Technisches Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Klinkenstecker und weist die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 auf.
Stand der Technik
[0002] Aus dem Stand der Technik ist eine grosse Anzahl verschiedener Klinkenstecker bekannt. Typischerweise weisen Klinkenstecker einen radial symmetrischen Steckerschaft, einen elektrischen Kontakt an der Spitze, welche zwiebel- oder kugelförmig ausgestaltet ist, und einen oder mehrere zylindrische Kontakte am Schaft auf. Dabei ist das hintere Ende des Steckerkörpers so ausgeführt, dass die Leiter eines Kabels mit dem hinteren Ende elektrisch leitend verbunden werden können. Die anschlussseitigen Kontakte werden entsprechend der Verbindungsmethode ausgestaltet. Es werden verschiedene Verbindungsmethoden, wie Löten, Crimpen oder mechanisches Klemmen eingesetzt. Zudem weisen die meisten Klinkenstecker des Standes der Technik ein Gehäuse auf, welches mit dem Steckerschaft verbindbar ist und die Kabel durchführbar sind.
Das Gehäuse kann dabei sehr unterschiedliche Bauformen aufweisen, es kann die Achse des Steckerschaftes fortsetzen oder es ist um einen bestimmten Winkel, wie z.B. 90[deg.] zur Achse des Steckerschaftes abgebogen.
[0003] Klinkenstecker sind im englischen Sprachraum auch als Jack Plug oder Phone Plug bekannt und weisen typischerweise zwei oder drei Kontakte auf und haben einen Schaftdurchmesser von 6.35 mm (1/4 Zoll). Klinkenstecker mit zwei Kontakten werden für den Anschluss von unsymmetrischen Leitungen verwendet. Weist der Klinkenstecker drei Kontakte auf, können symmetrische Leitungen oder unsymmetrische Leitungen von Stereo-Tonsignalen verwendet werden. In beiden Fällen können die Klinkenstecker zum Anschluss von Kabeln für Geräte der Unterhaltungselektronik, der Musikelektronik und für den Anschluss von Musikinstrumenten mit Tonabnehmern wie z.B. elektrische Gitarren oder für Musikinstrumente wie zum Beispiel Synthesizer oder Keyboards verwendet werden.
[0004] Weitere Bauformen von Klinkensteckern mit einem Schaftdurchmesser von 6.35 mm werden im unter den Bezeichnungen BPO 316, MIL-P-642/4, MIL-P-642/2 und MIL-P-642/5A spezifiziert und vertrieben.
[0005] Im Weiteren gibt es auch Klinkenstecker mit anderen Schaftdurchmessern. Beispielsweise wird unter der Bezeichnung "Tiny Telephone Plug" (TT-Plug) oder "Bantam" ein Klinkenstecker mit einem Schaftdurchmesser von 4.40 mm und drei Kontakten verstanden. Bei anderen bekannten Bauformen beträgt der Schaftdurchmesser 3.50 mm.
[0006] Allen beschriebenen Ausführungen ist gemeinsam, dass der Steckerschaft zu einem grossen Teil aus Metall besteht und die einzelnen Kontaktbereiche durch nicht leitende Elemente voneinander getrennt sind. In vielen Ausführungsformen besteht sogar der komplette Steckerschaft zu einem grossen Teil aus Metall. Ebenfalls gibt es Ausführungsformen, bei denen zudem noch das Steckergehäuse aus Metall ist und dieses elektrisch leitend mit dem Kontakt am Steckerschaft verbunden ist.
[0007] DE 4 414 012 offenbart einen Klinkenstecker, bei welchem der Steckerschaft und das Steckergehäuse einen Winkel von 90[deg.] bilden. Das Steckergehäuse aus Metall und der Steckerkontakt am Schaft bilden eine elektrisch leitende Einheit. Nachteilig an diesem Stecker und auch an anderen Klinkensteckern ist der grosse Metallanteil, welcher sich in der grossen Oberfläche und im grossen Volumen zeigt. Der grosse Anteil begünstigt das Entstehen von Wirbelströmen, welche in nicht vorhersagbarer Weise mit dem zu übertragenden Signal interferieren. Diese Interferenzen führen zu hörbaren Verlusten der Klangqualität.
[0008] In US 5 290 179 ist ein Klinkenstecker offenbart, der obenstehender Beschreibung entspricht. Der Kontaktstift, welcher zur zwiebelförmigen Spitze führt, und der zylinderförmige Kontakt am Steckerschaft sind durch eine dünne Schicht eines nicht leitenden Materials voneinander elektrisch isoliert. Dieser Aufbau wird auch bei anderen Klinkensteckern beobachtet. Die grosse Fläche und der geringe Abstand der Metallteile bewirken, dass der Stecker eine erhebliche Kapazität aufweist. Eine höhere Kapazität wirkt sich nachteilig auf die Klangqualität aus, indem sie zu einer Dämpfung hoher Frequenzen führt. Zudem ist das Steckergehäuse leitend mit dem Kontakt am Steckerschaft verbunden, was das MetalIvolumen vergrössert und so die Entstehung besagter nachteiliger Wirbelströme begünstigt.
[0009] DE 1 972 915 offenbart einen Klinkenstecker, bei dem der Metallanteil des Kontaktes an der Spitze deutlich reduziert ist. Der Metallanteil des Kontaktes am Schaft ist sehr gross, da das Steckergehäuse zusammen mit dem Schaftkontakt eine Einheit bilden. Dadurch wird wiederum die Enstehung nachteiliger Wirbelströme begünstigt. Zudem weist dieser Klinkenstecker den Nachteil auf, dass lediglich Kabel mit einem zentralen Leiter und einem koaxial angeordneten zweiten Leiter angeschlossen werden können. Der Anschluss von Kabeln mit einem anderen Aufbau ist nicht möglich.
