DE102019111479B4

DE102019111479B4 - Hochfrequenz-Verbinderpärchen

Info

Publication number: DE102019111479B4
Application number: DE102019111479.9A
Authority: DE
Inventors: Joachim Barth; Mohammed Nikfal; Kirstin Schang
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2039-05-04
Also published as: DE102019111479A1

Abstract

HF-Verbinderpärchen (2, 6), bevorzugt für den Kraftfahrzeugbereich, umfassendeinen HF-Verbinder (2) mit wenigstens einem männlichen HF-Terminal (10) aufweisend einen elektromechanischen Kontaktabschnitt (100), und einen HF-Gegenverbinder (6) mit wenigstens einem weiblichen HF-Terminal (50) aufweisend einen elektromechanischen Kontaktabschnitt (500), wobeigenau oder wenigstens einer der beiden Kontaktabschnitte (100, 500) geometrisch derart ausgebildet ist, dass zeitlich nach einem initialen elektromechanischen Zusammenstecken der beiden Kontaktabschnitte (100, 500), bei einem weiteren Zusammenstecken eine radiale Abmessung eines Kontaktabschnitts (500, 100) veränderbar, insbesondere vergrößerbar, ist, dadurch gekennzeichnet, dassdie radiale Abmessung des Kontaktabschnitts (500, 100) dabei derart veränderbar ist, dass ein Verlust einer Signalintegrität einer HF-Terminalsteckverbindung (40) aus den beiden HF-Terminals (10, 50) aufgrund einer toleranzbedingt einrichtbaren HF-Terminalsteckverbindung (40) teilweise kompensierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein HF-Verbinderpärchen, eine HF-Steckverbindung sowie eine elektrische Entität jeweils bevorzugt für den Kraftfahrzeugbereich.
Im elektrischen Bereich (Elektronik, Elektrotechnik, Elektrik, elektrische Energietechnik etc.) sind eine große Anzahl von elektrischen Verbindervorrichtungen bzw. Verbindereinrichtungen, Buchsen-, Stift- und/oder Hybridverbindern etc. - im Folgenden als (elektrische) Verbinder (auch: Gegenverbinder) bezeichnet - bekannt, welche dazu dienen, elektrische Ströme, Spannungen, Signale und/oder Daten mit einer großen Bandbreite von Strömen, Spannungen, Frequenzen und/oder Datenraten zu übertragen. Im Nieder-, Mittel- oder Hochspannungs- und/oder -strombereich, und insbesondere im Fahrzeugbereich, müssen solche Verbinder in mechanisch belasteten, warmen, ggf. heißen, verunreinigten, feuchten und/oder chemisch aggressiven Umgebungen dauerhaft, wiederholt und/oder nach einer vergleichsweise langen Zeit einer Inaktivität kurzfristig eine Übertragung von elektrischer Leistung, Signalen und/oder Daten gewährleisten. Aufgrund einer großen Bandbreite von Anwendungen ist eine große Anzahl von speziell ausgestalteten Verbindern bekannt.
Solch ein Verbinder und ggf. dessen zugehöriges (z. B. bei einer Verbindervorrichtung oder einer Verbindereinrichtung) oder übergeordnetes (z. B. bei einer Verbindereinrichtung) Gehäuse kann an einer elektrischen Leitung, einem Kabel, einem Kabelbaum etc. - im Folgenden als konfektioniertes (elektrisches) Kabel bezeichnet -, oder an/in einer elektrischen Einrichtung bzw. Vorrichtung, wie z. B. an/in einem Gehäuse, an/auf einem Stanzgitter, an/auf einer Leiterplatte etc., einer (leistungs-)elektrischen, elektrooptischen bzw. elektronischen Komponente bzw. einer entsprechenden Aggregation etc. (elektrische Entität) verbaut sein. Befindet sich ein Verbinder (mit/ohne Gehäuse) an einem Kabel, einer Leitung bzw. einem Kabelbaum, so spricht man auch von einem fliegenden (Steck-)Verbinder bzw. einem Stecker, einer Buchse oder einer Kupplung; befindet er sich an/in einer elektrischen, elektrooptischen bzw. elektronischen Komponente, Aggregation etc., so spricht man auch von einer (Verbindereinrichtung, wie z. B. einem (Einbau-/Anbau-)Verbinder, einem (Einbau-/Anbau-)Stecker oder einer (Einbau-/Anbau-)Buchse. Ferner wird ein Verbinder an einer solchen Einrichtung oft auch als (Stecker-)Aufnahme, Stiftwanne, Stiftleiste oder Header bezeichnet.
Solch ein Verbinder muss eine einwandfreie Übertragung von Elektrizität gewährleisten, wobei miteinander korrespondierende und teilkomplementäre Verbinder (Verbinder und Gegenverbinder) meist Verriegelungseinrichtungen und/oder Befestigungseinrichtungen zum dauerhaften aber in der Regel lösbaren Verriegeln und/oder Befestigen des Verbinders am/im Gegenverbinder bzw. vice versa aufweisen. - Ferner muss eine elektrische Verbindungseinrichtung für einen Verbinder, z. B. aufweisend oder umfassend eine eigentliche Kontaktvorrichtung (Terminal; meist stofflich einstückig oder integral ausgebildet, z. B. ein Kontaktelement etc.) oder eine Kontakteinrichtung (Terminal; meist mehrteilig, zweiteilig, einstückig, stofflich einstückig oder integral ausgebildet, z. B. eine ein- oder mehrteilige (Crimp-)Kontakteinrichtung), sicher in diesem aufgenommen sein. Bei einem (vor-)konfektionierten elektrischen Kabel kann solch eine Verbindungseinrichtung als ein Verbinder (vgl. o.), also ohne ein Gehäuse, z. B. fliegend, vorgesehen sein.
Die US 9 252 545 B2 lehrt einen elektrischen Verbinder mit einer Kontaktanordnung von elektrischen Terminals. Jedes der Terminals hat einen Stiftkörper, welcher sich entlang einer Mittelachse erstreckt, und eine Außenfläche mit einer Schleifbahn aufweist. Die Schleifbahn erstreckt sich entlang der Mittelachse und ist derart gestaltet, dass sie in ein flexibles elektrisches Gabelterminal eines Gegenverbinders eingreifen kann. Jeder der Stiftkörper umfasst einen Vorderabschnitt, ein Mittenabschnitt und einen Rampenabschnitt zwischen dem Vorder- und Mittenabschnitt. Ein Durchmesser der Schleifbahn im Mittenabschnitt ist größer als ein Durchmesser der Schleifbahn im Vorderabschnitt. Der Durchmesser der Schleifbahn entlang des Rampenabschnitts in Richtung Mittenabschnitt nimmt zu, sodass der Rampenabschnitt das Gabelterminal von einem ersten Zustand in einen durchmessergrößeren zweiten Zustand aufweiten kann.
Es sind ständig Bestrebungen im Gang, elektrische Verbinder und deren Terminals zu verbessern, insbesondere effektiver auszulegen sowie kostengünstiger zu gestalten und/oder herzustellen. - In der HF-Technik (Hochfrequenz: HF, Definition hier Frequenzen: größer als 3 bis größer 300 MHz und deutlich in den GHz-Bereich hinein (ca. 30 GHz)) gelten andere Regeln als in der herkömmlichen Elektrotechnik (Definition hier: Frequenzen kleiner als ca. 3 MHz), da in der HF-Technik insbesondere die Welleneigenschaften von Elektrizität zu Tage treten. So reagieren HF-Verbindungen sehr empfindlich auf Luftspalte in Längsrichtung zwischen den beteiligten Dielektrika zweier HF-Terminals einer betreffenden HF-Steckverbindung. D. h. ein Luftspalt soll möglichst klein sein, damit eine Signalintegrität der HF-Verbindung aufgrund des Luftspalts nur geringfügig beeinträchtigt wird.
