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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Adapterstecker nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein System bestehend aus einem derartigen Adapterstecker sowie einer Koaxial-Hochfrequenz- Verbinderbuchse.
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Aus dem Stand der Technik sind Adapterstecker insbesondere für die Hochfrequenz-Technik allgemein bekannt. Derartige Adapterstecker stellen eine Verbindung zu koaxialen Hochfrequenz-Verbinderbuchsen her, wie sie etwa in Form des gängigen SMA-Standards allgemein bekannt und verbreitet sind. Insbesondere die SMA-Verbindertechnologie gestattet es nämlich, Koaxialbuchsen unmittelbar auf Leiterplatten (auch automatisiert) zu montieren, so dass insbesondere unter Gesichtspunkten kostengünstiger Großserienfertigbarkeit eine Hochfrequenz-Verbindertechnologie mit hoher Kontaktgüte und geringen Verlusten, auch bei höheren Frequenzen, realisiert werden kann.
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Eine derartige Kontaktgüte ist im Rahmen des SMA-Standards nicht zuletzt auch dadurch ermöglicht, als ein gattungsgemäßer koaxialer Adapterstecker, welcher mit seinem eingriffsseitigen Kontaktabschnitt auf bzw. in die SMA-Verbinderbuchse greift, eine Überwurfmutter zum lösbaren Festlegen des Steckers am Außengewinde der SMA-Verbinderbuchse aufweist. Nicht nur sorgt dies für eine hohe Kontaktgüte insbesondere des nicht unkritischen Masseübergangs, auch wird damit gute mechanische Stabilität gewährleistet.
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Eine derartige, oberbegriffliche und als allgemein aus dem Stand der Technik bekannte Technologie, bei welcher dann ein Innenkontakt in einen zugehörigen buchsenseitigen Verbindungspartner greift, ist allerdings nachteilig im Hinblick auf eine aufwändige (manuelle) Handhabung: nicht nur ist im Regelfall die Steckverbindung zwischen dem gattungsgemäßen Adapterstecker und einer Verbinderbuchse manuell durch Zusammenführen herzustellen, auch ist nach dem Zusammenführen dann - schlecht bis nicht automatisierbar - die steckerseitige Überwurfmutter auf das Außengewinde der Buchse zu schrauben.
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Während bei Hochfrequenzverbindungen, die lediglich einmal oder wenig gelöst werden, eine derartige Technologie tolerabel ist, erweist sich bei Einsatzgebieten, bei welchen häufig Verbindungen gelöst und wieder hergestellt werden müssen, diese gattungsgemäße Technologie als impraktikabel, nicht zuletzt als etwa ein leicht verkantetes Aufsetzen des Steckers auf die Buchse dann das Verschrauben problematisch erscheinen lässt, bis hin zu Verschleiß und anderen nachteiligen Konsequenzen für das Innen- bzw. Außengewindepaar sowie, bei manueller Gewaltanwendung, einer Kontaktgüte der Verbinderbuchse, welche üblicherweise auf einer unterliegenden Leiterplatte durch Verlöten oder Bonden festgelegt ist.
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Während es aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt ist, die gattungsgemäße Überwurfmutter durch zangen- bzw. klemmenartige Lösungen für den Stecker-Außenkontakt zu ersetzen, ist jedoch auch eine derartige Technologie nicht unproblematisch und sowohl schwierig in der Handhabung, als auch problematisch in der Kontaktgüte: einerseits benötigt nämlich eine derartige, als allgemein bekannt vorausgesetzte scheren- bzw. zangenartige Klemmenlösung für ein Zusammenführen sowie auch für ein Lösen grundsätzlich einen radialen bzw. seitlichen manuellen Krafteintrag (neben dem Zusammenführen der Verbindungspartner entlang der Bewegungs- bzw. Verbindungslängsachse), um die Verbindung zu den Gewindegängen des Außengewindes herzustellen. Hinzu kommt der gerade im vorliegenden Hochfrequenzbereich nicht unkritische signaltechnische Nachteil, dass im Hinblick auf die mittels der außen auf das Außengewinde aufgreifende Klemmenlösung realisierten Masseverbindung nicht stets definierte elektrische Verbindungszustände herrschen, mit anderen Worten, es kommt zu teils nicht unbeträchtlichen (Wellen-)Widerständen samt Stoßstellen, wobei etwa die beschriebene zangenartige Lösung mit lediglich zwei Mantel-Kontaktpunkten am Außengewinde der Buchse ohnehin keine optimale Kontaktsituation herstellen kann. Schließlich ist nachteilig, dass diese mantelseitige Verbindungsgüte auch von einer (etwa durch die Zangenlösung und damit einer Zangenfeder bestimmten) Kontaktkraft beeinflusst wird, welche nur schwer reproduzierbar vorbestimmbar ist.
