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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für ein mehradriges elektrisches Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger elektrischer Steckverbinder umfasst mindestens zwei eingangs- bzw. kabelseitige elektrische Kontaktelemente, zum Beispiel in Form von Kontaktplättchen, an die jeweils eine Ader des zugeordneten elektrischen Kabels (über eine geeignete Anschlussstelle) angeschlossen wird, sowie weiterhin mindestens zwei ausgangsseitige elektrische Kontaktelemente, zum Beispiel in Form von Kontaktplättchen, von denen jeweils ein elektrisches Steckerelement, zum Beispiel in Form eines elektrisch leitfähigen Stiftes, abgeht, um hierüber eine elektrische Verbindung mit einem Gegenstecker herstellen zu können.
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Hierbei handelt es sich um einen klassischen Aufbau eines elektrischen Steckverbinders für mehradrige elektrische Kabel, an den eingangsseitig ein elektrisches Kabel angeschlossen wird und der ausgangsseitig mit elektrischen Steckerelementen versehen ist, um das elektrische Kabel über den Steckverbinder und insbesondere dessen Steckerelemente mit einem Gegenstecker in elektrische Verbindung bringen zu können.
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Zum technischen Hintergrund der Erfindung sei beispielhaft auf die
WO 2005/069445 A1 verwiesen. Bei der Übertragung von Signalen über elektrischen Kabel ist die Signalaufbereitung regelmäßig von großer Bedeutung, wofür geeignete elektrische Bauelemente im Signalweg platziert werden. Dies führt zu einem erhöhten Platzbedarf bei der Unterbringung derartiger Bauelemente.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art im Hinblick auf die vorbeschriebenen Anforderungen zu verbessern.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines elektrischen Steckverbinders mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist bei einem gattungsgemäßen elektrischen Steckverbinder weiterhin vorgesehen, dass zwischen den kabel- bzw. eingangsseitigen elektrischen Kontaktelementen des Steckverbinders einerseits und dessen (hiervon beabstandeten) ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelementen andererseits ein aktives elektrisches Bauelement angeordnet ist, das auf jene Kontaktelemente aufgelegt ist und hierdurch mit diesen jeweils in elektrischem Kontakt steht. Dies kann insbesondere derart erfolgen, dass jedes kabelseitige Kontaktelement mit einem zugeordneten ausgangsseitigen Kontaktelement elektrisch verbunden ist und die einzelnen (hieraus resultierenden) elektrischen Verbindungen parallel zueinander angeordnet sind; d.h., dass sie parallel zueinander verlaufen (und im Einsatz eine Parallel- oder eine Serienschaltung bilden können). Unabhängig von der elektrischen Kontaktierung ist das elektrische Bauelement zudem vorteilhaft (flach aufliegend) an den elektrischen Kontaktelementen festgelegt (befestigt bzw. fixiert), z.B. stoffschlüssig.
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Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt die Anordnung mindestens eines aktiven elektrischen Bauelementes an der Eingangsseite eines Steckverbinders, zwischen dem an den Steckverbinder angeschlossenen elektrischen Kabel und den ausgangsseitigen Kontaktelementen des Steckverbinders, von denen dessen Steckerelemente abstehen. Unter einem aktiven elektrischen Bauelement wird dabei vorliegend ein elektrisches (insbesondere auch elektronisches) Bauelement verstanden, welches Verstärkungs- und/oder Verarbeitungsfunktion aufweist. So kann das aktive elektrische Bauelement einen Verstärker aufweisen, der zur Verstärkung von Datensignalen, insbesondere Sensor- und/oder Videosignalen, ausgebildet ist. Weiterhin kann das aktive elektrische Bauelement einen Prozessor aufweisen, der zur Verarbeitung von Datensignalen, insbesondere Sensor- und/oder Videosignalen, ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung stehen von einem (den Kontaktelementen des Steckverbinders zugewandten) Boden des aktiven elektrischen Bauelementes elektrische Anschlusselemente ab, über die das aktive elektrische Bauelement an den jeweiligen Kontaktelementen anliegt. Dabei können die elektrischen Anschlusselemente als starre, elektrische Verbindungsstellen ausgeführt sein, über die das aktive elektrische Bauelement lagefest an den Kontaktelementen anliegt.
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Hierfür kann der Boden des aktiven elektrischen Bauelementes metallische Abschnitte aufweisen, von denen die elektrischen Anschlusselemente abstehen und über die die elektrischen Anschlusselemente mit dem aktiven elektrischen Bauelement in elektrischem Kontakt stehen. Dabei kann z.B. von jedem metallischen Abschnitt des Bodens genau ein elektrisches Anschlusselement des aktiven elektrischen Bauelementes abstehen. Und die einzelnen metallischen Abschnitte des Bodens können jeweils durch isolierende Abschnitte des Bodens voneinander getrennt und gegeneinander isoliert sind.