Hierdurch dürfen HF-Verbinder nur kleine bzw. sehr kleine Toleranzbereiche aufweisen. Aus diesem Grund sind viele HF-Verbindungen als schraubbare HF-Verbindungen ausgebildet, mittels welchen die Toleranzen kleingehalten werden können, wobei dabei auftretende Luftspalte nur geringe Längsausdehnungen besitzen. In einem Vergleich zu einer Steckverbindung ist eine schraubbare HF-Verbindung jedoch deutlich komplizierter handzuhaben, kann nur zeitintensiver eingerichtet werden und ist teurer. - Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine effektive, kostengünstige und/oder einfach herzustellende HF-Verbindung anzugeben, deren Empfindlichkeit gegenüber Luftspalte verringert ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist mittels eines HF-Verbinderpärchens, einer HF-Steckverbindung sowie einer elektrischen Entität, jeweils bevorzugt für den Kraftfahrzeugbereich, gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. - Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
Toleranzen bei den Stecktiefen von HF-Steckverbindungen verursachen typische Spitzen in einem Impedanzprofil eines HF-Verbinders, z. B. eines Hochgeschwindigkeits-Datenverbinders für Übertragungsraten über 1 GHz. Ein typischer axialer Toleranzbereich beträgt ca. 1,4 mm, bevorzugt zuzüglich ca. 1 mm zusätzlicher Überlappung der Terminals, damit die Terminals auch sicher ineinandergesteckt werden können. Problematisch ist dabei nicht eine tatsächliche Impedanz, welche kompensiert werden kann. Ein großes Problem ist ein Unterschied zwischen den Paarungszuständen der HF-Steckverbindungen, welche nicht mit einer statischen Kompensation gelöst werden können.
Das HF-Terminal umfasst einen elektromechanischen Kontaktabschnitt, bevorzugt einen mechanischen Befestigungsabschnitt und einen elektromechanischen Anschlussabschnitt. Der Kontaktabschnitt dient einem elektromechanischen Kontaktieren des HF-Terminals mit einem HF-Gegenterminal, der ggf. optionale Befestigungsabschnitt dient einem Befestigen des HF-Terminals in einem Dielektrikum oder einem Gehäuse, und der Anschlussabschnitt dient z. B. einem elektromechanischen Anschließen eines elektrischen HF-Kabels an das HF-Terminal. Hierbei kann der Anschlussabschnitt den Befestigungsabschnitt umfassen oder dessen Aufgaben mitübernehmen.
Der Kontaktabschnitt ist für eine toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition (statisches Ansitzen des Kontaktbereichs) mit einem Kontaktabschnitt eines HF-Gegenterminals in Axialrichtung einer HF-Terminalsteckverbindung aus dem HF-Terminal und dem HF-Gegenterminal, geometrisch derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Zusammensteck-Endposition, mittels des Kontaktabschnitts des HF-Terminals bevorzugt eine radiale Abmessung (Radius, Durchmesser) der HF-Terminalsteckverbindung derart veränderbar ist, dass ein Verlust einer Signalintegrität der HF-Terminalsteckverbindung aufgrund der toleranzbedingt eingerichteten HF-Terminalsteckverbindung wenigstens teilweise kompensierbar ist (adaptive Kompensation).
D. h. zunächst, dass eine Zusammensteck-Endposition zweier HF-Terminals (also eines HF-Terminals gegenüber eines ihn betreffenden HF-Gegenterminals in einer HF-Terminalsteckverbindung) einer gesteckten (d. h. nicht geschraubten) HF-Steckverbindung (zweier HF-Verbinder) in Axialrichtung der HF-Terminalsteckverbindung toleranzbedingt ist; so wie dies bei anderen Steckverbindungen auch der Fall ist (vgl. o.). Diese toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition hat je nach einer tatsächlich eingerichteten Endposition der HF-Terminals gegeneinander, eine Auswirkung auf eine Signalintegrität der HF-Steckverbindung bzw. einen gewissen Verlust der Signalintegrität der HF-Steckverbindung zur Folge.
Dies hat eine HF-Terminalsteckverbindung zur Folge, die sich aufgrund der beteiligten Toleranzen zweier betreffender HF-Verbinder nicht immer exakt gleich einrichten lässt. Hier können sich, je nach einer Variante, die Toleranzen an den Kontaktabschnitten der HF-Terminals auf bis über 1,4 mm addieren. - Insbesondere bei Koaxialsteckverbindungen oder Twisted-Pair-Steckverbindungen haben diese Toleranzen entsprechende Luftringspalte zwischen den beteiligten Dielektrika zur Folge. D. h. die HF-Terminalsteckverbindung ist dabei partiell von einem Luftringspalt umgeben. Da dieser Luftringspalt und die sich in den beiden Axialrichtungen daran anschließenden Dielektrika der HF-Verbinder eine deutlich andere Permittivität besitzen, hat dies signifikante Auswirkungen auf die Signalintegrität der HF-Steckverbindung.
Ferner heißt das, dass sich für eine eingerichtete HF-Steckverbindung, je nach einer gegenseitigen Axialposition der HF-Terminals (also eines Kontaktabschnitts des HF-Terminals und eines Kontaktabschnitts des HF-Gegenterminals) zueinander, eine radiale Ausdehnung der HF-Terminalsteckverbindung ändert. Hierdurch kann ein gewisser Verlust der Signalintegrität der HF-Terminalsteckverbindung wenigstens teilweise kompensiert werden. D. h. es wird einer potenziellen Verschlechterung der Signalintegrität der HF-Terminalsteckverbindung aufgrund eines Luftspalts, mittels einer veränderbaren radialen Abmessung der Terminalsteckverbindung entgegengewirkt, wobei eine tatsächlich realisierte Veränderung in Abhängigkeit der Zusammensteck-Endposition der HF-Terminals erfolgt (adaptive Kompensation).
Dies erfolgt natürlich innerhalb gewisser Grenzen, welche durch die Toleranzen und einer Veränderung der Signalintegrität aufgrund einer realisierten Toleranz vorgegeben sind. Dabei ist eine Geometrie eines betreffenden HF-Terminals derart gewählt oder ist eine Geometrie beider HF-Terminals derart aufeinander abgestimmt, dass ein gewisser Verlust einer Signalintegrität einer typischen HF-Terminalsteckverbindung aufgrund einer realisierten Toleranz einer HF-Steckverbindung in gewissen Grenzen kompensierbar ist. Unter der realisierten Toleranz ist eine tatsächliche Abweichung, z. B. in mm (vgl. 3 bis 6), von einer gewünschten bzw. idealen Axialposition (vgl. 2) der HF-Terminals zueinander zu verstehen.
D. h. z. B., dass in Abhängigkeit einer Axialposition eines Kontaktabschnitts eines männlichen HF-Terminals in einem Kontaktabschnitt eines weiblichen HF-Terminals bzw. in Abhängigkeit einer Axialposition eines Kontaktabschnitts eines weiblichen HF-Terminals auf einem Kontaktabschnitt eines männlichen HF-Terminals, sich die radiale Abmessung der HF-Terminalsteckverbindung ändert. Dies erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit einer Referenzposition, welche eine angestrebte im Wesentlichen bzw. hauptsächlich exakte Axialposition des HF-Terminals (also dessen Kontaktabschnitt) gegenüber dem HF-Gegenterminal (also natürlich wiederum gegenüber dessen Kontaktabschnitt) angibt. In der Referenzposition ist oben genannter Luftspalt bevorzugt im Wesentlichen oder hauptsächlich unausgedehnt bzw. bevorzugt im Wesentlichen oder hauptsächlich vernachlässigbar klein (vgl. 2).
