] In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Außenleiterbaugruppe
einteilig, vorzugsweise aus einem Stanzbiegeteil, ausgebildet ist. Die Außenleiterbaugruppe
kann insbesondere einteilig mit ihren Kontaktelementen ausgebildet sein. Es kann allerdings
auch vorgesehen sein, dass die Außenleiterbaugruppe und die Kontaktelementen mehrteilig
ausgebildet sind. Eine einteilige Herstellung der Außenleiterbaugruppe aus einem Metallblech
kann sich für eine Massenfertigung besonders gut eignen.
[0042] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Außenleiterbaugruppe, insbesondere die Kontaktelemente, und/oder die Innenleiterkontaktelemente
aus Aluminiumbronze ausgebildet sind.
[0043] Die Außenleiterbaugruppe und/oder die Innenleiterkontaktelemente können aus einem
beliebigen Metall oder einer beliebigen Metalllegierung ausgebildet sein (auch aus
jeweils verschiedenen Metallen bzw. Metalllegierungen). Die Außenleiterbaugruppe und/oder
die Innenleiterkontaktelemente können beispielsweise aus Messing, Bronze und/oder
Berylliumkupfer ausgebildet sein. Die Erfinder haben allerdings erkannt, dass sich
Aluminiumbronze für eine besonders gute Verbindung zwischen dem elektrischen Steckverbinder
und der elektrischen Baugruppe eignen kann.
[0044] Die Oberfläche der Außenleiterbaugruppe und/oder der Innenleiterkontaktelemente kann
blank, vernickelt, verzinnt, vergoldet und/oder palladiniert sein.
[0045] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder
eine isolierende Gehäusebaugruppe mit einer mechanischen Schnittstelle zur Verbindung
des elektrischen Steckverbinders mit dem korrespondierenden Gegensteckverbinder aufweist.
[0046] Vorzugsweise ist die Außenleiterbaugruppe in der Gehäusebaugruppe aufgenommen (besonders
bevorzugt formschlüssig und/oder kraftschlüssig) und mit ihrer ersten Schnittstelle
in der mechanischen Schnittstelle positioniert. Es kann allerdings auch eine umgekehrte
Anordnung vorgesehen sein, wonach die Gehäusebaugruppe in der Außenleiterbaugruppe
aufgenommen ist, vorzugsweise formschlüssig und/oder kraftschlüssig.
[0047] Die mechanische Schnittstelle der Gehäusebaugruppe kann Mittel zur mechanischen Kodierung
aufweisen, insbesondere zur Sicherstellung einer korrekten Ausrichtung des Steckverbinders
und des Gegensteckverbinders und/oder zur Sicherstellung, dass nur zugelassen Gegensteckverbinder
mit dem Steckverbinder mechanisch verbunden werden können. Die mechanische Schnittstelle
kann Rastmittel zur Verrastung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder
aufweisen. Die mechanische Schnittstelle kann eine oder mehrere Dichtungen aufweisen.
[0048] Es kann vorgesehen sein, dass die Außenleiterbaugruppe an einem der mechanischen
Schnittstelle gegenüberliegenden zweiten (hinteren) Ende der Gehäusebaugruppe mit
einem Endabschnitt aus der Gehäusebaugruppe herausragt. Hierdurch kann eine mechanische
und/oder elektrische Verbindung mit der elektrischen Baugruppe (z. B. einem Kabel,
einem Gerätegehäuse oder einer elektrischen Leiterplatte) auf besonders einfach Weise
ermöglicht werden.
[0049] Die elektrisch isolierende Gehäusebaugruppe ist vorzugsweise einteilig ausgebildet,
kann gegebenenfalls aber auch mehrteilig ausgebildet sein. Die Gehäusebaugruppe kann
beispielsweise optional Dichtungen und/oder Befestigungselemente aufweisen.
[0050] Vorzugsweise ist die Gehäusebaugruppe ausschließlich aus einem elektrisch isolierenden
Material ausgebildet. Grundsätzlich kann die Gehäusebaugruppe allerdings auch elektrisch
leitfähige Komponenten aufweisen, beispielsweise Verbindungselemente zur Verbindung
des Steckverbinders mit einer elektrischen Leiterplatte oder mit einem korrespondierenden
Gegensteckverbinder, beispielsweise Federlaschen, Schraubelemente und/oder Rastelemente.
[0051] Die Gehäusebaugruppe kann teilweise, im Wesentlichen oder vorzugsweise vollständig
aus einem Kunststoff ausgebildet sein.
[0052] Die Außenleiterbaugruppe kann optional wenigstens eine ausgehend von einem Grundzustand
in einen Befestigungszustand umbiegbare Befestigungslasche aufweisen, um die Außenleiterbaugruppe
im Rahmen der Steckverbindermontage an der Gehäusebaugruppe zu befestigen. Durch die
vorgeschlagene Befestigung kann ein massiver Hinterschnitt zwischen der Gehäusebaugruppe
und der Außenleiterbaugruppe bereitgestellt werden. Dadurch kann die Gehäusebaugruppe
in bedeutendem Maße auf der Außenleiterbaugruppe gesichert sein (oder umgekehrt),
vorzugsweise gegen ein Abziehen nach vorne bzw. entgegen der Steckrichtung eines korrespondierenden
Gegensteckverbinders. Alternativ kann allerdings auch eine sonstige Befestigung zwischen
der Außenleiterbaugruppe und der Gehäusebaugruppe vorgesehen sein, beispielsweise
eine Presspassung oder eine Befestigung mittels Befestigungskrallen.