Deshalb können solche Stecker nicht für symmetrische Leitungen, pseudosymmetrische Leitungen, unsymmetrische Leitungen mit einem zusätzlichen Masseleiter, unsymmetrische Leitungen von Stereo-Signalen oder unsymmetrische Leitungen ohne Abschirmung mit parallelen Signalleitern verwendet werden.
Darstellung der Erfindung
[0010] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Klinkenstecker bereitzustellen, bei welchem die erwähnten Nachteile so weit als möglich vermieden werden.
[0011] Insbesondere soll ein Klinkenstecker geschaffen werden, welcher die Signalverluste so weit wie möglich minimiert, das heisst die Bildung von Wirbelströmen und die kapazitiven Effekten sollen weitgehend eliminiert werden. Die kleineren Signalverluste sollen sich aufgabengemäss positiv auf die Tonqualität beim Übertragen von Musiksignalen, wie z.B. von einem Instrument auf einen Verstärker oder innerhalb der Unterhaltungselektronik, auswirken. Der Klinkenstecker soll den Anschluss aller gängigen symmetrischen, pseudosymmetrischen oder unsymmetrischen, abgeschirmten oder nicht abgeschirmten Leitungen von Monotonsignalen ermöglichen. Es sollen ebenso unsymmetrische Leitungen von Stereotonsignalen angeschlossen werden können.
[0012] Diese Aufgabe wird durch einen Klinkenstecker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0013] Demgemäss umfasst ein Klinkenstecker einen Steckerkörper, einen Aussenleiter und mindestens einen Innenleiter. Die Definition "Aussenleiter" und "Innenleiter" bezieht sich auf den Signalabgriff im Klinkenstecker. Die Belegung der dahinterstehenden Kontakte ist beliebig und nicht durch die Bezeichnung vorbestimmt.
[0014] Der Steckerkörper besteht entweder im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Material oder leitendes Material des Steckerkörpers ist gegenüber den Aussen- und Innenleitern durch nicht leitendes Material des Steckerkörpers isoliert.
[0015] Der Volumenanteil des Steckerkörpers ist gegenüber den Volumenanteilen der Aussen- und Innenleiter grösser; bevorzugt grösser als 2:1, noch bevorzugter grösser als 4:1.
[0016] Der Innenleiter umgibt eine im vorderen Bereich des Steckerkörpers angeordnete nicht-metallische Spitze mindestens teilweise, wobei die Spitze insbesondere mit einem leitenden Gitter abgedeckt ist.
[0017] Der erfindungsgemässe Klinkenstecker kann zudem einen zweiten Innenleiter aufweisen.
[0018] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0019] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>eine Ansicht von vorne eines ersten Ausführungsbeispiels gemäss der vorliegenden Erfindung,
<tb>Fig. 2<sep>einen Querschnitt in Längsrichtung gemäss Fig. 1,
<tb>Fig. 3<sep>eine Ansicht von hinten des Ausführungsbeispiels der Fig. 1,
<tb>Fig. 4<sep>eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäss der vorliegenden Erfindung,
<tb>Fig. 5<sep>einen Querschnitt in Längsrichtung gemäss Fig. 4,
<tb>Fig. 6<sep>eine Ansicht von vorne eines dritten Ausführungsbeispiels gemäss der vorliegenden Erfindung,
<tb>Fig. 7<sep>einen Querschnitt in Längsrichtung gemäss Fig. 6, und
<tb>Fig. 8<sep>eine Ansicht von hinten des Ausführungsbeispiels der Fig. 6
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
[0020] Die Fig. 1-3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Klinkensteckers, eines Monosteckers, gemäss der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Ansichten.
[0021] Ein Steckerkörper 1 eines Klinkensteckers weist einen ersten Abschnitt 10, einen mittleren Abschnitt 20, und einen vorderen Abschnitt 30 auf. Der Klinkenstecker kann mit einer Buchse des Standes der Technik verbunden werden.
[0022] Der erste Abschnitt 10 dient der Aufnahme eines Signalkabels (nicht gezeigt), welches über eine Innenleiteranschlusssteile 11 mit einem Innenleiter 3 und über eine Aussenleiteranschlusssteile 12 mit einem Aussenleiter 2 verbunden wird. Über das Signalkabel können elektrische Signale dem Innenleiter 3 und dem Aussenleiter 2 zugeführt werden. Ebenfalls weist der erste Abschnitt 10 eine Zugentlastung und ein Steckergehäuse (beide nicht gezeigt) zum Schutz der Anschlussstelle des Innenleiters 11 und der Anschlussstelle des Aussenleiters 12 auf. Das Signalkabel wird durch bekannte Art und Weise mit dem Innenleiter 3 und dem Aussenleiter 2 verbunden. Insbesondere können Lötverfahren, Crimpverfahren etc. eingesetzt werden.
Es ist jedoch zu beachten, dass die metallischen Teile der eingesetzten Verbindungsverfahren möglichst kleine Querschnittsflächen und Volumen aufweisen. Der Steckerkörper 1 kann aus einem elektrisch nicht leitenden Material, vorzugsweise aus der Gruppe der Kunststoffe, hergestellt sein.