Zusätzlich oder alternativ kann der Kontaktabschnitt für die toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition geometrisch derart ausgebildet sein, dass die radiale Abmessung der HF-Terminalsteckverbindung (bevorzugt des weiblichen HF-Terminals) desto größer wird/ist, je größer eine gegenseitige Toleranzlage der HF-Terminals wird/ist (vgl. 2 nach 3 nach 4 nach 5 nach 6). D. h. z. B., dass sich eine große oder die größte Spreizung eines weiblichen Terminals ergibt, wenn die Toleranzlage groß (vgl. 5) oder die größte (vgl. 6) ist. Umgekehrt gilt Analoges; d. h. ausgehend von einer großen oder der größten Toleranzlage, werden die radialen Abmessungen der HF-Terminalsteckverbindung wieder kleiner, je kleiner die gegenseitige Toleranzlage der HF-Terminals wird (vgl. 6 nach 5 nach 4 nach 3 nach 2).
Zusätzlich oder alternativ kann der Kontaktabschnitt geometrisch derart ausgebildet sein, dass abgesehen von einem beginnendem gegenseitigen Zusammenstecken der HF-Terminals, die radiale Abmessung der HF-Terminalsteckverbindung zunächst (für eine große Toleranzlage) größer wird und dann (für eine kleine Toleranzlage) wieder kleiner werden kann (wenn es die gegenseitige aktuelle Toleranzlage der HF-Terminals erlaubt). Ferner kann zusätzlich oder alternativ der Kontaktabschnitt geometrisch derart ausgebildet sein, dass bei einer wesentlichen Minimum-Toleranzlage (z. B. der Luftringspalt ist möglichst klein, die Dielektrika schlagen an wenigstens einem Punkt mechanisch aneinander an), die beiden HF-Terminals eng aneinander anliegen. Hierbei kann ein männliches HF-Terminal im Wesentlichen oder hauptsächlich formschlüssig im weiblichen HF-Terminal aufgenommen sein (vgl. 2).
Ferner kann zusätzlich oder alternativ ein Kompensieren einer toleranzbedingt eingerichteten HF-Terminalsteckverbindung mittels einer in Axialrichtung (Ax) veränderbaren Dicke des Kontaktabschnitts erfolgen. Hierbei kann von einem freien Ende oder einem freien Endabschnitt eines bevorzugt männlichen HF-Terminals Richtung dessen Anschlussabschnitt ausgehend, ein Außendurchmesser des Kontaktabschnitts des männlichen HF-Terminals zunächst zunehmen und weiter hinten wieder abnehmen. Zusätzlich oder alternativ kann von einem freien Ende oder freien Endabschnitt eines bevorzugt weiblichen HF-Terminals Richtung dessen Anschlussabschnitt ausgehend, ein Innendurchmesser des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals zunächst abnehmen und weiter hinten wieder zunehmen.
Das HF-Terminal kann als ein lediglich steckbares und nicht-schraubbares HF-Terminal ausgebildet sein. In Ausführungsformen kann das HF-Terminal als ein männliches HF-Terminal ausgebildet sein. Hierbei kann das männliche HF-Terminal bevorzugt in einem Mittenabschnitt seines Kontaktabschnitts eine Verdickung aufweisen. Die Verdickung kann dabei, je nach einer Auslegung eines Querschnitts des Kontaktabschnitts kugelförmig, ellipsoidförmig, ggf. umlaufend, ggf. mehrseitig oder ggf. nur einseitig am/im Kontaktabschnitt bevorzugt integral (vgl. u.) eingerichtet sein. Es ist auch möglich, die Verdickung stofflich einstückig (vgl. u.) auf dem Kontaktabschnitt vorzusehen. Eine solche Änderung des Radius des männlichen HF-Terminals in Axialrichtung ermöglicht es, den Radius des weiblichen HF-Terminals basierend auf der Position des männlichen HF-Terminals im weiblichen HF-Terminal adaptiv zu kontrollieren.
Das männliche HF-Terminal kann durch ein Stanzverfahren und ein sich daran zeitlich anschließendes Umformverfahren oder ein sich daran zeitlich anschließendes Pressverfahren, durch ein Drehverfahren, als ein komprimierter Draht etc. hergestellt sein. Das weibliche HF-Terminal ist insbesondere durch ein Stanzverfahren und ein sich daran zeitlich anschließendes Umformverfahren hergestellt. - Das HF-Terminal kann als ein integrales oder stofflich einstückiges HF-Terminal ausgebildet sein.
Unter einer integralen Ausbildung ist eine Ausbildung des HF-Terminals verstanden, bei welcher es nur ein einziges, quasi nur unter dessen Zerstörung teilbares Bauteil gibt. Das Bauteil ist aus einem einzigen Ursprungsstück (Blech, Rohling etc.) und/oder einer einzigen Ursprungsmasse (Metallschmelze) gefertigt, das seinerseits bzw. die ihrerseits gezwungenermaßen integral ist. Ein innerer Zusammenhalt erfolgt mittels Adhäsion und/oder Kohäsion. - Unter einer stofflich (adhäsiv) einstückigen Ausbildung ist eine Ausbildung des HF-Terminals verstanden, dessen Einzelteile stoffschlüssig aneinander festgelegt (Schweißen, Löten, Kleben etc.) und bevorzugt nicht ohne Beschädigung eines seiner Einzelteile, in seine Einzelteile separierbar ist. Der Zusammenhalt kann ferner mittels eines Kraft- und/oder Formschlusses erzeugt sein (nicht bei der integralen Ausbildung).
In Ausführungsformen können Radien oder Durchmesser vor einer/der Verdickung des Kontaktabschnitts des männlichen HF-Terminals konstant im Kontaktabschnitt eingerichtet sein. Bevorzugt betrifft dies, abgesehen von einer Einführschräge an einem freien Ende des Kontaktabschnitts, dort alle Radien oder Durchmesser. Ferner können Radien oder Durchmesser nach einer/der Verdickung des Kontaktabschnitts des männlichen HF-Terminals konstant im Kontaktabschnitt eingerichtet sein. Bevorzugt betrifft dies dort alle Radien oder Durchmesser. Des Weiteren können Radien oder Durchmesser vor und nach der Verdickung des Kontaktabschnitts des männlichen HF-Terminals im Wesentlichen identisch im Kontaktabschnitt eingerichtet sein.
Das HF-Terminal kann als eine Kontaktvorrichtung (vgl. oben) oder eine Kontakteinrichtung (vgl. oben) und insbesondere als ein Pin-, Stift- oder Buchsen-Terminal ausgebildet sein. Natürlich kann das HF-Terminal ggf. auch als ein Tab- oder Hermaphrodit-Terminal, eine (Flach-)Steckhülse, eine Schirmkontakthülse etc. ausgebildet sein. - Der Verbinder weist bevorzugt ein HF-Terminal auf. Der HF-Verbinder ist als ein steckbarer und nicht-schraubbarer HF-Verbinder ausgebildet. Hierbei kann das HF-Terminal z. B. in einem Dielektrikum eingerichtet sein, dass seinerseits in einer Schirmleiterhülse aufgenommen ist (Koaxialverbinder, Twisted-Pair-Verbinder etc., ohne Kabel).