[0053] Die Gehäusebaugruppe kann gegebenenfalls ausgebildet sein, um mehr als eine Außenleiterbaugruppe
aufzunehmen, beispielsweise zwei Außenleiterbaugruppen oder mehr Außenleiterbaugruppen,
drei Außenleiterbaugruppen oder mehr Außenleiterbaugruppen, vier Außenleiterbaugruppen
oder noch mehr Außenleiterbaugruppen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein,
dass die wenigstens eine Außenleiterbaugruppe ausgebildet ist, um mehrere Innenleiterkontaktelemente
separat voneinander abzuschirmen. Vorzugsweise ist die Außenleiterbaugruppe ausgebildet,
um jeweils zwei Innenleiterkontaktelemente eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars
von gegebenenfalls vorhandenen weiteren Innenleiterkontaktelementen / Innenleiterkontaktelementpaaren
abzuschirmen.
[0054] Grundsätzlich kann der elektrische Steckverbinder beliebig viele Innenleiterkontaktelementpaare
aufweisen, beispielsweise ergänzen zu einem Innenleiterkontaktelementpaar auch eines
oder mehrere einzelne Innenleiterkontaktelemente. Vorzugsweise weist der elektrische
Steckverbinder allerdings eines bis sechs Innenleiterkontaktelementpaare auf, insbesondere
genau ein Innenleiterkontaktelementpaar, genau zwei Innenleiterkontaktelementpaare
oder genau vier Innenleiterkontaktelementpaare.
[0055] Der elektrische Steckverbinder kann neben dem Isolierteil, der isolierenden Gehäusebaugruppe,
der Außenleiterbaugruppe und den Innenleiterkontaktelementen auch noch weitere Steckverbinderkomponenten
aufweisen, wie zum Beispiel Dichtungen oder Befestigungselemente zur Befestigung an
einer elektrischen Baugruppe (z. B. einem Kabel oder einer Leiterplatte).
[0056] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Stützschulter entlang der Mittelachse des Innenleiterkontaktelements unmittelbar an
den Einpressstift angrenzt.
[0057] Auf diese Weise kann die Einpresskraft besonders effektiv und präzise eingeleitet
werden.
[0058] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Innenleiterkontaktelement
und das zweite Innenleiterkontaktelement entlang der Längsachse des Isolierteils achsensymmetrisch
angeordnet und ausgebildet sind.
[0059] Durch eine achsensymmetrische bzw. spiegelsymmetrische Anordnung der Innenleiterkontaktelemente
eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars kann die Impedanz des Steckverbinders
besonders vorteilhaft kontrollierbar sein.
[0060] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich die Stützschulter
des ersten Innenleiterkontaktelements und die Stützschulter des zweiten Innenleiterkontaktelements
in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, vorzugsweise entlang einer gemeinsamen
Orthogonalen zu der jeweiligen Mittelachse des Innenleiterkontaktelements.
[0061] Die Innenleiterkontaktelemente können in ihrem in dem elektrischen Steckverbinder
montierten Zustand somit vorzugsweise keine "innenliegenden" Stützschultern, sondern
jeweils "außenliegende" Stützschultern aufweisen.
[0062] Die Stützschultern der benachbarten Innenleiterkontaktelemente eines gemeinsamen
Innenleiterkontaktelementpaars weisen vorzugsweise in die entgegengesetzte Richtung,
was den Kapazitätseintrag weiter verringert und die Signalübertragung verbessert.
Dabei hat sich gezeigt, dass insbesondere dann ein geringer Kapazitätseintrag entsteht,
wenn sich die Stützschultern jeweils entlang einer gemeinsamen Orthogonalen zu der
jeweiligen Mittelachse des Innenleiterkontaktelements erstrecken.
[0063] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Isolierteil,
die Außenleiterbaugruppe und/oder die Gehäusebaugruppe wenigstens eine Ansatzfläche
für ein Montagewerkzeug aufweisen, über die die Einpresskraft zum Einpressen der Einpressstifte
in die metallisierten Ausnehmungen von dem Montagewerkzeug in die Stützschultern einleitbar
ist.
[0064] Grundsätzlich kann die Einpresskraft auch unmittelbar in die jeweilige Stützschulter
eingeleitet werden. Das Einleiten der Einpresskraft über das Isolierteil, die Außenleiterbaugruppe
und/oder die Gehäusebaugruppe ist allerdings bevorzugt. Vorzugsweise weist die Gehäusebaugruppe
die Ansatzfläche auf.
[0065] Vorzugsweise ist die Ansatzfläche in Einpressrichtung unmittelbar oberhalb des Innenleiterkontaktelements
bzw. der metallisierten Ausnehmung angeordnet.
[0066] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Isolierteil an
seiner Innenseite rippenartige Erweiterungen mit einer jeweiligen, der elektrischen
Baugruppe zugewandten, seitlichen Anlagefläche aufweist, an der die entsprechende
Stützschulter zur Übertragung der Einpresskraft anliegt.