[0023] Der Aussenleiter 2, wie auch Innenleiter 3, weisen vorzugsweise einen runden Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt auf. Andere Querschnittformen sind ebenfalls denkbar. Besonders gute Resultate wurden mit Querschnitten von vorzugsweise 0.1-1 mm<2> erreicht. Die Querschnittsfläche hängt aber auch von den eingesetzten Leistungen und Steckdurchmessern ab, daher können auch grössere Querschnitte verwendet werden.
[0024] Der mittlere Abschnitt 20 weist entlang einer Mittelachse 7 eine längsgerichtete Bohrung 21 auf. Am Übergang vom mittleren Abschnitt 20 zum vordersten Abschnitt 30 trifft eine schräg angeordnete Bohrung 22 auf den Endbereich der längsgerichteten Bohrung 21. In der längsgerichteten Bohrung 21 und anschliessend in der schräg angeordneten Bohrung 22 verläuft der Innenleiter 3. Konzentrisch zur Bohrung 21 verläuft eine zylindrische Mantelfläche 23. Die Mantelfläche 23 dient der Aufnahme des Aussenleiters 2. Dabei wird der Aussenleiter 2 durch eine zur Mantelfläche exzentrisch angeordnete Bohrung 24 der Mantelfläche zugeführt. Entlang der Mantelfläche 23 ist der Aussenleiter 2 schraubenlinienförmig angeordnet. Die Schraubenlinie weist dabei eine konstante Steigung 25 auf, wobei die Steigung 25 grösser ist, als der Querschnitt 26 des Aussenleiters 2.
Das heisst, ein erster Umgang 2 kann einen zweiten Umgang 2 nicht an der Mantelfläche des Aussenleiters 2 berühren. Die Steigung 25 der Schraubenlinie kann im Weiteren auch nicht konstant sein und beliebige Dimensionen einnehmen. Typischerweise hat der Aussenleiter 2 einen runden Querschnitt und ist derart in die Mantelfläche integriert, dass ein Teil des Aussenleiters 2 in den Steckerkörper 1 vorzugsweise eindringt. Bevorzugterweise ist die Eindringtiefe zwischen 0.1 und 0.9 Mal den Durchmesser des Aussenleiters 2, das heisst der Aussenleiter 2 ist gegenüber der Mantelfläche immer leicht erhaben. Typischerweise kann der Aussenleiter aber auch auf der Mantelfläche 23 aufliegen. Der Aussenleiter 2 kann zudem mehrere Schraubenlinien umfassen.
[0025] Bei einem sehr dünnen leitenden gewickelten oder geflochtenen Draht auf dem Steckerkörper 1 kann die Wicklung eine Steigung 25 aufweisen, die nicht wesentlich grösser als die Querschnittsbreite 26 des jeweiligen Leiters 2, 3, 4 ist, das heisst bei einem sehr dünnen Draht kann die Steigung zu einem direkten berührenden Kontakt von zwei benachbarten Schraubenlinien führen.
[0026] Durch den Aussenleiter 2 wird der Durchmesser der Mantelfläche grösser, der absolute Durchmesser kann dabei verschiedene Dimensionen einnehmen. Typischerweise entspricht der absolute Durchmesser, das heisst der Durchmesser, der in der Zeichnung mit D bezeichnet wurde, handelsüblichen Normen.
[0027] Über einen Absatz 31 geht der mittlere Abschnitt 20 in einen vorderen Abschnitt 30 über. Der vordere Abschnitt 30 umfasst eine zylindrische Mantelfläche 32, einen Spitzenkörper 33 und den Innenleiter 3. Die zylindrische Mantelfläche 32 weist einen kleineren Durchmesser als die Mantelfläche 23 des mittleren Abschnitts 20 auf. Über einen schräg ausgestalteten Absatz 34 weitet sich der vordere Abschnitt 30 auf einen grösseren Durchmesser 35 auf. Über einen kegelförmigen Absatz 36 verjüngt sich anschliessend der vordere Abschnitt 30 vom grösseren Durchmesser 35 zur Spitze 37. Der grössere Durchmesser 35 der Spitze 33 weist einen gleichen Durchmesser, wie der Durchmesser D des mittleren Abschnittes 20 auf. 6. Die Spitze 33 ist nicht-metallisch und ist insbesondere mit einem leitenden Gitter abgedeckt.
[0028] Der Innenleiter 3 wird nach der schräg angeordneten Bohrung 22 als Innenleiterabschnitt 3a entlang der Mantelfläche 32, über den schrägen Absatz 34, den grossen Durchmesser 35 und den kegelförmigen Absatz 36 zur Spitze 37 geführt. Von der Spitze 37 wird der Innenleiter 3 als Innenleiterabschnitte 3c über den kegelförmigen Absatz 36, den grossen Durchmesser 35, den schrägen Absatz 34 und über die Mantelfläche 32 geführt. Dies ist insbesondere in Fig. 1gezeigt, ebenfalls ist ersichtlich, dass die beschriebene Rückführung des Innenleiterabschnitts 3c um 180[deg.] gegenüber dem Innenleiter 3a versetzt ist. In ähnlicher Weise sind zudem zwei weitere Innenleiterabschnitte 3b und 3d angeordnet. Wie in Fig. 1erkennbar, stehen die Innenleiterabschnitte 3c und 3d in einem Winkel von +/- 90[deg.] zum Innenleiterabschnitt 3a.
[0029] Der Innenleiter 3 kann dabei auf der Oberfläche der Spitze 33 aufliegen, oder in der Oberfläche der Spitze 33 eingelassen sein, wobei mindestens ein Teil des Innenleiters gegenüber der Oberfläche der Spitze 33 hervorsteht.