Die Erfindung begegnet einer Verschlechterung einer Signalintegrität, auch als Terminalabstandseffekt bezeichnet, bei HF-Steckverbindungen, z. B. bei Koaxialsteckverbindungen oder Twisted-Pair-Steckverbindungen, zur Verbesserung einer übertragbaren Bandbreite (Verbesserung der Signalintegrität) einer betreffenden HF-Steckverbindung. Insbesondere reduziert die Erfindung einen negativen Einfluss auf eine realisierbare Bandbreite der betreffenden HF-Steckverbindung, aufgrund eines Luftspaltes in einem Bereich der ineinander gesteckten HF-Terminals.
Das erfindungsgemäße HF-Verbinderpärchen umfasst einen HF-Verbinder mit wenigstens einem männlichen HF-Terminal aufweisend einen elektromechanischen Kontaktabschnitt, und einen HF-Gegenverbinder mit wenigstens einem weiblichen HF-Terminal aufweisend einen elektromechanischen Kontaktabschnitt, wobei genau oder wenigstens einer der beiden Kontaktabschnitte geometrisch derart ausgebildet ist, dass zeitlich nach einem initialen elektromechanischen Zusammenstecken der beiden Kontaktabschnitte, bei einem weiteren Zusammenstecken eine radiale Abmessung (Radius, Durchmesser) eines Kontaktabschnitts veränderbar, insbesondere vergrößerbar, ist, wobei die radiale Abmessung des Kontaktabschnitts dabei derart veränderbar ist, dass ein Verlust einer Signalintegrität einer HF-Terminalsteckverbindung aus den beiden HF-Terminals, aufgrund einer toleranzbedingt einrichtbaren HF-Terminalsteckverbindung wenigstens teilweise kompensierbar ist.
D. h. die Kontaktabschnitte sind für eine toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition (statisches Ansitzen des Kontaktbereichs) der HF-Verbinder, geometrisch derart ausgebildet, dass in Abhängigkeit der Zusammensteck-Endposition, mittels der Kontaktabschnitte die radiale Abmessung (Radius, Durchmesser) der HF-Terminalsteckverbindung verändert werden kann (adaptive Kompensation).
Bei dem weiteren Zusammenstecken kann die radiale Abmessung eines Kontaktabschnitts aufgrund einer geometrischen Ausgestaltung des anderen Kontaktabschnitts veränderbar sein. Insbesondere ist dabei die radiale Abmessung des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals, bevorzugt aufgrund einer geometrischen Ausgestaltung des männlichen HF-Terminals, derart veränderbar, dass ein Verlust einer toleranzbedingten Signalintegrität einer HF-Terminalsteckverbindung aus dem weiblichen HF-Terminal und dem männlichen HF-Terminal, wenigstens teilweise kompensierbar ist. - Vgl. auch obige Ausführungen zur Interpretation der Erfindung.
In Ausführungsformen können die beiden Kontaktabschnitte ferner geometrisch derart ausgebildet sein, dass zeitlich nach dem initialen Zusammenstecken der HF-Terminals und einem ersten weiteren Zusammenstecken, zunächst sämtliche Radien oder Durchmesser des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals im Wesentlichen konstant bleiben (Überlappung). Ferner können bei einem zweiten weiteren Zusammenstecken der HF-Terminals und bevorzugt in einem zeitlichen Anschluss an das erste weitere Zusammenstecken, sich Radien oder Durchmesser des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals vergrößern. Dies erfolgt bis zu einem maximalen Radius oder Durchmesser des weiblichen HF-Terminals (also unter den gegebenen Abmessungen der HF-Terminals). Des Weiteren können bei einem dritten weiteren Zusammenstecken der HF-Terminals und bevorzugt in einem zeitlichen Anschluss an das zweite weitere Zusammenstecken, sich Radien oder Durchmesser des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals wieder verkleinern.
Das männliche HF-Terminal kann bevorzugt in einem Mittenabschnitt seines Kontaktabschnitts eine Verdickung aufweisen. Ferner kann das weibliche HF-Terminal bevorzugt in einem Mittenabschnitt seines Kontaktabschnitts eine bevorzugt scheibenförmige oder bevorzugt vasenförmige Terminalkammer aufweisen, wobei eine in Axialrichtung vordere Begrenzung der Terminalkammer bevorzugt einen Kontaktbereich des weiblichen HF-Terminals einleiten kann. - Ferner kann in Abhängigkeit einer gegenseitigen Toleranzlage der HF-Verbinder in einem zusammengesteckten HF-Verbinderpärchen, ein/der Kontaktbereich des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals vor, auf (vorne, Mitte (bevorzugt maximale Toleranzlage), hinten) oder hinter (bevorzugt minimale Toleranzlage) der/einer Verdickung des Kontaktabschnitts des männlichen HF-Terminal zu einem statischen Ansitzen kommen.
In Ausführungsformen kann bei einem zusammengesteckten HF-Verbinderpärchen ein/der variable Kontaktbereich des weiblichen HF-Terminals: bei einer für das HF-Verbinderpärchen vergleichsweise großen Toleranzlage an einem in Axialrichtung vorderen oder mittleren Abschnitt, bei einer für das HF-Verbinderpärchen vergleichsweise mittleren Toleranzlage an einem in Axialrichtung mittleren oder hinteren Abschnitt, und/oder bei einer für das HF-Verbinderpärchen vergleichsweise kleinen Toleranzlage an einem in Axialrichtung hinteren Abschnitt, einer/der Verdickung des männlichen HF-Terminals zu einem statischen Ansitzen kommen. Die Begriffe ,groß', ,mittel' und ,klein' sollen dabei gegenseitig in Relation stehen bzw. sich gegenseitig definieren. Solche Toleranzlagen korrespondieren bei gesteckten Koaxialverbinderpärchen oder gesteckten Twisted-Pair-Verbinderpärchen mit entsprechenden Luftringspalten zwischen den beteiligten Dielektrika der HF-Verbinder; vgl. a. o.
Bei einer wesentlichen Minimum-Toleranzlage kann eine/die Verdickung des männlichen HF-Terminals in der Terminalkammer des weiblichen HF-Terminals aufgenommen sein (vgl. 2). Hierbei ist ein Aufspreizen des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals im Wesentlichen minimal (unter den gegebenen Abmessungen der HF-Terminals). Bei einer wesentlichen Maximum-Toleranzlage kann ein Aufspreizen des Kontaktabschnitts des weiblichen HF-Terminals im Wesentlichen maximal (d. h. wiederum unter den gegebenen Abmessungen der HF-Terminals) sein (vgl. 6). Ferner kann ein HF-Verbinder oder können beide HF-Verbinder des HF-Verbinderpärchens wie ein oben erläuterter HF-Verbinder ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße HF-Steckverbindung weist ein erfindungsgemäßes HF-Verbinderpärchen auf, wobei innerhalb der HF-Steckverbindung eine HF-Terminalsteckverbindung aus einem HF-Terminal und einem HF-Gegenterminal eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Entität weist eine erfindungsgemäße HF-Steckverbindung auf. Solch eine Entität ist z. B. als eine elektrische Vorrichtung, eine elektrische Einrichtung, eine elektrische Leiterplatte, eine elektrische Komponente, ein elektrisches Modul, ein elektrisches Gerät, ein elektrischer Apparat, ein elektrisches Aggregat, eine elektrische Anlage, ein elektrisches System etc. ausgebildet.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Abschnitte, Elemente, Bauteile, Einheiten, Komponenten und/oder Schemata, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung (s. u.), der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und in den Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine mögliche, in der Erfindungsbeschreibung (s. o.) nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternative, eine statische und/oder kinematische Umkehrung, eine Kombination etc. zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung bzw. einer Komponente, einem Schema, einer Einheit, einem Bauteil, einem Element oder einem Abschnitt davon, kann ferner der Bezugszeichenliste und/oder der Figurenbeschreibung entnommen werden.
Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Abschnitt, Element, Bauteil, Einheit, Komponente, Funktion, Größe etc.) positiv, d. h. vorhanden, oder negativ, d. h. abwesend, ausgestaltet sein. In dieser Spezifikation (Beschreibung (Erfindungsbeschreibung (s. o.), Figurenbeschreibung (s. u.)), Bezugszeichenliste, Patentansprüche, Zeichnung) ist ein negatives Merkmal als Merkmal nicht explizit erläutert, wenn nicht gemäß der Erfindung Wert daraufgelegt ist, dass es abwesend ist. D. h. die tatsächlich gemachte und nicht eine durch den Stand der Technik konstruierte Erfindung darin besteht, dieses Merkmal wegzulassen.
Ein Merkmal dieser Spezifikation kann nicht nur in einer angegebenen Art und/oder Weise, sondern auch in einer anderen Art und/oder Weise angewendet sein (Isolierung, Zusammenfassung, Ersetzung, Hinzufügung, Alleinstellung, Weglassung etc.). Insbesondere ist es möglich, anhand eines Bezugszeichens und einem diesem zugeordneten Merkmal bzw. vice versa, in der Beschreibung, der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung, ein Merkmal in den Patentansprüchen und/oder der Beschreibung zu ersetzen, hinzuzufügen oder wegzulassen. Darüber hinaus kann dadurch ein Merkmal in einem Patentanspruch ausgelegt und/oder näher spezifiziert werden.
Die Merkmale der Beschreibung sind (angesichts des (zunächst meist unbekannten) Stands der Technik) auch als optionale Merkmale interpretierbar; d. h. ein jedes Merkmal kann als ein fakultatives, arbiträres oder bevorzugtes, also als ein nicht verbindliches, Merkmal aufgefasst werden. So ist eine Herauslösung eines Merkmals, ggf. inkl. seiner Peripherie, aus einem Ausführungsbeispiel möglich, wobei dieses Merkmal dann auf einen verallgemeinerten Erfindungsgedanken übertragbar ist. Das Fehlen eines Merkmals (negatives Merkmal) in einem Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Merkmal in Bezug auf die Erfindung optional ist. Ferner ist bei einem Artbegriff für ein Merkmal auch ein Gattungsbegriff für das Merkmal mitlesbar (ggf. weitere hierarchische Gliederung in Untergattung etc.), wodurch, z. B. unter Beachtung von Gleichwirkung und/oder Gleichwertigkeit, eine Verallgemeinerung des Merkmals möglich ist.
In den lediglich beispielhaften Fig. zeigen:

die 1 Perspektivansichten eines männlichen HF-Terminals (oben) und eines herkömmlichen weiblichen Terminals (unten) für ein HF-Verbinderpärchen für eine HF-Steckverbindung,
die 2 bis 6 jeweils in zentral geschnittenen zweidimensionalen Ansichten, eine HF-Steckverbindung zweier HF-Verbinder mit jeweils einer HF-Terminalsteckverbindung, welche jeweils in der betreffenden Fig. nochmals freigeschnitten dargestellt ist, wobei sich zwischen den Dielektrika der HF-Verbinder toleranzbedingte Luftringspalte eingerichtet haben (2: ca. 0mm; 3: ca. 0,3mm; 4: ca. 0,6mm; 5: ca. 0,9mm; 6: ca. 1,2mm),
die 7 und 8 einen Vergleich des Stands der Technik (7) mit der Erfindung (8), welcher in Liniendiagrammen beispielhaft zeigt, wie eine Signalintegrität (S-Parameter, Reflexionsfaktor) gemäß der Erfindung verbesserbar ist, und
die 9 und 10 Liniendiagramme von Simulationsergebnissen einer Zeitbereichsreflektometrie (TDR: Time Domain Reflectometry) einer HF-Terminalsteckverbindung gemäß dem Stand der Technik (9) und einer HF-Terminalsteckverbindung gemäß der Erfindung (10).

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen einer Ausführungsform (1 bis 6) einer Variante einer HF-Terminalsteckverbindung 40 zweier HF-Terminals 10, 50 bzw. einem HF-Verbinderpärchen 2, 6 mit zwei HF-Verbindern 2, 6 für den Kraftfahrzeugbereich näher erläutert. Obwohl die Erfindung detaillierter durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern ist von grundlegenderer Natur.
Andere Variationen können hieraus und/oder aus Obigem (Erfindungsbeschreibung) abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung auch allgemein auf eine elektrische Komponente und/oder in einem Nicht-Fahrzeugbereich, wie z. B. einem Elektronik-, Elektrotechnik-, Energietechnikbereich etc., und ganz allgemein in der Technik, insbesondere im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik anwendbar. D. h. die Erfindung ist allgemein bei einer elektrischen Entität (vgl. o.) anwendbar.
In der Zeichnung sind nur diejenigen räumlichen Abschnitte eines Gegenstands der Erfindung dargestellt, welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind. Bezeichnungen wie Verbinder und Gegenverbinder, Terminal und Gegenterminal etc. sind synonym zu interpretieren, d. h. ggf. jeweils untereinander vertauschbar. Ferner bezieht sich die Erläuterung der Erfindung im Folgenden auf eine Axialrichtung Ax, eine Radialrichtung Ra und eine Umfangsrichtung Um der dargestellten Ausführungsbeispiele der HF-Terminals 10, 50 bzw. HF-Verbinder 2, 6.
Im Bereich der HF-Technik besteht eine Entwicklung darin, schnellere Kommunikationsverbindungen über elektrische Kabel zu ermöglichen. Eine Erhöhung eines Frequenzbands stellt dabei große Herausforderungen für die Auslegung von steckbaren HF-Verbindern dar, welche nicht nur gute elektrische Eigenschaften und eine HF-Funktionalität besitzen müssen, sondern auch hohe mechanische Anforderungen (Kraftfahrzeug) zu erfüllen haben. Ganz allgemeinen gibt es bei HF-Verbindern einen Schwachpunkt in Bezug auf eine Anpassung einer Übertragungsimpedanz, in dem Bereich, in welchem ein männliches HF-Terminal in ein weibliches HF-Terminal übergeht (Bereich geometrischer Diskontinuität). Bei den meisten HF-Verbindern gibt es aufgrund mechanischer Toleranzen im Wesentlichen immer einen Luftspalt zwischen den Dielektrika für die HF-Terminals. Bei steckbaren HF-Verbindern begrenzen solche Fertigungstoleranzen eine Betriebsbandbreite der HF-Verbinder.
Im Folgenden ist eine Lösung dieses Problems näher aufgezeigt, wobei es natürlich noch andere Wege gibt, das erfindungsgemäße Ergebnis zu erzielen, welche jedoch nicht dargestellt sind. Hierbei kann die Erfindung auf Schirmkontakthülsen auf HF-Buchsen-Terminals, auf eine HF-Steckhülse etc. angewendet werden. - Die erfindungsgemäße Lösung besteht abstrakt darin, einen Verlust an Signalintegrität aufgrund von Toleranzen bei Steckverbindern (ohne Verschraubung) durch eine stecktiefenabhängige Radiusänderung oder Durchmesseränderung einer HF-Terminalsteckverbindung 40 zu kompensieren. D. h. je nach einer Stecktiefe betreffender HF-Terminals 10, 50 in den zusammensteckbaren HF-Verbindern 2, 6 verändert sich eine Geometrie der HF-Terminalsteckverbindung 40. Bevorzugt betrifft dies lediglich oder wenigstens den Toleranzbereich über einen betreffenden Typ von HF-Verbindern 2, 6 hinweg (vgl. o. Toleranzen von 1,4 mm, d. h. eine Toleranzlage wird innerhalb dieser 1,4 mm eingenommen).