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Die einzelnen elektrischen Anschlusselemente können jeweils stoffschlüssig mit dem Boden des aktiven elektrischen Bauelementes verbunden sein, wobei die elektrischen Anschlusselemente beispielsweise jeweils als Löt- oder Schweißkugeln ausgeführt sind.
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Ferner können die kabelseitigen Kontaktelemente und die ausgangsseitigen Kontaktelement Bestandteile eines einstückigen Stanzgitters sein, die durch Vereinzeln voneinander separiert wurden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen und den ausgangsseitigen Kontaktelementen ein Träger angeordnet sein, der das aktive elektrische Bauelement abstützt, ohne hiermit in elektrischem Kontakt zu stehen. Dabei kann auch jener Träger als ein Bestandteil des besagten einstückigen Stanzgitters hergestellt worden sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
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Es zeigen:
- 1A einen elektrischen Steckverbinder für ein mehradriges elektrisches Kabel mit einem darin angeordneten, auf Kontaktelemente des Steckverbinders aufgesetzten aktiven elektrischen Bauelement, jedoch ohne den zugehörigen Außenleiter und teilweise durchscheinend dargestellt;
- 1 B den elektrischen Steckverbinder aus 1A zusammen mit dem zugehörigen Außenleiter;
- 2A einen Querschnitt durch das an den Steckverbinder aus 1A angeschlossene elektrische Kabel;
- 2B eine schematische Darstellung eines Kabelschirms des elektrischen Kabels;
- 3A eine Stanzgitteranordnung mit einer Mehrzahl Stanzgittern, aus denen jeweils Komponenten des Steckverbinders gemäß 1A, insbesondere dessen Kontaktelemente, durch Separieren gebildet sind;
- 3B einen Ausschnitt der Anordnung aus 3A, insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung der Kontaktelemente, zusammen mit einem hierauf anzuordnenden elektrischen Bauelement, nach einem Vereinzeln zu separierender Komponenten der Anordnung;
- 4A eine perspektivische Ansicht des aktiven elektrischen Bauelementes aus 1A und 3B;
- 4B eine Seitenansicht des aktiven elektrischen Bauelementes.
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Die Figuren 1A und 1B zeigen einen elektrischen Steckverbinder, an den eingangsseitig ein - in 2A im Querschnitt dargestelltes - mehradriges elektrisches Kabel 1 angeschlossen ist und der ausgangsseitig elektrische Steckerelemente 73, 74 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenstecker aufweist. Das elektrische Kabel 1 ist im Ausführungsbeispiel als ein zweiadriges elektrisches Kabel ausgeführt ist. Die beiden Adern 11, 12 des Kabels 1 verlaufen entlang der Kabellängsrichtung L nebeneinander; sie bilden parallele Adern. Diese werden jeweils gebildet durch eine elektrische Leitung 11a, 12a, beispielsweise aus Kupfer, sowie eine die jeweilige Leitung umgebende isolierende Hülle 11b, 12b.
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Die Adern 11, 12 des Kabels 1 sind gemeinsam in einem durch einen in Kabellängsrichtung L verlaufenden Kabelmantel 15 definierten und von diesem im Querschnitt ringförmig umschlossenen Kabelinnenraum angeordnet. Der Kabelmantel 15 besteht dabei aus einem elektrisch isolierenden Material.
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Zwischen dem zur Aufnahme der Adern 11, 12 dienenden Kabelinneren und dem Kabelmantel 15 ist weiterhin ein (in den 1A und 1B nicht sichtbarer) Kabelschirm 14 angeordnet. Der Kabelschirm 14 kann beispielsweise durch ein Schirmgeflecht oder auch durch eine Folie gebildet sein oder durch ein Schirmgeflecht in Kombination mit einer Folie. Der Kabelschirm 14 dient der Abschirmung des Kabelinneren und besteht hierzu aus einem metallischen Material, wie z.B. Aluminium. So kann es sich bei einem Kabelschirm 14 in Form einer Folie um eine Aluminiumfolie handeln. Alternativ kann hierfür eine Kunststofffolie verwendet werden, die, insbesondere auf der dem Kabelinneren zugewandten Innenseite, mit einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. Aluminium, beschichtet ist.
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Schirmgeflechte werden insbesondere zur Abschirmung bei vergleichsweise niedrigen Frequenzen und Kabelschirme in Form von Folien zur Abschirmung bei vergleichsweise hohen Frequenzen (1 MHz bis 10 GHz) verwendet.