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Die
DE 10 2007 049 677 offenbart einen Steckerteil mit einem zum manuellen Zusammenführen mit einem Verbindungspartner entlang eines Bewegungs- und Verbindungslängsachse ausgebildeten Adaptergehäuses. Das Adaptergehäuse weist einends ein zum Übergreifen des Außengewindes ausgebildetes Tragelement auf, welches als Kontaktabschnitt dient. Zudem weist das Adaptergehäuse zentrisch im Tragelement einen koaxialen zur Bewegungs- und Verbindungslängsachse geführten Innenkontakt in dem Kontaktträger auf. An dem Tragelement sind Kugeln zum lösbaren Festlegen an dem Außengewinde angeordnet.
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Aus der
EP 0 707 171 ist eine Leitungskupplung bekannt, umfassend Kugeln, welche in einem Übergang zwischen einer Rückverlagerungsposition und einer Verriegelungsposition der Kupplung mittels eines Ringes federvorgespannt sind. Diese Federvorspannung liegt weder in der Rückverlagerungsposition noch in der Verriegelungsposition vor. Es ist zudem eine Druckfeder bekannt, die eine Verriegelungshülse axial vorspannt, sodass ein Einsteuerungsvorsprung die Kugeln in eine Ringnut vorspannt, wodurch eine axiale Vorspannung realisiert ist.
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Die
DE 89 10 843 U1 offenbart einen Abschnitt eines Adaptersteckers. Dieser Adapterstecker umfasst einends einen zum Übergreifen eines Außengewindes eines Verbindungspartners ausgebildeten Kontaktabschnitt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Adapterstecker für eine ein Außengewinde aufweisende Koaxial-Hochfrequenz-Verbinderbuchse im Hinblick auf eine einfache, kontaktsichere, mechanisch stabile und einfach lösbare Kontaktgabe zu verbessern, dabei insbesondere die Möglichkeit für ein einfaches manuelles Zusammenführen zur Kontaktherstellung zu schaffen, ohne dass etwa, insbesondere im vorliegenden Hochfrequenzbereich, instabile, nicht reproduzierbare oder hochfrequenztechnisch nachteilige Übergänge zwischen den Kontaktpartnern, insbesondere im Hinblick auf den Massebereich, entstehen. Ferner ist ein System zu schaffen, welches einen derartigen, zu verbessernden Adapterstecker einer Hochfrequenz-Verbinderbuchse in einem koaxialen Verbindungskontext zuordnet.
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Die Aufgabe wird durch den Adapterstecker mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zusätzlich Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für ein System nach dem unabhängigen Anspruch 4, welches den erfindungsgemäßen Adapterstecker im Rahmen des Systemgedankens zusammenführt mit mindestens einer Koaxial-Hochfrequenz-Verbinderbuchse, welche als Buchse nach dem SMA-Verbinderstandard ausgeführt ist, so dass bevorzugt ein derartiges System zur Realisierung einer Hochfrequenz-Montageanordnung und/oder einer Hochfrequenz-Prüfanordnung, insbesondere für häufig wechselnde bzw. zu lösende Verbindungen, eingesetzt werden kann.
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In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäße Kontaktabschnitt des Adaptersteckers mit einem ein Übermaß aufweisenden Innenbereich so ausgebildet, dass der Kontaktabschnitt mit Spiel das (etwa im Rahmen eines SMA-Standards genormte) Außengewinde der Verbinderbuchse als Verbindungspartner (wobei die Verbinderbuchse zunächst nicht Gegenstand der den Adapterstecker betreffenden Erfindung ist) übergreifen kann. Dieses Spiel gestattet es dann, im Innenmantel des Kontaktabschnitts eine Mehrzahl von Rastkörpern federgelagert so vorzusehen, dass diese, zur Realisierung der erfindungsgemäßen Festlegungsmittel, aus einer radialen Richtung rastend in einen Gewindegang des Verbindungspartners eingreifen. Dabei sind diese Rastkörper - welche als Kugeln realisiert sind,- so dimensioniert und im Mantelbereich des Kontaktabschnitts gelagert bzw. geführt, dass durch einfaches manuelles Führen bzw. Ziehen des erfindungsgemäßen Adaptersteckers entlang der Bewegungs- und Verbindungslängsachse relativ zur Verbinderbuchse (bzw. deren Außengewinde) das lösbare Festlegen erfolgen kann; die geeignet dimensionierten Rastkörper gleiten beim Zusammenführen bzw. Auseinanderführen jeweils dann linear über das Gewinde, in Position greifen sie dann in einen jeweiligen Gang.