[0030] Wird nun der Klinkenstecker in eine entsprechende Buchse eingesteckt, so berührt der vordere Abschnitt 20 den Kontakt der Buchse. Dabei wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Klinkenstecker (Aussenleiter, Innenleiter) und Buchse (elektrisch leitende Elemente, wie Federn) hergestellt. Die Verbindungsstellen von Klinkenstecker und Buchse können als Kontaktbereiche bezeichnet werden.
[0031] In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann der Innenleiter in seiner Spitze beispielsweise spiralartig, sternförmig, gitterförmig oder käfigförmig ausgestaltet sein. Wesentlich ist, dass der Leiter aus einzelnen Drahtelementen besteht, die auf einem im Wesentlichen nicht leitenden Kern ruhen. Die Drahtelemente können auch flach oder abgeflacht sein. Zudem kann der Aussenleiter 2 eine andere Form, wie beispielsweise mäanderförmig, schraubenförmig, gitterartig einnehmen. Andere beliebige Formen, welche ebenfalls eine geringe leitende Querschnittsfläche aufweisen, sind ebenfalls denkbar, sofern diese auf einem nicht leitendem Kern angeordnet sind.
[0032] Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, eines Stereosteckers, gemäss der vorliegenden Erfindung, während Fig. 5 eine Querschnittsansicht zeigt.
[0033] Der Klinkenstecker ist grundsätzlich analog zum oben beschriebenen Monostecker aufgebaut. Zusätzlich zum ersten Aussenleiter 2 wird ein zweiter Aussenleiter 4 angeordnet. Die Anschlussstelle des zweiten Aussenleiters 4 ist in der Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet. Die Zuleitung 11 ist hier isoliert dargestellt, weil beide Zuleitungen 11 und 13 im mittleren Abschnitt 20 in einem gemeinsamen Hohlraum 44 ausseraxial geführt sind. Bei einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können auch zwei getrennte Bohrungen in dem Abschnitt 20 vorgesehen sein. Auf der Oberfläche des mittleren Abschnitts 20 ist demnach zuerst der erste Aussenleiter 2 und anschliessend der zweite Aussenleiter 4 angeordnet.
Zwischen dem ersten Aussenleiter 2 und dem zweiten Aussenleiter 4 befindet sich der Zwischenraum 28, welcher einen Kurzschluss zwischen den beiden Leitern 2, 4 verhindert.
[0034] Der zweite Aussenleiter 4 wird von der Anschlussstelle im ersten Abschnitt 10 durch die besagte Bohrung 44 im Steckerkörper 1 durch den mittleren Abschnitt 20 geführt. Im vorderen Teil 29 des mittleren Abschnitts 20 wird der zweite Aussenleiter 4 in ähnlicher Weise wie der Aussenleiter 2 in einer schrägen Bohrung nach aussen geführt und ebenfalls schraubenlinienförmig angeordnet.
[0035] Die Fig. 6 zeigt eine Ansicht von vorne eines dritten Ausführungsbeispiels gemäss der vorliegenden Erfindung, während Fig. 7einen Querschnitt in Längsrichtung gemäss Fig. 6, und Fig. 8 eine Ansicht von hinten des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 zeigt.
[0036] Der Unterschied zwischen dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel, die beide Monostecker zeigen, liegt darin, dass in dem dritten Ausführungsbeispiel der Aussenleiter als Aussenleiterbeschichtung 42 realisiert ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Aussenleiterzuleitung 12 als Draht an einer auf dem isolierenden Mittelkörperabschnitt 20 aufgebrachten dünnen leitenden Beschichtung 42 befestigt ist. Diese Beschichtung 42 muss insbesondere nicht notwendigerweise selbsttragend sein; sie ruht ja auf dem bis auf eine Bohrung massiven Abschnitt 20.
[0037] Das gleiche gilt für die Innenleiterbeschichtung 43, die auf der isolierenden Zwiebelspitze aufgebracht wird und vorzugsweise zentral von innen von der Zuleitung 11 kontaktiert wird.
[0038] Wesentlich für alle Ausführungsbeispiele gemäss der vorliegenden Erfindung ist das Merkmal, dass der Steckerkörper entweder im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Material besteht, wie hier in den Zeichnungen dargestellt, oder leitendes Material des Steckerkörpers gegenüber den Aussen- und Innenleitern durch nicht leitendes Material des Steckerkörpers isoliert ist, mit anderen Worten, dass der Körper des mittleren Abschnitts 20 aus einem leitenden Stoff, zum Beispiel Metall, bestehen kann, aber mit einer ausreichend isolierenden Schicht bedeckt ist, damit sich dieser Steckerkörper im Wesentlichen wie aus einem nicht leitenden Material bestehend verhält.
[0039] Dieses Verhältnis von Volumenanteil des Steckerkörpers oder Hohlräumen gegenüber den Volumenanteilen der Aussen- und Innenleiter ist bevorzugt grösser als 2:1, noch bevorzugter grösser als 4:1. Dabei sind die Leiterquerschnittsflächen jedes Leiters 2, 3, 4 in Bezug auf die Längsachse des Klinkensteckers nie grösser als 6 mm<2>.
[0040] Die gewünschten Vorteile erhält man auch, wenn für den durchschnittlichen Leiterquerschnitt A jedes Leiters 2, 3, 4 gilt, dass A < 5 mm<2> ist, bevorzugt kleiner als 4 mm<2>, noch bevorzugter kleiner als 3,15 mm<2>, wobei der durchschnittliche Leiterquerschnitt als der Quotient aus Gesamtvolumen des jeweiligen Leiters 2, 3, 4 geteilt durch die kürzeste Verbindungsstrecke innerhalb des Leiters 2, 3, 4 vom vordersten möglichen Kontaktpunkt zur Buchse hin bis zum hintersten möglichen Kontaktpunkt zum Kabelanschlusspunkt hin definiert ist.