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2B zeigt schematisch eine mögliche konkrete Ausgestaltung eines Kabelschirmes 14. Hiernach ist der Kabelschirm 14 in Form einer Folie derart um das Kabelinnere herumgelegt, dass die beiden Verbindungsabschnitte 141, 142 der Folie in Umfangsrichtung überlappen. In dem sich hieraus ergebenden Überlappbereich kann der Kabelschirm 14 gezielt geöffnet werden, wenn - z.B. beim Konfektionieren des Kabels - auf das Kabelinnere zugriffen werden soll.
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Der Kabelschirm 14 kann mit dem Kabelmantel 15 zu einer Baueinheit zusammengefasst sein, z.B. indem der Kabelschirm 14 an seiner dem Kabelinneren abgewandten äußeren Oberfläche mit dem Kabelmantel 15 verbunden ist, etwa über ein Klebemittel.
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Zusätzlich zu den Adern 11, 12 sind im Kabelinneren vorliegend Beilauflitzen 21, 22 angeordnet, die sich jeweils gemeinsam mit den Adern 11, 12 entlang der Kabellängsrichtung L erstrecken. Die Beilauflitzen 21, 22 sind elektrisch leitfähig und dabei nicht isoliert, und sie stehen mit dem Kabelschirm 14 in elektrischem Kontakt. Derartige Beilauflitzen 21, 22 dienen dazu, den Kabelschirm 14 definiert auf Massepotenzial zu legen, und zwar vorteilhaft auch dann, wenn der Kabelschirm 14 lokal beschädigt ist, etwa im Fall einer Folie abschnittweise eingerissen ist. Weiterhin können die Beilauflitzen 21, 22 zusätzlich zur Abschirmung des Kabelinneren beitragen.
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Zum Konfektionieren des Kabels aus 2A, um das Kabel, wie in den 1A und 1B gezeigt, mit einem elektrischen Steckverbinder 1 zu versehen, mussten die Beilauflitzen 21, 22 von den Adern 11, 12 separiert werden, um eine jeweilige Kabelkomponente dem hierfür vorgesehenen Steckerbereich zuführen zu können. Zur Erleichterung derartiger Montagearbeiten kann eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 ein magnetisches, insbesondere ein ferromagnetisches Material enthalten. Hierbei kann es sich um eine Legierung (auf Basis von Eisen, Nickel, Kobalt), insbesondere Stahl, handeln.
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Gemäß einer Variante besteht dabei eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 vollständig aus einem elektrisch leitfähigen ferromagnetischen Material. Gemäß einer anderen Variante weist eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 mindestens einen aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Kern auf, der von einem elektrisch leitfähigen Material umgeben ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Optimierung einerseits des Kerns einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 mit Blick auf die magnetischen Eigenschaften und die Optimierung des äußeren leitenden Bereiches einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 mit Blick auf die elektrischen Eigenschaften (auch mit Blick auf den Skin-Effekt bei hohen Frequenzen). So kann eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 etwa durch einen Kern aus Stahl gebildet sein, der mit Kupfer beschichtet ist. Das Beschichten kann beispielsweise durch Galvanisieren erfolgen.
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Sowohl eine jeweilige Ader 11, 12 als auch eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 des elektrischen Kabels 1 aus den 1A, 1B und 2A besteht dabei regelmäßig aus einer Mehrzahl Einzeldrähten.
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Zum Konfektionieren des elektrischen Kabels 1 aus 2A, z.B. um dieses gemäß den 1A und 1B an einen elektrischen Steckverbinder anzuschließen, wird ein (steckverbinderseitiger) Verbindungsabschnitt des Kabels 1 von dem Kabelmantel 15 befreit. Das Separieren der Beilauflitzen 21, 22 von den Adern 11, 12 des Kabels, etwa um jene Kabelkomponenten 11, 12; 21, 22 getrennt den jeweils zugehörigen Anschlussstellen an dem Steckverbinder aus 1A zuführen zu können, erfolgt im Ausführungsbeispiel durch den Einsatz magnetischer Kräfte. Wie anhand 2A erkennbar, wird hierzu - nach einem Aufschneiden des Kabelmantels 15 an dem steckerseitigen Kabelende - einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 am entsprechenden Kabelende ein Magnet M angenähert. Dieser erzeugt ein magnetisches Feld F, welches die Tendenz hat, die entsprechende Beilauflitze 21, 22 - wegen des darin enthaltenen ferromagnetischen Materials - aus dem Kabelinneren herauszubewegen, wie anhand des in 1A gezeigten konfigurierten Zustand des Kabels 1 deutlich wird. Hierdurch lassen sich die Beilauflitzen 21, 22 in einfacher Weise von den Adern 11, 12 des Kabels trennen, ohne dass mit Werkzeugen an den Adern 11, 12 und/oder Beilauflitzen 21, 22 hantiert werden müsste.