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Auf diese erfindungsgemäße Weise ist zunächst die (für häufiges Lösen bzw. Festlegen vorgesehene) manuelle Betätigung beim Herstellen bzw. Lösen der Verbindung zwischen den Verbindungspartnern vereinfacht, zusätzlich entsteht eine kontaktsichere, verschleißarme Verbindung.
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Dies wird insbesondere durch die Maßnahme unterstützt, dass erfindungsgemäß weiterbildend bevorzugt drei oder mehr (etwa in der bevorzugten Form als Kugeln ausgebildete) Rastkörper vorgesehen sind, welche entlang eines Innenumfangs der Innenwand, weiter bevorzugt in gleichmäßigen (Bogen-)Abständen verteilt, vorgesehen sind, so dass um den Umfang des Verbindungspartners herum dann ein gleichmäßiger (federkraftbeaufschlagter) Krafteintrag durch die Rastkörper erfolgen kann.
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Zusätzlich wird die Verbindungs- bzw. mechanische Kontaktgüte verbessert durch die weiterbildende Maßnahme, die erfindungsgemäßen Rastkörper nicht in einer (etwa senkrecht zur Bewegungs- bzw. Verbindungslängsachse anzuordnenden) Ebene im Kontaktabschnitt vorzusehen, sondern, insoweit den Gewindegängen des Verbindungspartners folgend, diese Rastkörper entlang einer Schraubenlinie bzw. Helix bzw. Wendel anzuordnen, wobei weiter bevorzugt die Steigung bzw. Form der Helix, Wendel bzw. Schraubenlinie angepasst ist an das (üblicherweise genormte) Gewinde der Verbinderbuchse als Kontaktpartner. Auf diese Weise ist dann erfindungsgemäß sichergestellt, dass jeder der Mehrzahl der Rastkörper zum selben Zeitpunkt kontaktsicher in einen Gewindegang eingreift bzw. dort rastet.
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Zur effizienten und kontaktsicheren Federbeaufschlagung der Rastkörper ist es vorgesehen, die Rastkörper radial von außen mit Federkraft eines sich um einen (Außen-)Abschnitt des Adaptergehäuses herum erstreckenden Federrings bzw. Federmantels zu beaufschlagen; eine derartige Lösung, insbesondere bei Vorsehen eines grade oder weiter vorteilhaft schräg geschlitzten mantelseitigen Federelements, ermöglicht nicht nur die Federkraftbeaufschlagung bevorzugt sämtlicher der (um den Umfang verteilt herum angeordneten) Rastkörper mit einem Bauelement, auch werden diese randseitig vor einem Herausfallen geschützt, und es ist eine derartige Federbaugruppe, geeignet geschlitzt und damit federnd aufbiegbar, einfach durch Aufschnappen bzw. Klipsen zu montieren.
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Besonders bevorzugte und für eine gute HF-Masseverbindung günstige Weiterbildungen betreffen die Ausgestaltung der Erfindung, im (üblicherweise becherartig ausgestalteten) Kontaktabschnitt mindestens einen Masse-Kontaktstift vorzusehen, welcher, exzentrisch und radial benachbart zum zentrischen (und selbst auch bevorzugt federnd ausgebildeten) Innenkontakt eine zuverlässige, federnde Masseverbindung durch ein Greifen auf einen stirnseitigen Randabschnitt der Koaxial-Verbinderbuchse im montierten Zustand herstellt. Auch hier ist es bevorzugt, den Masse-Kontaktstift in Mehrzahl vorzusehen und entlang einer (inneren) Umfangsrichtung randseitig im Kontaktabschnitt um den Innenumfang herum verteilt anzuordnen, so dass insoweit ein sicherer Massekontakt hergestellt ist. Dieser wird zusätzlich weiterbildend dadurch noch verbessert, dass ein kontakt- bzw. eingriffsseitiges Ende eines derartigen jeweiligen Masse-Kontaktstifts für den Kontakt mit dem endseitigen Rand der Verbinderbuchse zugespitzt ist bzw. eine spitze Profilierung aufweist, so dass hier selbst Verschmutzungen oder dergleichen nachteilige Effekte am Verbindungspartner, durchaus möglich nach langer Benutzungsdauer, keine Beeinträchtigung der Verbindungsgüte herbeiführen.