[0041] Alle oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können beispielsweise in einem Spritzguss-Verfahren hergestellt werden. Dabei können die metallischen Teile, wie der Innenleiter 2 und der Aussenleiter 3 als Einlegeteile ausgestaltet sein. Die Einlegeteile werden dann in eine Spritzgussform eingelegt und mit dem einspritzenden Kunststoff verbunden.
[0042] Vorzugsweise sind die metallischen Teile aus einem Metall gefertigt, das einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist. Die metallischen Teile können durch ein Stanz- und/oder Biegeverfahren hergestellt werden.
[0043] Für die Leiter 2, 3, 4 kann typischerweise Kupfer, Silber, Nickel, Eisen, Zink oder Legierungen daraus wie zum Beispiel Messing, Tombak oder Neusilber verwendet werden. Die Leiter 2, 3, 4 können zudem eine Oberflächenschicht typischerweise aus Nickel, Silber, Gold, Chrom oder Legierungen daraus aufweisen.
[0044] Vorzugsweise ist der Steckerkörper 1 aus einem Kunststoff aus der Gruppe der Polyamide, der thermoplastischen Polyester, der Polyetheretherketone, der Epoxide, der Polyolefine, aus Polyvinylidenfluorid, Polyhexafluorpropylen oder Polychlortrifluorethylen gefertigt. Der Kunststoff kann auch eine Mischung verschiedener Polymere, zum Beispiel von Polymamid und Polypropylen sein. Der Kunststoff kann ausserdem Copolymere enthalten, welche eine haftende Verbindung zwischen Kunststoff und Leitermaterial ermöglichen. Zusätzlich kann der Kunststoff durch Fasern, wie beispielsweise Glasfasern, Aramidfasern oder Fasern aus ultrahochmolekularem Polyethylen, verstärkt werden.
[0045] In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) ist der Steckerkörper aus einem metallischen Werkstoff. Dabei ist der Steckerkörper mit einem nicht leitenden Material, wie beispielsweise einer Kunststoff-Folie umgeben. Der Aussenleiter, der erste Innenleiter und der zweite Innenleiter liegen auf diese Folie auf und sind dadurch elektrisch vom Steckerkörper isoliert. Vorteilhaft ist dabei, wenn der Steckerkörper 1 mit der Ausnahme des oder der zur Aufnahme der in ihm geführten Leiter 2, 3, 4 vorgesehenen Hohlraumes oder Hohlräume 21, 22, 24, 44 im Wesentlichen aus einem Vollmaterial besteht. Das Vollmaterial ist dabei aus einem Werkstoff oder aus mehreren Werkstoffen vorgesehen, die insgesamt den nicht leitenden Steckerkörper bilden.
Das Merkmal der fehlenden Leitfähigkeit des Steckerkörpers gegenüber innen in ihm geführten Leiter 2, 3, 4 kann auch durch eine bestehende Isolierung der besagten Leiter ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste
[0046]
<tb>1<sep>Steckerkörper
<tb>2<sep>(erster) Aussenleiter
<tb>3<sep>Innenleiter
<tb>3a/b/c/d<sep>Innenleiterabschnitte
<tb>4<sep>zweiter Aussenleiter
<tb>7<sep>Mittelachse
<tb>10<sep>erster Abschnitt
<tb>11<sep>Anschlussstelle Innenleiter
<tb>12<sep>Anschlussstelle erster Aussenleiter
<tb>13<sep>Anschlussstelle zweiter Aussenleiter
<tb>20<sep>mittlerer Abschnitt
<tb>21<sep>längsgerichtete Bohrung
<tb>22<sep>schräg angeordnete Bohrung
<tb>23<sep>Mantelfläche
<tb>24<sep>exzentrische Bohrung
<tb>25<sep>Steigung
<tb>26<sep>Querschnittsbreite
<tb>28<sep>Zwischenraum
<tb>29<sep>vorderer Bereich des mittleren Abschnitts
<tb>30<sep>vorderer Abschnitt
<tb>31<sep>Absatz
<tb>32<sep>kleine zylindrische Mantelfläche
<tb>33<sep>Spitzenkörper
<tb>34<sep>schräg ausgestalteter Absatz
<tb>35<sep>grosser Spitzendurchmesser
<tb>36<sep>kegelförmiger Absatz
<tb>37<sep>Spitze
<tb>42<sep>Aussenleiterbeschichtung
<tb>43<sep>Innenleiterbeschichtung
<tb>44<sep>Gemeinsamer Hohlraum
Technical field of the invention
The present invention relates to an electric jack and has the features of the preamble of claim 1.
State of the art
From the prior art, a large number of different jack plugs is known. Typically, jack plugs have a radially symmetrical plug shank, an electrical contact at the tip, which is onion-shaped or spherical, and one or more cylindrical contacts on the shank. In this case, the rear end of the plug body is designed so that the conductors of a cable can be electrically connected to the rear end. The connection-side contacts are designed according to the connection method. Various connection methods are used, such as soldering, crimping or mechanical clamping. In addition, most of the prior art jack plugs have a housing which is connectable to the plug shank and the cables are passable.
The housing can have very different designs, it can continue the axis of the plug shank or it is at a certain angle, such as. 90 ° bent to the axis of the plug shank.