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Maßgeblich für das beschriebene Verfahren ist, dass eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 ein Material mit derartigen magnetischen Eigenschaften enthält, dass sich die Beilauflitze 21, 22 unter dem Einfluss magnetischer Kräfte von den Adern 11, 12 des Kabels 1 separieren lässt. D.h., die magnetischen Eigenschaften der Beilauflitze 21, 22 müssen sich von denjenigen einer jeweiligen Ader 11, 12 unterscheiden.
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Durch das Ausheben einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 aus dem Kabelinneren unter der Einwirkung magnetischer Kräfte kann dabei ein durch eine Folie der in 2B dargestellten Art gebildeter Kabelschirm 14 selbsttätig geöffnet werden. Denn es ist hierzu lediglich erforderlich, dass sich die Enden 141, 142 des Kabelschirms 14 unter der Einwirkung der sich nach außen bewegenden Beilauflitzen 21, 22 voneinander entfernen.
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Am steckerseitigen Ende des Kabels 1 ist hierauf ein Stützcrimp 16 aufgebracht, der (optional) von einem Verguss 18, zum Beispiel in Form einer Ferrit-Kern-Filter-Umspritzung, umgeben sein kann. Ein solcher kabelseitiger (Ferrit-Kern-)Filter fungiert hier als Mantelwellenfilter, insbesondere zur Unterdrückung von Mantelwellen in Form hochfrequenter Gleichtaktstörungen, die z.B. durch elektrische Geräte verursacht werden und die sich entlang des Kabels 1 ausbreiten. Jener Filter dient somit zur Eliminierung bzw. Reduzierung von Gleichtaktstörungen, die an den beiden parallelen Adern 11, 12 bzw. den elektrischen Leitungen 11a, 12a gleichphasig auftreten und die im vorliegenden Beispiel insbesondere durch Mantelwellen hervorgerufen werden.
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Der sich an das steckerseitige Ende des Kabels 1 anschließende Steckverbinder umfasst einen Außenleiter 8, im Ausführungsbeispiel in Form eines Außenrohres, der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und der den Stecker im Querschnitt ringförmig bzw. im Ausführungsbeispiel konkret kreisringförmig umgibt. Der Außenleiter 8 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung (Kabellängsrichtung L), d.h., axial, von einem ersten, kabelseitigen Ende 8a zu einem zweiten, ausgangsseitigen Ende 8b. Er kann mit dem Stützcrimp 16 verbunden sein, z.B. stoffschlüssig (durch Schweißen).
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Der Außenleiter 8 weist ein Paar erster Schlitze 81 sowie ein Paar zweiter Schlitze 82 auf. Die Schlitze 81 bzw. 82 eines jeweiligen Schlitzpaares sind vorliegend jeweils einander gegenüberliegend am Außenleiter 8 angeordnet. Außerdem sind die Schlitze 81 des ersten Schlitzpaares relativ zu Schlitzen 82 des zweiten Schlitzpaares im Ausführungsbeispiel entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 8 jeweils um 90° versetzt angeordnet.
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Die Schlitze 81 und 82 erstrecken sich dabei in axialer Richtung a des Steckverbinders (und damit auch entlang der Kabellängsrichtung L) jeweils bis zu dem kabelseitigen axialen Ende des Außenleiters 8 (und bilden dort ein offenes Ende des jeweiligen Schlitzes).
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Die innerhalb des von dem Außenleiter 8 umschlossenen Innenraumes des Steckverbinders angeordneten Komponenten des Steckverbinders umfassen eingangsseitig (d.h., kabelseitig) erste, kabelseitige elektrische Kontaktelemente 31, 32, vorliegend in Form von Kontaktplättchen. An diese ist jeweils einstückig eine Anschlussstelle in Form einer Aufnahme 33, 34 für eine (abisolierte) elektrische Leitung 11a bzw. 12a der Adern 11, 12 des elektrischen Kabels 1 angeformt. Indem die elektrische Leitung 11a, 12a (Seele) einer jeweiligen Ader 11, 12 des Kabels 1 in der jeweils zugeordneten Aufnahme 33, 34 festgelegt wird, besteht über jene (elektrisch leitfähige) Aufnahme 33 bzw. 34 ein elektrischer Kontakt zu einem jeweils zugeordneten kabelseitigen elektrischen Kontaktelement 31, 32.
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Ausgangsseitig (und von den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 in axialer Richtung a beabstandet) weist der Steckverbinder (in dem von dem Außenleiter 8 umschlossenen Innenraum) zweite, ausgangsseitige Kontaktelemente 71, 72 auf, an denen jeweils ein Steckerelement 73 bzw. 74, vorliegend in Form eines Steckerstiftes, angeformt ist, über welches der Steckverbinder mit einem Gegenstecker elektrisch verbindbar ist. Die Steckerelemente 73, 74 stehen dabei im Ausführungsbeispiel in axialer Richtung a von dem zugehörigen ausgangsseitigen Kontaktelement 71 bzw. 72 ab.