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Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung in überraschend eleganter und einfacher Weise eine Kontakttechnologie für Koaxial-Hochfrequenz-Verbinder, welche einfachste manuelle Handhabbarkeit mit hoher mechanischer und elektrischer Kontaktgüte kombiniert. Dabei ist ein erfindungsgemäßer Adapterstecker mechanisch einfach und kompakt in der Herstellung, benötigt insbesondere kein Klemmen- oder Zangengelenk, vielmehr ist, wie beschrieben, der qualitativ hochwertige, für häufigen Gebrauch beim Herstellen und Lösen geeignete Verbinder durch einfaches Zusammenführen und Ziehen verbind- bzw. lösbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Figuren; diese zeigen in
- 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Adaptersteckers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine analog zur Seitenansicht der 1, jedoch mit anderem Schnittverlauf dargestellte Ansicht zum Verdeutlichen insbesondere eines federnd gelagerten Rastkörpers im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels;
- 3 eine stirnseitige Ansicht auf den Kontaktabschnitt im Ausführungsbeispiel der 1, 2;
- 4 eine schräge Perspektivansicht auf den Adapterstecker im Ausführungsbeispiel der 1-3 mit sichtbarem Kontaktabschnitt und
- 5(a)-(c) verschiedene Verbindungszustände beim Zusammenführen des isoliert dargestellten Kontaktabschnitts des Adaptersteckers im Ausführungsbeispiel der 1-4 mit einer schematisch als SMA-Buchse dargestellten Koaxial-Hochfrequenz-Verbinderbuchse als Verbindungspartner.
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Der in den 1 bzw. 2 in der seitlichen Längsansicht dargestellte Adapterstecker des gezeigten Ausführungsbeispiels ist mit einem (in der Figurenebene oberen) Kontaktabschnitt 10 zum kontaktierenden Zusammenwirken mit einer Verbinderbuchse, exemplarisch in 5 mit dem Bezugszeichen 12 zum Symbolisieren einer Koaxial-SMA-Buchse gezeigt, ausgebildet. Am entgegengesetzten Endabschnitt ist in den 1 bzw. 2 ein (SMA-)Verbindungsabschnitt 14 vorgesehen, welcher in ansonsten bekannter Weise mit einem gängigen SMA-Koaxialkabel zum Verbinden mit einer nachgeschalteten Einheit kontaktiert werden kann. Entlang der Längs-Erstreckungsrichtung des Adaptersteckers gemäß 1, 2 (insoweit entsprechend auch der erfindungsgemäßen Bewegungs- und Verbindungslängsachse) ist in ansonsten bekannter Weise ein (nicht gezeigter) Innenleiter am SMA-Verbindungsabschnitt 14 mit einem als Federkontaktstift ausgeführten Innenkontakt 16 durchverbunden, während ein koaxialer Massekontakt zum Verbindungsabschnitt 14 durch nicht näher im Detail gezeigte Verbindungen einerseits zum metallischen Material des Adaptergehäuses 18 im Bereich des Kontaktabschnitts 10 erfolgt, darüber hinaus eine Anordnung von drei Massekontaktstiften 20a, 20b, 20c (3) im becherartig ausgehöhlten Kontaktabschnitt 10 so vorgesehen ist, dass die eine profilierte Stirn-Kontaktfläche aufweisenden, selbst als axial (und damit achsparallel zur Bewegungs- bzw. Verbindungslängsachse federnd geführten) Masse-Kontaktstifte 20a, 20b, 20c kontaktsicher auf einen äußeren, stirnseitigen Randabschnitt 22 der ein SMA-Außengewinde 24 aufweisenden SMA-Buchsenbaugruppe greifen können.