Jack plugs are also known in the English-speaking world as Jack Plug or Phone Plug and typically have two or three contacts and have a shaft diameter of 6.35 mm (1/4 inch). Two-pin phone plugs are used to connect unbalanced wires. If the jack connector has three contacts, balanced or unbalanced lines of stereo audio signals can be used. In both cases, the phone plugs can be used to connect cables for consumer electronics, music electronics and for the connection of musical instruments with pickups, e.g. electric guitars or for musical instruments such as synthesizers or keyboards.
Other types of jack plugs with a shaft diameter of 6.35 mm are specified and sold under the names BPO 316, MIL-P-642/4, MIL-P-642/2 and MIL-P-642 / 5A.
Furthermore, there are also jack plugs with other shank diameters. For example, the term "Tiny Telephone Plug" (TT-Plug) or "Bantam" a jack with a shaft diameter of 4.40 mm and three contacts understood. In other known designs, the shaft diameter is 3.50 mm.
Allen described embodiments have in common that the plug shank consists to a large extent of metal and the individual contact areas are separated from each other by non-conductive elements. In many embodiments, even the complete plug shank consists to a large extent of metal. There are also embodiments in which, moreover, the plug housing is made of metal and this is electrically connected to the contact on the plug shank.
DE 4 414 012 discloses a jack plug in which the plug shank and the plug housing form an angle of 90 [deg.]. The metal plug housing and the plug contact on the shaft form an electrically conductive unit. A disadvantage of this plug and also on other jack plugs is the large proportion of metal, which shows up in the large surface and in large volume. The large portion favors the emergence of eddy currents, which interfere in an unpredictable manner with the signal to be transmitted. These interferences result in audible loss of sound quality.
In US 5,290,179 a jack plug is disclosed which corresponds to the above description. The contact pin, which leads to the onion-shaped tip, and the cylindrical contact on the plug shank are electrically insulated from each other by a thin layer of non-conductive material. This structure is also observed in other jack plugs. The large area and the small distance of the metal parts cause the plug has a considerable capacity. Higher capacity has a detrimental effect on sound quality, resulting in high frequency attenuation. In addition, the plug housing is conductively connected to the contact on the plug shank, which increases the metal volume and thus promotes the formation of said adverse eddy currents.
DE 1 972 915 discloses a jack plug in which the metal content of the contact at the tip is significantly reduced. The metal content of the contact on the shaft is very large, since the connector housing form a unit together with the shaft contact. This in turn promotes the emergence of adverse eddy currents. In addition, this jack has the disadvantage that only cables with a central conductor and a coaxially arranged second conductor can be connected. The connection of cables with a different structure is not possible.
Therefore, such connectors can not be used for balanced lines, pseudo-balanced lines, unbalanced lines with an additional ground conductor, unbalanced lines of stereo signals or unbalanced lines without shielding with parallel signal conductors.
Presentation of the invention
Based on this prior art, the present invention seeks to provide a jack, in which the mentioned disadvantages are avoided as far as possible.
In particular, a jack is to be created, which minimizes the signal losses as much as possible, that is, the formation of eddy currents and the capacitive effects should be largely eliminated. The smaller signal losses are intended to have a positive effect on the sound quality when transmitting music signals, such as e.g. from an instrument to an amplifier or within consumer electronics. The jack plug should allow the connection of all common balanced, pseudo-balanced or unbalanced, shielded or unshielded lines of monotone signals. It should also unbalanced lines of stereo sound signals can be connected.
This object is achieved by a jack with the features of claim 1.
Accordingly, a jack plug comprises a plug body, an outer conductor and at least one inner conductor. The definition "outer conductor" and "inner conductor" refers to the signal tap in the jack plug. The assignment of the underlying contacts is arbitrary and not predetermined by the name.
The plug body consists either substantially of a non-conductive material or conductive material of the plug body is isolated from the outer and inner conductors by non-conductive material of the plug body.
The volume fraction of the plug body is greater than the volume fractions of the outer and inner conductors; preferably greater than 2: 1, more preferably greater than 4: 1.
The inner conductor surrounds a arranged in the front region of the plug body non-metallic tip at least partially, wherein the tip is covered in particular with a conductive grid.
The inventive jack can also have a second inner conductor.
Further advantageous embodiments are characterized in the dependent claims.
Short description of the drawing
The invention will be described in more detail below with reference to the drawing. It shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> is a front view of a first embodiment according to the present invention,
<Tb> FIG. 2 <sep> a cross section in the longitudinal direction according to FIG. 1,
<Tb> FIG. 3 <sep> is a rear view of the embodiment of FIG. 1,
<Tb> FIG. 4 <sep> is a side view of a second embodiment according to the present invention,
<Tb> FIG. 5 <sep> a cross-section in the longitudinal direction according to FIG. 4,
<Tb> FIG. 6 <sep> is a front view of a third embodiment according to the present invention,
<Tb> FIG. 7 <sep> a cross section in the longitudinal direction according to FIG. 6, and
<Tb> FIG. 8 <sep> is a rear view of the embodiment of FIG. 6
Description of an embodiment
1-3 show an embodiment of a jack plug, a mono plug, according to the present invention in different views.
A plug body 1 of a jack plug has a first portion 10, a middle portion 20, and a front portion 30. The jack plug can be connected to a socket of the prior art.