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Zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 und den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 ist aktives elektrisches Bauelement 5 angeordnet, zum Beispiel in Form eines elektrischen Bauelementes, das einen Prozessor und/oder einen Verstärker umfasst. Der Begriff „elektrisches Bauelement“ soll dabei ausdrücklich elektronische Bauelemente und insbesondere halbleitende Bauelemente umfassen. Insbesondere kann es sich bei dem elektrischen Bauelement um ein Bauelement zum Verstärken von Signalen (z.B. „Gain-Treiber“), wie Daten-, Sensor- und/oder Videosignalen, handeln und/oder um ein Bauelement zum Verarbeiten von Signalen (z.B. „Micro-Controller“), wie Daten-, Sensor- und/oder Videosignalen.
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Zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 und den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 (und von diesen jeweils berührungslos beabstandet) ist im Ausführungsbeispiel weiterhin (optional) ein Trägerkörper 4 angeordnet Der Trägerkörper 4 kann zur Halterung und Positionierung des aktiven elektrischen Bauelementes 5 innerhalb des Steckverbinders dienen. Der Trägerkörper 4 dient demgegenüber nicht der elektrischen Anbindung des Bauelementes 5. D.h., es besteht kein elektrischer Kontakt zwischen dem aktiven elektrischen Bauelement 5 und dem Trägerkörper 4. Auch weist der Trägerkörper 4 keine Leiterbahnen oder sonstige Elemente auf, über welche dem aktiven elektrischen Bauelement 5 elektrische Signale zugeführt oder abgenommen werden. Nichtsdestotrotz kann der Trägerkörper 4 auch aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, insbesondere, wenn das aktive elektrische Bauelement 5 (teilweise) in einem isolierenden Gehäuse aufgenommen ist. Dabei kann das aktive elektrische Bauelement 5 über sein Gehäuse stoffschlüssig, z.B. durch Löten, Schweißen oder Kleben, mit dem Trägerkörper 4 verbunden sein.
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Das aktive elektrische Bauelement 5 ist über (starre) elektrische Anschlusselemente 51, 52, einerseits mit den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 und andererseits mit den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 elektrisch verbunden. Dies bedeutet, dass die Adern 11, 12 des elektrischen Kabels 1 jeweils über das aktive elektrische Bauelement 5 mit den Steckerelementen 73, 74 des Steckverbinders elektrisch verbunden sind. Elektrische Signale, die dem Steckverbinder über die Adern 11, 12 des Kabels 1 zugeführt werden, passieren somit das aktive elektrische Bauelement 5, bevor sie über die Steckerelemente 73, 74 an einen Gegenstecker und damit an eine dem Gegenstecker zugeordnete elektrische Baugruppe ausgegeben werden.
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Insbesondere können über das aktive elektrische Bauelement 5 die kabelseitigen (eingangsseitigen) Kontaktelemente 31, 32 einerseits mit den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 andererseits jeweils paarweise elektrisch verbunden sein. D.h., jedes der kabelseitigen Kontaktelemente 31, 32 ist über das aktive elektrische Bauelement 5 mit jeweils genau einem der ausgangsseitigen Kontaktelemente 71, 72 verbunden, wie nachfolgend anhand der 3A, 4A und 4B näher erläutert werden wird.
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Das aktive elektrische Bauelement 5 ist dabei vorliegend im Wesentlichen mittig innerhalb des elektrischen Kabels 1 angeordnet, und zwar insbesondere bezogen auf die Mittelachse des elektrischen Kabels 1. Das aktive elektrische Bauelement 5 liegt ferner (annähernd) auf einer durch die kabelseitigen und die ausgangsseitigen Kontaktelemente 31, 32; 71, 72 aufgespannten Ebene. Es ist in axialer Richtung (Kabellängsrichtung L) zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 einerseits und den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 andererseits angeordnet, und zwar insbesondere in etwa mittig.
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Der Trägerkörper 4 kann z.B. als ein Trägerbügel ausgeführt sein. Zur Aufnahme des aktiven elektrischen Bauelementes des 5 weist der Trägerkörper 4 zwei (ebene, voneinander beabstandete) Trägerbereiche 41a, 42a einer Trägerbaugruppe 40 auf, von denen je einer an einem ersten Verbindungsabschnitt 41 bzw. einem zweiten Verbindungsabschnitt 42 des Trägerkörpers 4 angeformt ist. (Die Beabstandung der Trägerbereiche 41a, 42a erfolgt dabei im Ausführungsbeispiel quer zu der axialen Richtung a des Steckverbinders.) Auf die Trägerbereiche 41a, 42a des Trägerkörpers 4 ist das aktive elektrische Bauelement 5 zur zusätzlichen Abstützung aufgesetzt, vgl. 3A und 3B. Alternativ kann auf die Abstützung des aktiven elektrischen Bauelementes 5 mittels des Trägerkörpers 4 auch verzichtet werden, da ersteres ja (über die Anschlusselemente 51, 52) an den Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 anliegt und mit diesen elektrisch verbunden ist sowie hieran zugleich befestigt (räumlich fixiert) sein kann.