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Ein primär mechanischer Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt 10 und der Buchse 12 erfolgt durch drei federnd im (metallischen) Mantelabschnitt 26 des Gehäuses 18 gelagerte Kugeln 28a, 28b, 28c als Rastkörper, welche, vergleiche insbesondere die Teil-Schnittansicht der 2, so dimensioniert sind, dass sie aus zugeordneten Kugelbohrungen im Gehäusemantel 26 radial in Richtung auf einen Innenraum des Kontaktabschnitts vorspringen, insoweit also aus dessen Innenwand hervorstehen, wie etwa die stirnseitige Ansicht der 3 verdeutlicht. Radial von außen sind die drei Rastkörper 28a, 28b, 28c federnd gehalten von einem um den Gehäuseabschnitt 18 umlaufenden Federring 30, der, mittels des in der 4 erkennbaren Schrägschlitzes 32, als den drei Kugeln 28a-c gemeinsam zugeordnete Baugruppe diese radial und damit in einer Richtung senkrecht zur (in der Figurenebene vertikal verlaufenden) Bewegungs- und Verbindungslängsachse vorspannt. Die Schlitzanordnung 32 erleichtert zudem das einfache Montieren der Federbaugruppe 30 in einer geeignet mantelseitig eingeformten Federnut im Gehäusematerial 18.
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Die 5 mit den Teilfiguren (a)-(c) verdeutlicht die Funktionalität und das Zusammenwirken dieser beschriebenen Baugruppen und Funktionskomponenten beim Zusammenführen bzw. beim Herstellen einer Hochfrequenz-Steckverbindung des Adaptersteckers (gezeigt ist in der 5 lediglich jeweils der Kontaktabschnitt 10) mit der SMA-Buchse 12: die Teilfigur (a) verdeutlicht, wie die beiden Verbindungspartner, noch nicht im Eingriff miteinander, aufeinander ausgerichtet werden, wobei insbesondere die leicht konische Ausweitung des topfartigen Kontaktabschnitts 10 mit seiner Außenwand 26 diesen Zentriervorgang vereinfacht. Im weiteren Zusammenführen gemäß Teilfigur (b) greift zunächst der (selbst als koaxial federnder) Federkontaktstift ausgebildete Innenkontakt 16 in den buchsenartigen SMA-Innenleiter 36 (welcher, mittels des in den 5 gezeigten koaxialen Isolators 38, gegenüber dem umgebenden, das Gewinde 24 aufweisenden Massekontakt isoliert ist). In diesem ersten Kontaktzustand der Innenleiter erreicht die in der 5(b) unten gezeigte Kugel 28a das Gewinde und wird beim Zusammenführen federnd über die ersten Gänge gedrückt. Die radial außenseitig mittels des Federrings 30 aufgebrachte radiale Federkraft erleichtert bei geeigneter Federdimensionierung und Kugeldurchmesser(n) dieses Zusammenführen über die Gewindegänge, gleichermaßen leichtgängig und mechanisch kontaktsicher.
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Die 5(c) zeigt den vollständig zusammengeführten Zustand der beiden Kontaktpartner: der Massekontakt der Verbinderbuchse 12 ist mit seiner stirnseitigen Endfläche 22 in Kontakt mit den stirnseitigen Endflächen der Masse-Kontaktstifte 20a-c und hat diese beim Zusammenführen - federnd - mitgenommen, ebenso wie der buchsenseitige Innenkontakt 36 den steckerseitigen (federnd gelagerten) Innenkontakt 16 mitgenommen hat, so dass sowohl im Hinblick auf den Innenkontakt, als auch den Massekontakt eine für Hochfrequenzverhältnisse kontaktsichere Verbindung hergestellt ist; diese ist, in der vorbeschriebenen Weise, mechanisch unterstützt und zuverlässig gehalten von den mantelseitig in die Gewindegänge eingreifenden, als Kugeln realisierten Rastkörpern 28a-28c. Wie diesbezüglich zudem etwa die Ansicht der 1 verdeutlicht, sind diese, insoweit entsprechend einer Wendel-, Helix- bzw. Schraubenlinienform am Innenumfang der Wand 26, axial gegeneinander versetzt, so dass ein für alle Kugeln gleicher, definierter mechanischer Rastzustand ermöglich ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind zahlreiche andere Varianten denkbar; nicht nur ist die Kugelform für die Rastkörper 28 exemplarisch, hier können auch andere Körper benutzt werden, ebenso wie Anzahl und Anordnung sowohl der Rastkörper, als auch der vorteilhaften Masse-Kontaktstifte kann entsprechend einem jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden. Auch ist das vorliegende Ausführungsbeispiel als SMA-Verbindertechnologie beschrieben, dies ist jedoch gleichermaßen nicht beschränkend, vielmehr eignet sich der erfindungsgemäße Adapterstecker auch für zahlreiche weitere (koaxiale) Verbindungstechnologien, insbesondere im Hochfrequenzbereich.