Die Geometrie einer HF-Terminalsteckverbindung 40 von zwei HF-Verbindern 2, 6 lässt sich durch konstruktive Maßnahmen auf der Seite eines männlichen HF-Terminals 10 und/oder durch konstruktive Maßnahmen auf der Seite eines weiblichen HF-Terminals 50 ändern. Ferner lässt sich z. B. die Geometrie einer Schirmhülsen-Steckverbindung der HF-Verbinder 2, 6 durch konstruktive Maßnahmen einerseits einer Schirmhülse 30 (Außenleiter 30) des einen HF-Verbinders 2 und/oder durch konstruktive Maßnahmen andererseits einer anderen Schirmhülse 70 (Außenleiter 70) des anderen HF-Verbinders 6 ändern (nicht dargestellt). - Der jeweilige HF-Verbinder 2, 6 kann dabei z. B. an ein elektrisches Kabel (nicht dargestellt) angeschlossen sein. Ein Verbinder 2/6 und sein Kabel konstituieren dabei ein (vor-)konfektioniertes elektrisches HF-Kabel 1/5 (in den 2 bis 6 nur angedeutet).
Vorliegend ist dies anhand einer Änderung einer Geometrie bevorzugt lediglich des männlichen HF-Terminals 10 näher erläutert; das weibliche HF-Terminal 50 kann dabei ein herkömmliches weibliches HF-Terminal 50 sein. D. h. das männliche HF-Terminal 10 bzw. dessen Kontaktabschnitt 100 wird in seiner Geometrie auf das bestehende weibliche HF-Terminal 50 derart ausgelegt, dass sich die stecktiefenabhängige Kompensation der Signalintegrität über den Toleranzbereich hinweg realisieren lässt. Es ist natürlich möglich, dass weibliche HF-Terminal 50 ebenfalls ggf. wenigstens teilweise neu auszulegen, und das männliche HF-Terminal 10 und das weibliche HF-Terminal 50 geometrisch aufeinander abzustimmen.
Die Perspektivansichten der 1 zeigen oben ein männliches HF-Terminal 10 und unten ein herkömmliches weibliches Terminal 50. Das jeweilige HF-Terminal 10, 50 ist dabei als ein inneres HF-Terminal 10, 50 für Koaxialverbinder 2, 6 ausgebildet. Das jeweilige HF-Terminal 10, 50 kann natürlich auch für andere HF-Verbinder 2, 6, wie z. B. einem Twisted-Pair-Verbinder 2, 6 etc., ausgebildet sein. Ferner ist das jeweilige HF-Terminal 10, 50 integral (Definition vgl. o.) als eine Kontaktvorrichtung 10, 50 ausgebildet. Es ist natürlich möglich, das jeweilige HF-Terminal 10, 50 mehrteilig als eine Kontakteinrichtung 10, 50 auszubilden (nicht dargestellt).
Das jeweilige HF-Terminal 10, 50 umfasst dabei in Axialrichtung Ax aneinander aufgereiht vorne einen elektromechanischen Kontaktabschnitt 100, 500, einen mechanischen Befestigungsabschnitt 200, 600 (Mitte) und hinten einen elektromechanischen Anschlussabschnitt 300, 700. Der jeweilige, bevorzugt als ein Crimpabschnitt 300, 700 ausgebildete Anschlussabschnitt 300, 700 ist vorliegend als ein Kabelanschlussabschnitt 300, 700 ausgebildet, kann jedoch auch als ein anderer Anschlussabschnitt 300, 700 ausgebildet sein (nicht dargestellt). Ferner kann der Befestigungsabschnitt 200, 600 in den Anschlussabschnitt 300, 700 integriert sein (nicht dargestellt). Zwischen einander betreffenden Abschnitten 100, 200, 300; 500, 600, 700 können Übergangsabschnitte im jeweiligen HF-Terminal 10, 50 eingerichtet sein.
Der Kontaktabschnitt 100 des männlichen HF-Terminals 10 ist ferner in einen Einführabschnitt 110, eine Verdickung 120, und einen Endabschnitt 130 segmentiert, wobei der Kontaktabschnitt 100 bezüglich der Axialrichtung Ax bevorzugt im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Der Einführabschnitt 110 weist an seinem freien Ende bevorzugt einen Zentrierbereich (mit Rundung, Fase) für das weibliche HF-Terminal 50 auf. Abgesehen von der Verdickung 120 ist es bevorzugt, dass der Einführabschnitt 110 und der Endabschnitt 130 einen im Wesentlichen identischen Radius (Radialrichtung Ra) besitzen. Die Verdickung 120 sitzt bevorzugt als eine tropfenförmige oder ellipsoidförmige Verdickung 120 zwischen dem Einführabschnitt 110 und dem Endabschnitt 130.
Der Kontaktabschnitt 500 des weiblichen HF-Terminals 50 weist an seinem freien Endabschnitt einen Einführbereich 510 und einen sich daran in Axialrichtung Ax nach hinten anschließenden variablen Kontaktbereich 512 auf. Der variable Kontaktbereich 512 ist dabei als ein Längsabschnitt des Kontaktabschnitts 500 ausgebildet, weist bevorzugt einen geringsten Radius des Kontaktabschnitts 500 auf und erstreckt sich in den Kontaktabschnitt 500 hinein. An den Kontaktbereich 512 schließt sich eine scheibenförmige (nicht dargestellt) oder vasenförmige Terminalkammer 524 an bzw. der Kontaktbereich 512 geht in die Terminalkammer 524 über.
Die 524 Terminalkammer ist von zwei Kontaktfedern 526 des weiblichen HF-Terminals 50 begrenzt, wobei die Kontaktfedern 526 den Kontaktabschnitt 500 konstituieren. Eine andere Anzahl von Kontaktfedern 526 ist natürlich anwendbar. Der Kontaktabschnitt 500, ist, abgesehen von Freischnitten für die Kontaktfedern 526, bezüglich der Axialrichtung Ax bevorzugt im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Einführbereich 510 ist als ein Zentrierbereich für das männliche HF-Terminal 10 ausgebildet. Der Kontaktbereich 512 besitzt die radial kleinste Abmessung und weist davon nach hinten gehend ansteigende innere radiale Abmessungen auf (1 geschweifte Klammer: 512), sodass in einem Steckzustand von dem weiblichen HF-Terminal 50 auf dem männlichen HF-Terminal 10 lediglich der Kontaktbereich 512 des weiblichen HF-Terminals 50 das männliche HF-Terminal 10 elektromechanisch kontaktiert.
Im Folgenden ist ein Zusammenstecken des männlichen HF-Terminals 10 mit dem weiblichen HF-Terminal 50 anhand der jeweils oben in den 6 (vergleichsweise geringe Stecktiefe, hohe Toleranzlage) bis 2 (vergleichsweise große Stecktiefe, geringe/keine Toleranzlage) zu sehenden HF-Terminalsteckverbindung 40 und der in den 6 bis 2 unten zu sehenden HF-Steckverbindung 2, 6 näher erläutert. - Zunächst werden die beiden Kontaktabschnitte 100, 500 der HF-Terminals 10, 50 elektromechanisch initial zusammensteckgesteckt (nicht dargestellt). Die Zentrierbereiche des Einführabschnitts 110 und des Einführbereichs 510 zentrieren die Kontaktabschnitte 100, 500 gegenseitig. Das weibliche HF-Terminal 50 kann auf das männliche HF-Terminal 10 bewegt werden und/oder vice versa, wobei die Kontaktfedern 526 initial aufspreizen.