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Von den Verbindungsabschnitten 41, 42 an den Trägerbereichen 41a, 42a des Trägerkörpers 4 geht jeweils ein Stützabschnitt 43 bzw. 44 des Trägerkörpers 4 ab. Dieser verläuft gekrümmt (bogenförmig) in Umfangsrichtung entlang des Außenleiters 8. Die beiden Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 bilden zusammen mit den Verbindungsabschnitten 41, 42 und den Trägerbereich 41a, 42a eine (offene) ringförmige Kontur.
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Im Bereich des ersten und zweiten Verbindungsabschnittes 41, 42 durchdringt der Trägerkörper 4 jeweils einen der ersten Schlitze 81 des Außenleiters 8 in radialer Richtung. D.h., die Trägerbereiche 41a, 42a des Trägerkörpers 4 liegen im Wesentlichen im Inneren des von dem Außenleiter 8 umgebenen Raumes, so dass insbesondere das auf den Trägerkörper 4 aufgesetzte aktive elektrische Bauelement 5 ebenfalls in jenem Innenraum angeordnet ist. Im Bereich seiner Verbindungsabschnitte 41, 42 ist der Trägerkörper 4 jedoch radial (jeweils durch einen der ersten Schlitze 81 hindurch) aus dem Innenraum des Außenleiters 8 hinausgeführt.
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Die von den Verbindungsabschnitten 41, 42 abgehenden Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 erstrecken sich dementsprechend außerhalb des von dem Außenleiter 8 umschlossenen Raumes. Die Stützabschnitte 43, 44 verlaufen dabei im Ausführungsbeispiel jeweils bogenförmig in Umfangsrichtung entlang der Außenwand des Außenleiters 8.
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Gemeinsam umgreifen die beiden Stützabschnitte 43, 44 den Außenleiter 8 dabei in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 180°.
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Die Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 weisen jeweils ein freies Ende 43a, 44a auf, welches dem Verbindungsabschnitt 41 bzw. 42 abgewandt ist, an welchem der jeweilige Stützabschnitt 43 bzw. 44 des Trägerkörpers 4 abgeht. Die freien Enden 43a, 44a der Stützabschnitte 43, 44 sind einander zugewandt und liegen einander gegenüber, um gemeinsam mit den Verbindungsabschnitten 41, 42 und den Trägerbereichen 41a, 42a die beschriebene ringförmige Kontur zu bilden. Im Ausführungsbeispiel sind die freien Enden 43a, 44a (geringfügig) voneinander beabstandet. In einer anderen Ausführungsform können diese auch aneinander anliegen.
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In den zweiten Schlitzen 82 des Außenleiters 8 sind die von dem elektrischen Kabel 1 abgehenden Beilauflitzen 21, 22 mit ihrem jeweiligen freien Endabschnitt 21a bzw. 22a angeordnet, sodass die zweiten Schlitze 82 durch die Beilauflitzen 21, 22 teilweise verschlossen sind. Die Beilauflitzen 21, 22 können dabei innerhalb des jeweiligen zweiten Schlitzes 82 stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten oder Schweißen, festgelegt sein.
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Der Raum zwischen dem Außenleiter 8 und den darin angeordneten Komponenten 31-34, 4, 5, 61-64 und 71-74 des Steckverbinders ist teilweise durch einen Verguss 85 (Vergussmasse), z.B. in Form eines Spritzgussteiles, befüllt. Dieser liegt vorliegend auf der dem Steckerinneren zugewandten Innenseite des Außenleiters 8 und umschließt gemeinsam mit dem Außenleiter 8 die besagten Komponenten 31-34, 4, 5, 61-64 und 71-74 des Steckverbinders. Der Verguss 85 weist Kanäle 86 auf, in welchen die freien Endabschnitte 21a, 22a der Beilauflitzen 21, 22 aufgenommen und geführt sind.
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Neben der bereits beschriebenen Funktionen als Halter für das aktive elektrische Bauelement 5 kann dem Trägerkörper 4 - als (Multi-)Funktionsbügel - an dem Steckverbinder noch eine Mehrzahl weiterer Funktionen zukommen.