[0067] Die Einpresskraft kann über die rippenartigen Erweiterungen besonders zuverlässig
in die entsprechende Stützschulter eingeleitet werden.
[0068] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
seitliche Anlagefläche in der rippenartigen Erweiterung vertieft oder hinter einem
Rücksprung ausgebildet ist, um einen Anschlag für die entsprechende Stützschulter
bereitzustellen.
[0069] Ein entsprechender Rücksprung kann einen Formschluss für die Stützschulter auf der
Anlagefläche bereitstellen. Das Innenleiterkontaktelement kann somit mit seiner Stützschulter
besonders optimal auf der Anlagefläche positioniert und orientiert sein, vorzugsweise
hinter dem Rücksprung verrastet sein.
[0070] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Innenleiterkontaktelemente
mit ihren Stützflächen über jeweilige, an der Innenseite des Isolierteils ausgebildete
Führungsflächen in dem Isolierteil abgestützt sind.
[0071] Die Führung des jeweiligen Innenleiterkontaktelements kann vorzugsweise über eine
entsprechende Führungswand des Isolierteils erfolgen, die die Führungsfläche ausbildet.
[0072] Die Führungsflächen sind in dem Isolierteil vorzugsweise durch die dem jeweiligen
Innenleiterkontaktelement bzw. der jeweiligen Stützfläche zugewandten Fläche einer
zwischen den Innenleiterkontaktelementen verlaufenden Zwischenwand in dem Isolierteil
ausgebildet.
[0073] Die Führungsfläche bzw. die Führungswand erstreckt sich vorzugsweise zumindest über
die gesamte axiale Erstreckung der Stützfläche des Innenleiterkontaktelements.
[0074] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Innenleiterkontaktelemente jeweils zwischen der Stützfläche und der rippenartigen
Erweiterung durch das Isolierteil geführt sind.
[0075] Das Isolierteil kann in vorteilhafter Weise für das jeweilige Innenleiterkontaktelement
einen Führungskanal bereitstellen. Durch den Führungskanal kann das jeweilige Innenleiterkontaktelement
in dem Isolierteil optimal orientiert und positioniert sein, wobei gleichzeitig die
Einpresskraft äußerst präzise und bauteilschonend in die jeweilige Stützschulter einbringbar
sein kann.
[0076] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Kontaktabschnitte der Innenleiterkontaktelemente als Stiftkontakte oder als Buchsenkontakte
ausgebildet sind.
[0077] Grundsätzlich können die Kontaktabschnitte der Innenleiterkontaktelemente allerdings
beliebig ausgebildet sein, wobei die jeweilige Ausgestaltung insbesondere vom Einsatzgebiet
des elektrischen Steckverbinders abhängen kann.
[0078] Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder als Leiterplattensteckverbinder (Stecker
oder Buchse) oder als Kabelsteckverbinder (Stecker oder Kupplung) ausgebildet.
[0079] Der elektrische Steckverbinder kann vorzugsweise als Winkelsteckverbinder ausgebildet
sein. Der elektrische Steckverbinder kann allerdings auch nicht-winklig ausgebildet
sein.
[0080] Der elektrische Steckverbinder kann insbesondere ausgebildet sein, um ein modulares
Steckverbindersystem bereitzustellen, beispielsweise einen H-MTD-Steckverbinder. Der
elektrische Steckverbinder ist allerdings nicht auf einen spezifischen Steckverbindertyp
beschränkt, wobei sich die Erfindung im Besonderen für Steckverbinder für die Hochfrequenztechnik
eignet. Es kann sich dabei insbesondere auch um Steckverbinder des Typs PL, BNC, TNC,
SMBA (FAKRA), SMA, SMB, SMS, SMC, SMP, BMS, HFM (FAKRA-Mini), BMK, Mini-Coax oder
MATE-AX handeln.
[0081] Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann besonders vorteilhaft innerhalb eines Fahrzeugs,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden. Der Begriff "Fahrzeug" beschreibt
dabei jegliches Fortbewegungsmittel, insbesondere Fahrzeuge zu Lande, zu Wasser oder
in der Luft, eingeschlossen auch Raumfahrzeuge. Mögliche Einsatzgebiete sind autonomes
Fahren, Fahrer-Assistenz-Systeme, Navigationssysteme, "Infotainment"-Systeme, Fond-Entertainment-Systeme,
Internetverbindungen und Wireless Gigabit (IEEE 802.11ad Standard). Mögliche Anwendungen
betreffen hochaufgelöste Kameras, beispielsweise 4K- und 8K-Kameras, Sensorik, Onboard-Computer,
hochauflösende Bildschirme, hochauflösende Armaturenbretter, 3D-Navigationsgeräte
und Mobilfunkgeräte.
[0082] Der erfindungsgemäße Steckverbinder eignet sich für beliebige Anwendungen innerhalb
der gesamten Elektrotechnik und ist nicht auf den Einsatz in der Fahrzeugtechnik beschränkt
zu verstehen.
[0083] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Innenleiterkontaktelemente jeweils einteilig ausgebildet sind. Die Innenleiterkontaktelemente
können allerdings auch mehrteilig ausgebildet sein.