The first section 10 serves to receive a signal cable (not shown), which is connected via an inner conductor connection parts 11 with an inner conductor 3 and via an outer conductor connection parts 12 with an outer conductor 2. Electrical signals can be supplied to the inner conductor 3 and the outer conductor 2 via the signal cable. Likewise, the first section 10 has a strain relief and a plug housing (both not shown) for protecting the connection point of the inner conductor 11 and the connection point of the outer conductor 12. The signal cable is connected by known manner with the inner conductor 3 and the outer conductor 2. In particular, soldering, crimping, etc. can be used.
However, it should be noted that the metallic parts of the connection method used have the smallest possible cross-sectional areas and volumes. The plug body 1 may be made of an electrically non-conductive material, preferably from the group of plastics.
The outer conductor 2, as well as the inner conductor 3, preferably have a round cross section or a rectangular cross section. Other cross-sectional shapes are also conceivable. Particularly good results were achieved with cross-sections of preferably 0.1-1 mm 2. However, the cross-sectional area also depends on the capacities and plug diameters used, therefore larger cross-sections can also be used.
The middle section 20 has a longitudinal bore 21 along a central axis 7. At the transition from the central portion 20 to the foremost portion 30 an obliquely arranged bore 22 meets the end region of the longitudinal bore 21. In the longitudinal bore 21 and then in the obliquely arranged bore 22 of the inner conductor runs 3. Concentric to the bore 21 extends a cylindrical surface 23. The lateral surface 23 serves to receive the outer conductor 2. In this case, the outer conductor 2 is supplied by a jacket surface arranged eccentrically to the bore 24 of the lateral surface. Along the lateral surface 23 of the outer conductor 2 is arranged helically. The helix has a constant pitch 25, wherein the pitch 25 is greater than the cross section 26 of the outer conductor second
That is, a first handling 2 can not touch a second handling 2 on the lateral surface of the outer conductor 2. The pitch 25 of the helix may also not be constant in the following and assume any dimensions. Typically, the outer conductor 2 has a round cross-section and is integrated into the lateral surface such that a part of the outer conductor 2 preferably penetrates into the plug body 1. Preferably, the penetration depth between 0.1 and 0.9 times the diameter of the outer conductor 2, that is, the outer conductor 2 is always slightly raised relative to the lateral surface. Typically, however, the outer conductor can also rest on the lateral surface 23. The outer conductor 2 may also include several helices.
In a very thin conductive wound or braided wire on the plug body 1, the winding may have a slope 25 which is not significantly larger than the cross-sectional width 26 of the respective conductor 2, 3, 4, that is, in a very thin wire lead the slope to a direct touching contact of two adjacent helixes.
By the outer conductor 2, the diameter of the lateral surface is larger, the absolute diameter can assume different dimensions. Typically, the absolute diameter, that is, the diameter denoted by D in the drawing, conforms to commercial standards.
Via a shoulder 31, the middle section 20 merges into a front section 30. The front section 30 comprises a cylindrical lateral surface 32, a tip body 33 and the inner conductor 3. The cylindrical lateral surface 32 has a smaller diameter than the lateral surface 23 of the central section 20. Via an obliquely designed shoulder 34, the front portion 30 expands to a larger diameter 35. Via a conical shoulder 36 then the front portion 30 tapers from the larger diameter 35 to the top 37. The larger diameter 35 of the tip 33 has a same diameter as the diameter D of the central portion 20. 6. The tip 33 is non-metallic and is covered in particular with a conductive grid.
The inner conductor 3 is guided by the obliquely arranged bore 22 as inner conductor section 3a along the lateral surface 32, over the inclined shoulder 34, the large diameter 35 and the conical shoulder 36 to the top 37. From the tip 37, the inner conductor 3 is guided as inner conductor sections 3c via the conical shoulder 36, the large diameter 35, the oblique shoulder 34 and over the lateral surface 32. This is shown in particular in FIG. 1; it can likewise be seen that the described feedback of the inner conductor section 3c is offset by 180 [deg.] From the inner conductor 3a. Similarly, two further inner conductor sections 3b and 3d are arranged in addition. As can be seen in FIG. 1, the inner conductor sections 3c and 3d are at an angle of +/- 90 [deg.] To the inner conductor section 3a.
The inner conductor 3 can rest on the surface of the tip 33, or be embedded in the surface of the tip 33, wherein at least a portion of the inner conductor protrudes from the surface of the tip 33.
Now, if the jack plug is inserted into a corresponding socket, the front portion 20 contacts the contact of the socket. In this case, an electrically conductive connection between the jack plug (outer conductor, inner conductor) and socket (electrically conductive elements, such as springs) is produced. The connection points of jack plug and socket can be referred to as contact areas.
In a further embodiment (not shown), the inner conductor may be configured in its tip, for example, spiral, star-shaped, grid-shaped or cage-shaped. It is essential that the conductor consists of individual wire elements which rest on a substantially non-conductive core. The wire elements may also be flat or flattened. In addition, the outer conductor 2 can assume a different shape, such as meandering, helical, lattice-like. Other arbitrary shapes, which also have a small conductive cross-sectional area, are also conceivable, provided they are arranged on a non-conductive core.
Fig. 4 shows a side view of a second embodiment, a stereo plug, according to the present invention, while Fig. 5 shows a cross-sectional view.
The jack is basically constructed analogously to the mono plug described above. In addition to the first outer conductor 2, a second outer conductor 4 is arranged. The connection point of the second outer conductor 4 is designated in FIG. 5 by the reference numeral 13. The supply line 11 is shown here isolated because both leads 11 and 13 are guided in the middle section 20 in a common cavity 44 off-axis. In one embodiment, not shown in the drawings, two separate holes in the section 20 may be provided. Accordingly, first the first outer conductor 2 and then the second outer conductor 4 are arranged on the surface of the middle section 20.