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So dient der Trägerkörper 4 vorliegend (auch) als ein Positioniermittel zur Positionierung des Außenleiters 8 am Steckverbinder. Die Positionierung des Außenleiters 8 relativ zu dem Trägerkörper 4 erfolgt dabei konkret in der Weise, dass der Außenleiter 8 mit seinen kabelseitig (also am jeweiligen dem elektrischen Kabel 1 zugewandten Ende 81a) offenen ersten Schlitzen 81 über den Trägerkörper 4 geschoben wird, genauer über die Verbindungsabschnitte 41, 42 des Trägerkörpers 4, bis das dem offenen kabelseitigen Ende 81a gegenüberliegende geschlossene Ende 81b des jeweiligen Schlitzes 81 mit dem Trägerkörper 4 in Eingriff tritt, wie in 1B dargestellt. D.h., die geschlossenen Enden 81b der Schlitze 81 dienen als Anschläge zur Positionierung des Außenleiters 8 am Trägerkörper 4 (entlang der Kabellängsrichtung L).
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Zugleich ist der Außenleiter 8 (über die ersten Schlitze 81) im Ergebnis formschlüssig am Trägerkörper 4 angeordnet. Der Außenleiter 8 kann zudem auch stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, mit dem Trägerkörper 4 verbunden sein.
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An seinem offenen, kabelseitigen Ende 81a kann ein jeweiliger erster Schlitz 81 des Außenleiters 8 mit einer Einführfase (Schräge) versehen sein, um eine Beschädigung des Außenleiters 8 beim Aufschieben auf den Trägerkörper 4 zu vermeiden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Trägerkörper 4 jeweils axial erstreckte Fortsätze 46 aufweisen, welche die ersten Schlitze 81 (abschnittsweise) überdecken, vgl. 1B, wenn der Trägerkörper 4 und der Außenleiter 8 bestimmungsgemäß zueinander ausgerichtet und positioniert sind. Solche Fortsätze 46 können auch als Führungsmittel zur Führung des Außenleiters 8 beim Aufschieben auf den Trägerkörper 4 dienen. Weiterhin können die Fortsätze als ein EMV-Labyrinth wirken, also nicht nur die freie Sichtlinie reduzieren, sondern auch dem Eindringen elektromagnetischer Wellen in den Raum innerhalb des Außenleiters 8 entgegenwirken.
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Weitere Funktionen des Trägerkörpers 4 liegen im Ausführungsbeispiel in der Zug- und Druckentlastung der im Innenraum des Außenleiters 8 angeordneten Komponenten 31-34, 4, 5, 71-74 des Steckverbinders bei der Wirkung von Kräften/Drehmomenten am Außenleiter 8 sowie in der Zug -und Druckentlastung der Beilauflitzen 21, 22, insbesondere unter der Wirkung von Torsionskräften (entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 8). Hierdurch lässt sich ein Abscheren der Beilauflitzen 21, 22 verhindern.
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An dem Trägerkörper 4 kann zudem ein Kodier-Gehäuse positioniert und eingerastet werden. Weiterhin kann zur AC-Entkopplung (mittels Kondensator) zwischen dem Trägerkörper 4 und den Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 ein Kondensator angeordnet werden.
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3A zeigt Stanzgitter, aus denen die innerhalb des Außenleiters 8 angeordneten Komponenten 31-34, 4 und 71-74 des Steckverbinders, also die kabelseitigen elektrischen Kontaktelemente 31, 32 mit den zugeordneten Aufnahmen 33, 34, der Trägerkörper 4 sowie die ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelemente 71, 72 mit den zugehörigen Steckerelementen 73, 74 hergestellt sein können. Es kann dabei, wie in 3A ebenfalls dargestellt, eine Mehrzahl derartiger Stanzgitter als Endlosware „am Band“ bereitgestellt werden.
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In dem in 3A gezeigten Zustand ist der Trägerkörper 4 noch nicht in die Ring- bzw. Bügelform gebracht worden, die er gemäß den 1A und 1B aufweisen soll. Vielmehr ist nach 3A derjenige Materialbereich, aus welchem schließlich der bügelförmige Trägerkörper 4 gebildet wird, eben erstreckt ausgeführt.
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Zum Einbau der in das Stanzgitter integrierten Komponenten 31-34, 4 und 71-74 in den Steckverbinder kann dessen Außenleiter 8 über die seitlich abstehende Flügel des Trägerkörpers 4 (also die späteren Verbindungs- und Stützabschnitte 41, 43; 42, 44) geschoben werden.
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Wenn der Trägerkörper 4 und der Außenleiter 8 (bestimmungsgemäß) zueinander positioniert sind, indem der Außenleiter 8 mit den als Anschlag wirkenden geschlossenen Enden 81b seiner ersten Schlitze 81 am Trägerkörper 4 anliegt, erfolgt das abschließende Konfigurieren der in das Stanzgitter integrierten Komponenten. Hierbei wird zum einen der Trägerkörper 4 durch Biegen in den in den 1A und 1B gezeigten Zustand überführt, in welchem sich dessen Stützabschnitte 43, 44 entlang des äußeren Umfangs des Außenleiters 8 erstrecken.