[0084] Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Verbindungsanordnung, aufweisend einen
elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen
und eine elektrische Baugruppe, insbesondere eine elektrische Leiterplatte.
[0085] Die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsanordnung kann vorzugsweise als Verbindungsanordnung
aus einem elektrischen Leiterplattensteckverbinder und einer elektrischen Leiterplatte
ausgebildet sein. Grundsätzlich kann allerdings eine beliebige Verbindungsanordnung
aus einem elektrischen Steckverbinder und einer elektrischen Baugruppe vorgesehen
sein, beispielsweise auch ein elektrischer Kabelsteckverbinder, der an einer als Kabel
ausgebildeten elektrischen Baugruppe befestigt ist oder ein elektrischer Gerätesteckverbinder,
der an einem Gerätegehäuse einer elektrischen Baugruppe befestigt ist.
[0086] Auf vorteilhafte Weise kann eine elektrische Verbindungsanordnung bereitgestellt
werden, bei der die Montage des elektrischen Steckverbinders an der elektrischen Baugruppe
deutlich verbessert sein kann.
[0087] In vorteilhafter Weise kann außerdem der Platzbedarf des elektrische Steckverbinders
bzw. die Größe des elektrischen Steckverbinders verkleinert sein, wodurch der elektrische
Steckverbinder weniger Bauraum auf der elektrischen Baugruppe beansprucht.
[0088] Die vorgeschlagene elektrische Verbindungsanordnung kann sich zur Übertragung elektrischer
Signale mit besonders hohen Datenraten vorteilhaft eignen.
[0089] In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die metallisierten
Ausnehmungen als Durchkontaktierungen ("Vias") und/oder Sacklochbohrungen in der elektrischen
Baugruppe, insbesondere in der elektrischen Leiterplatte, ausgebildet sind.
[0090] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders,
wonach wenigstens ein Innenleiterkontaktelement (insbesondere ein Innenleiterkontaktelement
gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen) in einen korrespondierenden
Einschub eines Isolierteils des elektrischen Steckverbinders mit einem ersten Ende
eingeführt und anschließend entlang eines Führungskanals des Isolierteils umgebogen
wird.
[0091] Vorzugsweise wird das Innenleiterkontaktelement um 90° umgebogen, um ein einteiliges
Innenleiterkontaktelement für einen Winkelsteckverbinder auszubilden.
[0092] Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass eine Stützschulter des Innenleiterkontaktelements
durch den Vorgang des Umbiegens mit einer seitlichen Anlagefläche einer rippenartigen
Erweiterung innerhalb des Isolierteils in Eingriff gebracht wird.
[0093] Das mit wenigstens einem Innenleiterkontaktelement, vorzugsweise mit wenigstens einem
differentiellen Innenleiterkontaktelementpaar (aus einem ersten Innenleiterkontaktelement
und einem zweiten Innenleiterkontaktelement), bestückte Isolierteil kann vorzugsweise
anschließend in eine Außenleiterbaugruppe des Steckverbinders eingeführt und verrastet
werden. Anschließend kann vorzugsweise die mit dem Isolierteil bestückte Außenleiterbaugruppe
in eine Gehäusebaugruppe eingeführt und an der Gehäusebaugruppe befestigt werden.
[0094] Die weiteren Merkmale der vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche betreffen
vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten des Montageverfahrens.
[0095] Die Erfindung betrifft auch ein Innenleiterkontaktelement, wobei das Innenleiterkontaktelement
an einem seiner Enden einen Einpressstift zum Einpressen in eine metallisierte Ausnehmung
einer elektrischen Baugruppe aufweist, und wobei das Innenleiterkontaktelement eine
einseitig ausgebildete Stützschulter aufweist, über die eine zum Einpressen des Einpressstifts
erforderliche Einpresskraft einleitbar ist.
[0096] Die weiteren Merkmale der vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche betreffen
vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten des Innenleiterkontaktelements.
[0097] Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder
beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für die elektrische Verbindungsanordnung
vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder genannt wurden, auch auf die
elektrische Verbindungsanordnung bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
[0098] Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder
"mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe
wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen,
keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
[0099] In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen
sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit"
eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder
können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen
betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung
kann beispielswiese ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
[0100] Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus
Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen
verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig
bedingen oder miteinander in Beziehung stehen. Außerdem ist der Begriffsbestandteil
"Innenleiter" der Innenleiterkontaktelemente / Innenleiterkontaktelementpaare nicht
dahingehend zu verstehen, dass zwingend ein Außenleiter bzw. die Außenleiterbaugruppe
vorgesehen sein muss.
[0101] Bei einer Längsachse bzw. Mittelachse im Rahmen der Erfindung kann es sich vorzugsweise
um eine Symmetrieachse des jeweiligen Bauteils handeln.
[0102] Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen
oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt
±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten
Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung
der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch
Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem
jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte
und einen jeweiligen Mittelwert.