Between the first outer conductor 2 and the second outer conductor 4 is the intermediate space 28, which prevents a short circuit between the two conductors 2, 4.
The second outer conductor 4 is guided from the connection point in the first section 10 through the said bore 44 in the plug body 1 through the central portion 20. In the front part 29 of the central portion 20 of the second outer conductor 4 is guided in a similar manner as the outer conductor 2 in an oblique bore to the outside and also arranged helically.
Fig. 6 shows a front view of a third embodiment according to the present invention, while Fig. 7 shows a cross-section in the longitudinal direction according to FIG. 6, and FIG. 8 shows a view from the rear of the embodiment of FIG.
The difference between the first and the third embodiment, which show both mono-plug, is that in the third embodiment, the outer conductor is realized as outer conductor coating 42. This means, for example, that the outer conductor feed line 12 is attached as a wire to a thin conductive coating 42 applied to the insulating central body section 20. In particular, this coating 42 does not necessarily have to be self-supporting; she rests on the solid section 20 except for a hole.
The same applies to the inner conductor coating 43, which is applied to the insulating bulb tip and is preferably contacted centrally from the inside of the feed line 11.
Essential for all embodiments according to the present invention is the feature that the plug body either consists essentially of a non-conductive material, as shown here in the drawings, or conductive material of the plug body relative to the outer and inner conductors by non-conductive material of the plug body is insulated, in other words, that the body of the middle portion 20 may be made of a conductive material, for example metal, but covered with a sufficiently insulating layer, so that this plug body substantially as consisting of a non-conductive material behaves.
This ratio of volume fraction of the plug body or cavities with respect to the volume fractions of the outer and inner conductors is preferably greater than 2: 1, more preferably greater than 4: 1. In this case, the conductor cross-sectional areas of each conductor 2, 3, 4 with respect to the longitudinal axis of the jack plug never greater than 6 mm <2>.
The desired advantages are also obtained if, for the average conductor cross-section A of each conductor 2, 3, 4, A <5 mm <2>, preferably less than 4 mm <2>, more preferably less than 3, 15 mm <2>, wherein the average conductor cross-section as the quotient of total volume of the respective conductor 2, 3, 4 divided by the shortest distance within the conductor 2, 3, 4 from the foremost possible contact point to the socket to the rearmost possible contact point to the cable connection point is defined.
All embodiments described above can be produced, for example, in an injection molding process. In this case, the metallic parts, such as the inner conductor 2 and the outer conductor 3 can be configured as inserts. The inserts are then placed in an injection mold and connected to the injecting plastic.
Preferably, the metallic parts are made of a metal having a lower electrical resistance. The metallic parts can be produced by a stamping and / or bending process.
For the conductors 2, 3, 4 typically copper, silver, nickel, iron, zinc or alloys thereof such as brass, Tombak or nickel silver can be used. The conductors 2, 3, 4 may also have a surface layer typically of nickel, silver, gold, chromium or alloys thereof.
Preferably, the plug body 1 is made of a plastic from the group of polyamides, thermoplastic polyesters, polyetheretherketones, epoxies, polyolefins, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene or polychlorotrifluoroethylene. The plastic may also be a mixture of different polymers, for example polymamide and polypropylene. The plastic may also contain copolymers which allow an adhesive connection between plastic and conductor material. In addition, the plastic may be reinforced by fibers such as glass fibers, aramid fibers or ultrahigh molecular weight polyethylene fibers.
In a further embodiment (not shown), the plug body is made of a metallic material. In this case, the plug body is surrounded by a non-conductive material, such as a plastic film. The outer conductor, the first inner conductor and the second inner conductor rest on this film and are thereby electrically isolated from the connector body. It is advantageous if the plug body 1, with the exception of or for receiving the guided in it ladder 2, 3, 4 provided cavity or cavities 21, 22, 24, 44 consists essentially of a solid material. The solid material is provided from one or more materials, which together form the non-conductive plug body.
The feature of the lack of conductivity of the plug body with respect to conductors 2, 3, 4 guided inside it can also be formed by an existing insulation of the said conductors.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0046]
<Tb> 1 <sep> plug body
<tb> 2 <sep> (first) outer conductor
<Tb> 3 <sep> inner conductor
<Tb> 3 a / b / c / d <sep> inner conductor sections
<tb> 4 <sep> second outer conductor
<Tb> 7 <sep> central axis
<tb> 10 <sep> first section
<tb> 11 <sep> Connection point inner conductor
<tb> 12 <sep> Junction of first outer conductor
<tb> 13 <sep> Connection point second outer conductor
<tb> 20 <sep> middle section
<tb> 21 <sep> longitudinal bore
<tb> 22 <sep> Slanted hole
<Tb> 23 <sep> lateral surface
<tb> 24 <sep> eccentric hole
<Tb> 25 <sep> slope
<Tb> 26 <sep> section width
<Tb> 28 <sep> space
<tb> 29 <sep> front area of the middle section
<tb> 30 <sep> front section
<Tb> 31 <sep> Paragraph
<tb> 32 <sep> small cylindrical surface
<Tb> 33 <sep> tip body
<tb> 34 <sep> Slanted paragraph
<tb> 35 <sep> large tip diameter
<tb> 36 <sep> cone-shaped paragraph
<Tb> 37 <sep> top
<Tb> 42 <sep> outer conductor coating
<Tb> 43 <sep> inner conductor coating
<tb> 44 <sep> Common Cavity