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Weiterhin werden die Komponenten des Stanzgitters (zum Beispiel durch am Außenleiter 8 vorgesehene Montagefenster hindurch) vereinzelt, sodass insgesamt fünf separate Elemente vorliegen, nämlich zwei voneinander getrennte und voneinander beabstandete kabelseitige Anschlusselemente 31, 32 mit jeweils einer einstückig hieran angeformten Aufnahme 33 bzw. 34 sowie zwei voneinander getrennte und voneinander beabstandete ausgangsseitige elektrische Anschlusselemente 71, 72 mit jeweils einem einstückig hieran angeformten Steckerelement 73 bzw. 74, wobei die letztgenannten Anschlusselemente 71, 72 außerdem von den erstgenannten Anschlusselementen 31, 32 separiert und (axial) beabstandet angeordnet sind. Als fünftes (und gegebenenfalls sechstes) Element, welches im Ausführungsbeispiel von sämtlichen elektrischen Anschlusselementen 31, 32, 41, 42 separiert und beabstandet ist, liegt dann noch der (gegebenenfalls mehrteilige, insbesondere zweiteilige) Trägerkörper 4 vor.
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Das Vereinzeln der besagten Komponenten 30-34, 4, 71-74 kann zum Beispiel mittels Durchtrennen jene Komponenten am Stanzgitter zunächst noch verbindender Stege erfolgen.
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Die entsprechend vereinzelten Komponenten des Stanzgitters 30-34, 4, 71-72 sind in 3B zusammen mit dem auf dem Trägerkörper 4 anzuordnenden aktiven elektrischen Bauelement 5 dargestellt, wobei 3B insoweit eine Abwandlung der 3A darstellt, als nach 3B am Trägerkörper 4 keine umzubiegenden Stützabschnitte 43, 44 vorgesehen sind. Wie anhand 3A sowie anhand der separaten Darstellung des elektrischen Bauelementes 3 in den 4A, 4B deutlich wird, weist dieses zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Kontaktelemente 31, 32; 71, 72 des Steckverbinders elektrische Anschlusselemente 51, 52 in Form von (starren) elektrischen Verbindungsstellen auf, welche von dem aktiven elektrischen Bauelement 5 bzw. im Ausführungsbeispiel konkret von dessen Unterseite (Boden 50) geringfügig abstehen. Diese ist hier beispielhaft als eine Platine ausgeführt. Hierauf können die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten des Bauelementes 3 angeordnet sein. Über die elektrischen Anschlusselemente 51, 52 sind Komponenten des aktiven elektrischen Bauelementes mit den elektrischen Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 in elektrische Verbindung bringbar und hieran festlegbar.
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Der Boden 50 des aktiven elektrischen Bauelementes 5 weist im Ausführungsbeispiel gemäß 4B metallische Abschnitte 50a auf, von denen die elektrischen Anschlusselemente 51, 52 abstehen und über die die elektrischen Anschlusselemente 51, 52 mit dem aktiven elektrischen Bauelement 5 in elektrischem Kontakt stehen, wobei vorliegend von jedem metallischen Abschnitt 50a des Bodens 50 genau ein elektrisches Anschlusselement 51, 52 absteht. Ferner sind die einzelnen metallischen Abschnitte 50a des Bodens 50 durch isolierende Abschnitte 50b des Bodens 50 voneinander getrennt und gegeneinander isoliert.
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Das aktive elektrischen Bauelement 5 kann als ein „Bare Die“ (also als ein ungehaustes elektrisches Bauelement) ausgeführt sein. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass z.B. eine Umspritzung oder sonstige Ummantelung als Schutz erst nach dem Aufbringen des aktiven elektrischen Bauelementes 5 auf den steckerseitigen Kontaktelementen erzeugt wird, wie weiter oben beschrieben.
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Die Festlegung des elektrischen Bauelementes 5 an den elektrischen Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 über die zugehörigen Anschlusselemente 51, 52 kann insbesondere stoffschlüssig erfolgen, zum Beispiel durch Schweißen, Löten oder unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebemittels. Die Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung kann dementsprechend zu einem Anschmelzen der elektrischen Anschlusselemente 51, 52 führen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung kann bei unterschiedlichen Steckertypen eingesetzt werden, z.B. bei USB-Steckern (wie USB 3.1 Typ C), bei HSD-Steckverbindern („High Speed Data“), bei KOAX-Steckverbindern mit FAKRA-Schnittstelle sowie bei Mini-Coax-Steckverbindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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