[0103] Die Erfindung betrifft auch einen von Anspruch 1 unabhängigen elektrischer Steckverbinder,
aufweisend ein erstes Innenleiterkontaktelement und ein zweites Innenleiterkontaktelement,
die jeweils mit einem ihrer Enden in eine metallisierte Ausnehmung einer elektrischen
Baugruppe einfügbar sind, wobei die Innenleiterkontaktelemente jeweils genau eine
Stützschulter aufweisen, über die eine zum Einfügen des Innenleiterkontaktelements
in die metallisierte Ausnehmung erforderliche Einpresskraft einleitbar ist. Die weiteren
Merkmale des Anspruchs 1 und der abhängigen Ansprüche sowie die in der vorliegenden
Beschreibung beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten
dieses Steckverbinders.
[0104] Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben.
[0105] Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale
der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines
Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels
umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren
sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele
verbunden werden.
[0106] In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0107] Es zeigen schematisch:
- Figur 1
- eine elektrische Verbindungsanordnung aus einem elektrischen Steckverbinder und einer
elektrischen Baugruppe in einer perspektivischen Darstellung;
- Figur 2
- die Außenleiterbaugruppe des Steckverbinders der Figur 1 in einer perspektivischen
Einzeldarstellung;
- Figur 3
- ein Isolierteil des Steckverbinders der Figur 1 zusammen mit den darin geführten Innenleiterkontaktelementen
eines gemeinsamen Innenleiterkontaktelementpaars in einer perspektivischen Einzeldarstellung;
- Figur 4
- die beiden Innenleiterkontaktelemente des Steckverbinders der Figur 1 in einer perspektivischen
Einzeldarstellung;
- Figur 5
- das Isolierteil der Figur 3 in einer rückseitigen perspektivischen Darstellung mit
einem einzelnen Innenleiterkontaktelement;
- Figur 6
- eine perspektivische Ausschnittsvergrößerung eines Innenleiterkontaktelements eines
zweiten Ausführungsbeispiels innerhalb des Isolierteils zur Verdeutlichung der Kraftübertragung
zwischen der Stützschulter und der Anlagefläche der rippenartigen Erweiterung in dem
Isolierteil; und
- Figur 7
- das Isolierteil der Figur 3 mit eingesetzten Innenleiterkontaktelementen gemäß Figur
6 in einer Rückansicht.
[0108] Figur 1 zeigt eine elektrische Verbindungsanordnung 1, aufweisend einen elektrischen
Steckverbinder 2 und eine elektrische Baugruppe 3. Der elektrische Steckverbinder
2 ist in den Ausführungsbeispielen als Leiterplattensteckverbinder und die elektrische
Baugruppe 3 als elektrische Leiterplatte ausgebildet. Dies ist allerdings nicht einschränkend
zu verstehen. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung ein beliebiger elektrischer
Steckverbinder 2 und eine beliebige elektrische Baugruppe 3 vorgesehen sein. Der elektrische
Steckverbinder 2 ist in den Ausführungsbeispielen als gewinkelter Steckverbinder ausgebildet,
kann grundsätzlich allerdings auch als nicht-winkliger bzw. gerader Steckverbinder
ausgebildet sein.
[0109] Der elektrische Steckverbinder 2 weist eine elektrisch isolierende Gehäusebaugruppe
4 mit einer mechanischen Schnittstelle 5 zur Verbindung des elektrischen Steckverbinders
2 mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder (nicht dargestellt) auf. Die Gehäusebaugruppe
4 ist einstückig aus einem Kunststoff ausgebildet.
[0110] Der elektrische Steckverbinder 2 weist außerdem eine formschlüssig in der Gehäusebaugruppe
4 aufgenommene Außenleiterbaugruppe 6 auf. Zur vollständigen Darstellung ist die Außenleiterbaugruppe
6 in Figur 2 in einer Einzeldarstellung gezeigt.
[0111] Die Befestigung zwischen der Außenleiterbaugruppe 6 und der Gehäusebaugruppe 4 kann
grundsätzlich beliebig sein. Im Ausführungsbeispiel weist die Außenleiterbaugruppe
6 zwei umbiegbare Befestigungslaschen 7 auf. In ihrem (nicht dargestellten) Grundzustand
vermögen die Befestigungslaschen 7 eine Montagebewegung zur Montage der Gehäusebaugruppe
4 auf der Außenleiterbaugruppe 6 entlang der Längsachse L der Gehäusebaugruppe 4 freizugeben.
In dem dargestellten umgebogenen Befestigungszustand hingegen vermögen die Befestigungslaschen
7 die Gehäusebaugruppe 4 auf der Außenleiterbaugruppe 6 formschlüssig zu blockieren.
Hierzu weist die Gehäusebaugruppe 4 einen Befestigungssteg 8 auf (vgl. Figur 1), hinter
dessen Befestigungskante die Befestigungslaschen 7 eingreifen.
[0112] Die Außenleiterbaugruppe 6 weist eine erste Schnittstelle 9 zur elektrischen und
mechanischen Kontaktierung eines Außenleiters des korrespondierenden elektrischen
Gegensteckverbinders auf. Die Außenleiterbaugruppe 6 weist außerdem eine zweite Schnittstelle
10 zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung metallisierter Ausnehmungen 11
der elektrischen Baugruppe 3 bzw. der Leiterplatte auf. Zur Kontaktierung der elektrischen
Baugruppe 3 weist die zweite Schnittstelle 10 eine Mehrzahl Kontaktelemente 12, 13
auf (vgl. insbesondere Figur 2).