Die beiden HF-Terminals 10, 50 werden nun aufeinander zubewegt (zunächst konstante radiale Abmessung der HF-Terminalsteckverbindung 40), wobei innere Kontaktsegmente des Kontaktbereichs 500 des weiblichen HF-Terminals 50 auf dem Einführabschnitt 110 des Kontaktbereichs 500 des weiblichen HF-Terminals 50 entlanggleiten, bis der Kontaktbereich 512 an einer vorderen Begrenzung der Verdickung 120 zum Ansitzen kommt (nicht dargestellt). Hierbei entstehen neue, in der Folge nach innen in das weibliche HF-Terminal 50 hineinwandernde, Kontaktsegmente des Kontaktbereichs 512 vorne an der Verdickung 120, welche bei einem weiteren aufeinander Zubewegen der Kontaktbereiche 100, 500 die Kontaktfedern 526 zunächst immer weiter aufspreizen (wiederum nicht dargestellt).
Dies erfolgt derart lange, bis die Kontaktfedern 526 unter den geometrischen Gegebenheiten ihre maximale Aufspreizung erfahren, was in der 6 dargestellt ist. Betreffende Kontaktsegmente des Kontaktbereichs 512 liegen dann am Äquator der Verdickung 120 an. Diese Position entspricht bevorzugt auch einer vergleichsweise großen oder maximalen Toleranzlage (maximale toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition) zweier ineinandergesteckter HF-Verbinder 2, 6, z. B. zweier Koaxialverbinder 2, 6 (6 unten), mit den HF-Terminals 10, 50. D. h. die HF-Verbinder 2, 6 können bzw. dürfen für eine entsprechende HF-Anwendung gerade noch zusammengesteckt werden bzw. sein.
Mittels der maximalen Aufspreizung der Kontaktfedern 526 kann ein negativer Einfluss der vergleichsweise großen oder maximalen Toleranzlage auf eine Signalintegrität einer HF-Verbindung aus den HF-Verbindern 2, 6 bzw. Koaxialverbindern 2, 6 kompensiert werden. Die große bzw. maximale Toleranzlage korrespondiert dabei z. B. mit einem großen bzw. maximalen Luftspalt 4 bzw. Luftringspalt 4 zwischen den Dielektrika 20, 60 der beiden Verbinder 2, 6 bzw. Koaxialverbinder 2, 6.
Werden oder können (weil es die beteiligten Toleranzen der beteiligten HF-Verbinder 2, 6 in der HF-Steckverbindung 2, 6 erlauben) beide HF-Terminals 10, 50 weiter aufeinander zubewegt, so entstehen neue, in der Folge immer weiter nach innen in das weibliche HF-Terminal 50 hineinwandernde, Kontaktsegmente des Kontaktbereichs 512 des weiblichen HF-Terminals 50 hinten an der Verdickung 120. Hierbei federn die Kontaktfedern 526 sukzessive immer mehr ein (5 nach 4 nach 3).
Dies kann (wiederum weil es die beteiligten Toleranzen der beteiligten HF-Verbinder 2, 6 in der HF-Steckverbindung 2, 6 erlauben) derart lange erfolgen, bis die Kontaktfedern 526 unter den geometrischen Gegebenheiten wieder ihre minimale oder lokal minimale Aufspreizung erfahren, was in der 2 dargestellt ist. Betreffende Kontaktsegmente des Kontaktbereichs 512 liegen nun vorne am Endabschnitt 130 des männlichen HF-Terminals 10 an. Diese Position entspricht bevorzugt auch einer vergleichsweise kleinen oder minimalen Toleranzlage (minimale toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition) zweier ineinander gesteckter HF-Verbinder 2, 6, z. B. zweier Koaxialverbinder 2, 6 (2 unten), mit den HF-Terminals 10, 50. D. h. die HF-Verbinder 2, 6 können für eine entsprechende HF-Anwendung sehr gut zusammengesteckt werden bzw. sein.
D. h. je nach einer gegenseitigen Toleranz und somit einer toleranzbedingten Lage ihrer übergeordneten HF-Verbinder 2, 6 in einer HF-Steckverbindung 2, 6, nehmen die beiden HF- Terminals 10, 50 eine bestimmte Lage zueinander ein, welche insbesondere in Axialrichtung Ax von den jeweils vorliegenden Toleranzen determiniert ist. Und je nach diesen gegenseitigen Toleranzen und somit toleranzbedingten Lagen besitzt der Kontaktabschnitt 500 des weiblichen HF-Terminals bzw. der HF-Terminalsteckverbindung 40 dazu korrelierende unterschiedliche radiale Abmessungen, derart, dass diese die negativen Einflüsse auf die Signalintegrität teilweise kompensieren.
Die 7 bis 10 zeigen beispielhaft bei einer bestimmten HF-Steckverbindung gemäß dem Stand der Technik (7 und 9) gegenüber einer dazu analogen HF-Steckverbindung 2, 6 gemäß der Erfindung (7 und 9), was für Verbesserungen durch die Erfindung realisiert werden können. So zeigt die Erfindung eine signifikante Verbesserung einer Signalintegrität (vgl. 7 mit 8, z. B. Doppelpfeil bei -20 dB) sowie eine signifikante Verbesserung der Reflexionscharakteristika (vgl. 8 mit 9, z. B. Doppelpfeil bei 0,3 ns) der elektromagnetischen Wellen aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der HF-Terminalsteckverbindung 40.