[0113] Der elektrische Steckverbinder 2 weist außerdem ein Isolierteil 14 und wenigstens
ein Innenleiterkontaktelementpaar 15 zur differentiellen Signalübertragung auf, wie
in Figur 3 dargestellt. Das erste Innenleiterkontaktelement 16 und das zweite Innenleiterkontaktelement
17 des Innenleiterkontaktelementpaars 15 sind jeweils einteilig ausgebildet und gemeinsam
in Figur 4 dargestellt.
[0114] Das Isolierteil 14 ist in der Außenleiterbaugruppe 6 aufgenommen und mit seinem ersten
Ende 18 in der ersten Schnittstelle 9 und mit seinem zweiten Ende 19 in der zweiten
Schnittstelle 10 positioniert. Die Innenleiterkontaktelemente 16, 17 des gemeinsamen
Innenleiterkontaktelementpaars 15 erstrecken sich ausgehend von dem ersten Ende 18
des Isolierteils 14 bis zu dem zweiten Ende 19 des Isolierteils 14 durch das Isolierteil
14.
[0115] Die Innenleiterkontaktelemente 16, 17 weisen im Bereich des ersten Endes 18 des Isolierteils
14 einen Kontaktabschnitt (beispielsweise einen Stiftkontakt 20, wie dargestellt)
zur Kontaktierung eines Innenleiters eines korrespondierenden Gegensteckverbinders
und im Bereich des zweiten Endes 19 des Isolierteils 14 einen Einpressstift 21 zum
Einpressen in eine jeweilige korrespondierende metallisierte Ausnehmung 11 der elektrischen
Baugruppe 3 auf. Durch das Isolierteil 14 können die Innenleiterkontaktelemente 16,
17 in dem elektrischen Steckverbinder 2 ausreichend fixiert und elektrisch von der
Außenleiterbaugruppe 6 isoliert sein.
[0116] Die Außenleiterbaugruppe 6 kann einerseits dazu dienen, die Innenleiterkontaktelemente
16, 17 elektromagnetisch abzuschirmen. Die Außenleiterbaugruppe 6 kann außerdem die
Funktion eines elektrischen Außenleiters zur Übertragung eines elektrischen Referenzsignals
im Rahmen der Signalübertragung übernehmen.
[0117] Zur Kontaktierung der elektrischen Baugruppe 3 bzw. der Leiterplatte ist vorgesehen,
dass die Kontaktelemente 12, 13 der Außenleiterbaugruppe 6 in zwei Gruppen unterteilt
sind (vgl. Figur 2). Eine erste Gruppe der Kontaktelemente 12, 13 ist als Einpresskontakte
13 zur Übermaßpassung in den metallisierten Ausnehmungen 11 der elektrischen Baugruppe
3 bzw. der Leiterplatte ausgebildet. Eine zweite Gruppe der Kontaktelemente 12, 13
ist als gefederte Kontaktelemente 12 zum Einfügen in die metallisierten Ausnehmungen
11 der elektrischen Baugruppe 3 bzw. der Leiterplatte ausgebildet. Die Einpresskontakte
13 können insbesondere entlang eines Abschnitts ihrer Längsachse L
E eine elastische Verformungszone 22 aufweisen, die vorzugsweise durch eine zentrale
Materialausnehmung in der Art eines Schlitzes bzw. Nadelöhrs gebildet ist, wie dargestellt.
[0118] Die Einpressstifte 21 der Innenleiterkontaktelemente 16, 17 können vergleichbar ausgebildet
sein (vgl. zum Beispiel Figur 4 oder Figur 6). Die Einpressstifte 21 können ebenfalls
eine elastische Verformungszone 22 aufweisen. Die elastische Verformungszone 22 ist
in dem in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiel als nicht vollständig
durch das Material des Innenleiterkontaktelements 16, 17 verlaufende Nut ausgebildet.
In dem in den Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verformungszone
22 hingegen als vollständig durch das Material verlaufender durchgängiger Schlitz
ausgebildet.
[0119] Im Ausführungsbeispiel sind die metallisierten Ausnehmungen 11 als Durchkontaktierungen
in der elektrischen Leiterplatte 3 ausgebildet und nicht näher dargestellt. Die metallisierten
Ausnehmungen 11 können allerdings auch als Sacklochbohrungen bzw. Mulden ausgebildet
sein.
[0120] Wie sich insbesondere anhand von Figur 4 ergibt, weisen die Innenleiterkontaktelemente
16, 17 jeweils genau eine Stützschulter 23 auf. Über die Stützschulter 23 kann eine
zum Einpressen des Einpressstifts 21 in die metallisierte Ausnehmung 11 erforderliche
Einpresskraft einleitbar sein. Die Stützschulter 23 ist entlang der Mittelachse M
des Innenleiterkontaktelements 16, 17 zwischen dem Kontaktabschnitt 20 und dem Einpressstift
21 ausgebildet. In den Ausführungsbeispielen grenzt die Stützschulter 23 entlang der
Mittelachse M des Innenleiterkontaktelements 16, 17 unmittelbar an den Einpressstift
21 an, um die Krafteinleitung zu verbessern.
[0121] In den Figuren 3 und 7 sind die Innenleiterkontaktelemente 16, 17 gemeinsam in dem
Isolierteil 14 aufgenommen dargestellt. Das erste Innenleiterkontaktelement 16 und
das zweite Innenleiterkontaktelement 17 sind dabei entlang der Längsachse L des Isolierteils
14 achsensymmetrisch bzw. spiegelsymmetrisch angeordnet und ausgebildet. Die Stützschulter
23 des ersten Innenleiterkontaktelements 16 und die Stützschulter 23 des zweiten Innenleiterkontaktelements
17 erstrecken sich dabei in entgegengesetzte Richtungen entlang einer gemeinsamen
Orthogonalen O zu der jeweiligen Mittelachse M des Innenleiterkontaktelements 16,
17. Auf diese Weise kann der Wellenwiderstand des elektrischen Steckverbinders 2 optimiert
werden.
[0122] Um trotz der Asymmetrie der einzelnen Innenleiterkontaktelemente 16, 17 eine möglichst
symmetrische und gleichmäßige Krafteinleitung zu ermöglichen, weisen die Innenleiterkontaktelemente
16, 17 eine jeweilige, von der Stützschulter 23 abgewandte Stützfläche 24 (vgl. insbesondere
Figur 4) auf, über die das Innenleiterkontaktelement 16, 17 in dem Isolierteil 14
abgestützt ist.
[0123] In Figur 5 ist das Isolierteil 14 mit dem ersten Innenleiterkontaktelement 16 in
einer Rückansicht dargestellt. Das zweite Innenleiterkontaktelement 17 ist aus Gründen
der Darstellbarkeit ausgeblendet. Es ist erkennbar, dass das Isolierteil 14 an seiner
Innenseite rippenartige Erweiterungen 25 mit einer jeweiligen, der elektrischen Baugruppe
3 zugewandten, seitlichen Anlagefläche 26 aufweist, an der die entsprechende Stützschulter
23 zur Übertragung der Einpresskraft anliegt. Die seitliche Anlagefläche 26 ist dabei
in der rippenartigen Erweiterung 25 vertieft bzw. hinter einem Rücksprung 27 ausgebildet,
um einen Anschlag für die entsprechende Stützschulter 23 bereitzustellen und das Innenleiterkontaktelement
16, 17 noch besser innerhalb des Isolierteils 14 zu fixieren (vgl. auch Figur 6).
[0124] Die Innenleiterkontaktelemente 16, 17 sind mit ihren Stützflächen 24 über jeweilige,
an der Innenseite des Isolierteils 14 ausgebildete Führungsflächen 28 abgestützt.
Die Führungsflächen 28 sind dabei auf den dem jeweiligen Innenleiterkontaktelement
16, 17 zugewandten Flächen einer zwischen den Innenleiterkontaktelementen 16, 17 ausgebildeten
Zwischenwand 29 des Isolierteils 14 ausgebildet. Die Innenleiterkontaktelemente 16,
17 sind in den Ausführungsbeispielen insgesamt zwischen der Stützfläche 24 und der
rippenartigen Erweiterung 25 durch das Isolierteil 14 geführt. Das Isolierteil 14
weist somit eine U-förmige Führung für die Innenleiterkontaktelemente 16, 17 auf,
die in entsprechende Einschübe 30 (vgl. Figuren 5 und 7) übergeht.
[0125] Für die Montage des jeweiligen Innenleiterkontaktelements 16, 17 kann dieses mit
seinem Kontaktabschnitt 20 in den Einschub 30 eingeschoben und anschließend entlang
des Einschubs 30 zwischen der Stützfläche 24 und der rippenartigen Erweiterung 25
umgebogen werden, bis die Stützschulter 23 ihre Endposition unterhalb der Anlagefläche
26 erreicht hat.
[0126] Um die für das Einpressen vorgesehene Einpresskraft in die Stützschulter 23 einzuleiten,
können das Isolierteil 14, die Außenleiterbaugruppe 6 und/oder die Gehäusebaugruppe
4 wenigstens eine Ansatzfläche 31 für ein entsprechendes Montagewerkzeug aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Gehäusebaugruppe 4 eine Ansatzfläche
31 aufweist (vgl. Figur 1), die im Bereich oberhalb der Einpressstifte 21 der Innenleiterkontaktelemente
16, 17 angeordnet ist. Es kann insbesondere vorgesehen sein, gleichzeitig die Einpressstifte
21 der Innenleiterkontaktelemente und die Kontaktelemente 12, 13 der Außenleiterbaugruppe
6 in die jeweiligen metallisierten Ausnehmungen 11 der elektrischen Baugruppe 3 bzw.
der Leiterplatte einzupressen.