Bezugszeichenliste

1: (vor-)konfektioniertes (elektrisches) HF-Kabel
2: (elektrischer) HF-(Gegen-)(Steck-)Verbinder
4: Luftspalt zwischen den Dielektrika 20, 60
5: (vor-)konfektioniertes (elektrisches) HF-Kabel
6: (elektrischer) HF-(Gegen-)(Steck-)Verbinder
10: (inneres) männliches HF-(Gegen-)Terminal
20: Dielektrikum
30: Schirmleiterhülse
40: HF-Terminalsteckverbindung mit HF-Terminal 10 und HF-Terminal 50
50: (inneres) weibliches HF-(Gegen-)Terminal
60: Dielektrikum
70: Schirmleiterhülse
100: (elektromechanischer) (Gegen-)Kontaktabschnitt
110: Einführabschnitt
120: Verdickung
130: Endabschnitt
200: (mechanischer) Befestigungsabschnitt
300: (elektromechanischer) (Kabel-)Anschlussabschnitt
500: (elektromechanischer) (Gegen-)Kontaktabschnitt
510: Einführbereich
512: Kontaktbereich
524: Terminalkammer
526: Kontaktfeder
600: (mechanischer) Befestigungsabschnitt
700: (elektromechanischer) (Kabel-)Anschlussabschnitt
Ax: Axialrichtung(en) der HF-Terminals 10, 50
Ra: Radialrichtung(en) der HF-Terminals 10, 50
Um: Umfangsrichtungen(en) der HF-Terminals 10, 50

Claims

HF-Verbinderpärchen (2, 6), bevorzugt für den Kraftfahrzeugbereich, umfassend einen HF-Verbinder (2) mit wenigstens einem männlichen HF-Terminal (10) aufweisend einen elektromechanischen Kontaktabschnitt (100), und einen HF-Gegenverbinder (6) mit wenigstens einem weiblichen HF-Terminal (50) aufweisend einen elektromechanischen Kontaktabschnitt (500), wobei genau oder wenigstens einer der beiden Kontaktabschnitte (100, 500) geometrisch derart ausgebildet ist, dass zeitlich nach einem initialen elektromechanischen Zusammenstecken der beiden Kontaktabschnitte (100, 500), bei einem weiteren Zusammenstecken eine radiale Abmessung eines Kontaktabschnitts (500, 100) veränderbar, insbesondere vergrößerbar, ist, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Abmessung des Kontaktabschnitts (500, 100) dabei derart veränderbar ist, dass ein Verlust einer Signalintegrität einer HF-Terminalsteckverbindung (40) aus den beiden HF-Terminals (10, 50) aufgrund einer toleranzbedingt einrichtbaren HF-Terminalsteckverbindung (40) teilweise kompensierbar ist.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem weiteren Zusammenstecken die radiale Abmessung eines Kontaktabschnitts (500, 100) aufgrund einer geometrischen Ausgestaltung des anderen Kontaktabschnitts (100, 500) veränderbar ist.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktabschnitte (100, 500) ferner geometrisch derart ausgebildet sind, dass: • zeitlich nach dem initialen Zusammenstecken der HF-Terminals (10, 50) und einem ersten weiteren Zusammenstecken, zunächst sämtliche Radien oder Durchmesser des Kontaktabschnitts (500) des weiblichen HF-Terminals (50) im Wesentlichen konstant bleiben, • bei einem weiteren Zusammenstecken der HF-Terminals (10, 50) und bevorzugt in einem zeitlichen Anschluss an das erste weitere Zusammenstecken, sich Radien oder Durchmesser des Kontaktabschnitts (500) des weiblichen HF-Terminals (50) vergrößern, und/oder • bei einem weiteren Zusammenstecken der HF-Terminals (10, 50) und bevorzugt in einem zeitlichen Anschluss an das zweite weitere Zusammenstecken, sich Radien oder Durchmesser des Kontaktabschnitts (500) des weiblichen HF-Terminals (50) wieder verkleinern.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das männliche HF-Terminal (10) in einem Mittenabschnitt seines Kontaktabschnitts (100) eine Verdickung (120) aufweist, und/oder das weibliche HF-Terminal (50) in einem Mittenabschnitt seines Kontaktabschnitts (500) eine Terminalkammer (524) aufweist, wobei eine in Axialrichtung (Ax) vordere Begrenzung der Terminalkammer (524) einen Kontaktbereich (512) des weiblichen HF-Terminals (50) einleitet.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer gegenseitigen Toleranzlage der HF-Verbinder (2, 6) in einem zusammengesteckten HF-Verbinderpärchen (2, 6), ein/der Kontaktbereich (512) des Kontaktabschnitts (500) des weiblichen HF-Terminals (50) vor, auf oder hinter der/einer Verdickung (120) des Kontaktabschnitts (500) des männlichen HF-Terminal (10) zu einem statischen Ansitzen kommt.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zusammengesteckten HF-Verbinderpärchen (2, 6) ein/der Kontaktbereich (512) des weiblichen HF-Terminals (50): • bei einer für das HF-Verbinderpärchen (2, 6) vergleichsweise großen Toleranzlage an einem in Axialrichtung (Ax) vorderen oder mittleren Abschnitt, • bei einer für das HF-Verbinderpärchen (2, 6) vergleichsweise mittleren Toleranzlage an einem in Axialrichtung (Ax) mittleren oder hinteren Abschnitt, oder • bei einer für das HF-Verbinderpärchen (2, 6) vergleichsweise kleinen Toleranzlage an einem in Axialrichtung (Ax) hinteren Abschnitt, einer/der Verdickung (120) des männlichen HF-Terminals (10) zu einem statischen Ansitzen kommt.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer wesentlichen Minimum-Toleranzlage eine/die Verdickung (120) des männlichen HF-Terminals (10) in der Terminalkammer (524) des weiblichen HF-Terminals (50) aufgenommen ist, und/oder bei einer wesentlichen Maximum-Toleranzlage ein Aufspreizen des Kontaktabschnitts (500) des weiblichen HF-Terminals (50) im Wesentlichen maximal ist.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das HF-Terminal (10/50) den elektromechanischen Kontaktabschnitt (100/500), einen mechanischen Befestigungsabschnitt (200/600) und einen elektromechanischen Anschlussabschnitt (300/700) aufweist, wobei der Kontaktabschnitt (100/500) für eine toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition mit einem Kontaktabschnitt (500/100) eines HF-Gegenterminals (50/10) in Axialrichtung (Ax) einer HF-Terminalsteckverbindung (40) aus dem HF-Terminal (10/50) und dem HF-Gegenterminal (50/10), geometrisch derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit der Zusammensteck-Endposition, mittels des Kontaktabschnitts (100/500) des HF-Terminals (10/50) eine radiale (Ra) Abmessung der HF-Terminalsteckverbindung (40) derart veränderbar ist, dass ein Verlust einer Signalintegrität der HF-Terminalsteckverbindung (40) aufgrund der toleranzbedingt eingerichteten HF-Terminalsteckverbindung (40) teilweise kompensierbar ist.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (100/500) für die toleranzbedingte Zusammensteck-Endposition geometrisch derart ausgebildet ist, dass die radiale (Ra) Abmessung der HF-Terminalsteckverbindung (40) desto größer ist, je größer eine gegenseitige Toleranzlage der HF-Terminals (10, 50) ist, und/oder bei einer wesentlichen Minimum-Toleranzlage, die beiden HF-Terminals (10, 50) eng aneinander anliegen.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompensieren einer toleranzbedingt eingerichteten HF-Terminalsteckverbindung (40) mittels einer in Axialrichtung (Ax) veränderbaren Dicke des Kontaktabschnitts (100/500) erfolgt, wobei von einem freien Endabschnitt eines männlichen HF-Terminals (10) Richtung dessen Anschlussabschnitt (300) ausgehend, ein Außendurchmesser des Kontaktabschnitts (100) des männlichen HF-Terminals (10) zunächst zunimmt und weiter hinten wieder abnimmt, oder von einem freien Ende oder Endabschnitt eines weiblichen HF-Terminals (50) Richtung dessen Anschlussabschnitt (700) ausgehend, ein Innendurchmesser des Kontaktabschnitts (500) des weiblichen HF-Terminals (10) zunächst abnimmt und weiter hinten wieder zunimmt.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das HF-Terminal (10/50) als ein lediglich steckbares und nicht-schraubbares HF-Terminal (10/50) ausgebildet ist.
HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass: • Radien oder Durchmesser vor einer/der Verdickung (120) des Kontaktabschnitts (100) des männlichen HF-Terminals (10) konstant im Kontaktabschnitt (100) eingerichtet sind, und/oder • Radien oder Durchmesser nach einer/der Verdickung (120) des Kontaktabschnitts (100) des männlichen HF-Terminals (10) konstant im Kontaktabschnitt (100) eingerichtet sind, oder • Radien oder Durchmesser vor und nach der Verdickung (120) des Kontaktabschnitts (100) des männlichen HF-Terminals (10) im Wesentlichen identisch im Kontaktabschnitt (100) eingerichtet sind.
HF-Steckverbindung (2, 6), bevorzugt für den Kraftfahrzeugbereich, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Steckverbindung (2, 6) ein HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, wobei innerhalb der HF-Steckverbindung (2, 6) eine HF-Terminalsteckverbindung (40) aus einem HF-Terminal (10) und einem HF-Gegenterminal (50) eingerichtet ist.
Elektrische Entität, bevorzugt für den Kraftfahrzeugbereich, dadurch gekennzeichnet, dass die Entität wenigstens ein HF-Verbinderpärchen (2, 6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder eine HF-Steckverbindung (2, 6) gemäß Anspruch 13 aufweist.