1. Elektrischer Steckverbinder (2), aufweisend ein Isolierteil (14) und wenigstens ein
Innenleiterkontaktelementpaar (15) zur differentiellen Signalübertragung, wobei das
Innenleiterkontaktelementpaar (15) ein erstes Innenleiterkontaktelement (16) und ein
zweites Innenleiterkontaktelement (17) umfasst, die sich ausgehend von einem ersten
Ende (18) des Isolierteils (14) bis zu einem zweiten Ende (19) des Isolierteils (14)
durch das Isolierteil (14) erstrecken, wobei die Innenleiterkontaktelemente (16, 17)
im Bereich des ersten Endes (18) des Isolierteils (14) einen Kontaktabschnitt (20)
zur Kontaktierung eines Innenleiters eines korrespondierenden Gegensteckverbinders
und im Bereich des zweiten Endes (19) des Isolierteils (14) einen Einpressstift (21)
zum Einpressen in eine metallisierte Ausnehmung (11) einer elektrischen Baugruppe
(3) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenleiterkontaktelemente (16, 17) jeweils genau eine Stützschulter (23) aufweisen,
über die eine zum Einpressen des Einpressstifts (21) in die metallisierte Ausnehmung
(11) erforderliche Einpresskraft einleitbar ist, wobei die Stützschulter (23) entlang
der Mittelachse (M) des Innenleiterkontaktelements (16, 17) zwischen dem Kontaktabschnitt
(20) und dem Einpressstift (21) ausgebildet ist, und wobei die Innenleiterkontaktelemente
(16, 17) eine jeweilige, von der Stützschulter (23) abgewandte Stützfläche (24) aufweisen,
über die das Innenleiterkontaktelement (16, 17) in dem Isolierteil (14) abgestützt
ist.
2. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Außenleiterbaugruppe (6), aufweisend eine erste Schnittstelle (9) zur elektrischen
und mechanischen Kontaktierung eines Außenleiters des korrespondierenden elektrischen
Gegensteckverbinders und eine zweite Schnittstelle (10) zur elektrischen und mechanischen
Kontaktierung der elektrischen Baugruppe (3), wobei das Isolierteil (14) in der Außenleiterbaugruppe
(6) aufgenommen und mit seinem ersten Ende (18) auf die erste Schnittstelle (9) und
mit seinem zweiten Ende (19) auf die zweite Schnittstelle (10) ausgerichtet ist.
3. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
eine isolierende Gehäusebaugruppe (4) mit einer mechanischen Schnittstelle (5) zur
Verbindung des elektrischen Steckverbinders (2) mit dem korrespondierenden Gegensteckverbinder,
wobei die Außenleiterbaugruppe (6) in der Gehäusebaugruppe (4) aufgenommen und mit
ihrer ersten Schnittstelle (9) auf die mechanischen Schnittstelle (5) ausgerichtet
ist.
4. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stützschulter (23) entlang der Mittelachse (M) des Innenleiterkontaktelements
(16, 17) unmittelbar an den Einpressstift (21) angrenzt.
5. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Innenleiterkontaktelement (16) und das zweite Innenleiterkontaktelement
(17) entlang der Längsachse (L) des Isolierteils (14) achsensymmetrisch angeordnet
und ausgebildet sind.
6. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Stützschulter (23) des ersten Innenleiterkontaktelements (16) und die Stützschulter
(23) des zweiten Innenleiterkontaktelements (17) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken,
vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Orthogonalen (O) zu der jeweiligen Mittelachse
(M) des Innenleiterkontaktelements (16, 17).
7. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolierteil (14), die Außenleiterbaugruppe (6) und/oder die Gehäusebaugruppe (4)
wenigstens eine Ansatzfläche (31) für ein Montagewerkzeug aufweisen, über die die
Einpresskraft zum Einpressen der Einpressstifte (21) in die metallisierten Ausnehmungen
(11) von dem Montagewerkzeug in die Stützschultern (23) einleitbar ist.
8. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolierteil (14) an seiner Innenseite rippenartige Erweiterungen (25) mit einer
jeweiligen seitlichen Anlagefläche (26) aufweist, an der die entsprechende Stützschulter
(23) zur Übertragung der Einpresskraft anliegt.
9. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die seitliche Anlagefläche (26) in der rippenartigen Erweiterung (25) vertieft oder
hinter einem Rücksprung (27) ausgebildet ist, um einen Anschlag für die entsprechende
Stützschulter (23) bereitzustellen.
10. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenleiterkontaktelemente (16, 17) mit ihren Stützflächen (24) über jeweilige,
an der Innenseite des Isolierteils (14) ausgebildete Führungsflächen (28) in dem Isolierteil
(14) abgestützt sind.
11. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 8 und Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenleiterkontaktelemente (16, 17) jeweils zwischen der Stützfläche (24) und
der rippenartigen Erweiterung (25) durch das Isolierteil (14) geführt sind.
12. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktabschnitte der Innenleiterkontaktelemente (16, 17) als Stiftkontakte (20)
oder als Buchsenkontakte ausgebildet sind.
13. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Innenleiterkontaktelemente (16, 17) jeweils einteilig ausgebildet sind.
14. Elektrische Verbindungsanordnung (1), aufweisend einen elektrischen Steckverbinder
(2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und eine elektrische Baugruppe, insbesondere
eine elektrische Leiterplatte (3).
15. Elektrische Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die metallisierten Ausnehmungen als Durchkontaktierungen (11) und/oder Sacklochbohrungen
in der elektrischen Baugruppe, insbesondere in der elektrischen Leiterplatte (3),
ausgebildet sind.