DE102021103224A1

DE102021103224A1 - Mehrpoliger Steckverbinder mit mehreren Außenleitern und Verfahren zum Fertigen desselben

Info

Publication number: DE102021103224A1
Application number: DE102021103224.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Pichlmeier; Daniel Bock
Original assignee: MD Elektronik GmbH
Current assignee: MD Elektronik GmbH
Priority date: 2021-02-11
Filing date: 2021-02-11
Publication date: 2022-08-11

Abstract

Es werden ein mehrpoliger Steckverbinder (1) und ein Verfahren zum Fertigen desselben beschrieben. Der Steckverbinder weist mehrere längliche Innenleiter (3), mehrere Isolationskörper (5), mehrere Außenleiter (7) und ein Gehäuse (9) auf. Jeder der Innenleiter (3) weist eine gekrümmte Geometrie auf, sodass ein an ein erstes Ende des Innenleiters (3) angrenzender erster Innenleiterabschnitt (13) in einer ersten Richtung verläuft und ein an ein zweites Ende des Innenleiters (3) angrenzender zweiter Innenleiterabschnitt (15) in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung verläuft. Jeweils einer der Isolationskörper (5) umgibt jeweils einen zugehörigen der Innenleiter (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im Wesentlichen vollumfänglich. Ferner umgibt jeweils einer der Außenleiter (7) jeweils einen zugehörigen der Isolationskörper (5) mitsamt dem darin aufgenommen Innenleiter (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im Wesentlichen vollumfänglich. Alle Außenleiter (7) sind gemeinsam und jeweils voneinander elektrisch getrennt in dem Gehäuse (9) gehalten.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrpoligen Steckverbinder sowie ein Verfahren, um diesen zu fertigen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Für verschiedene technische Anwendungen kann es notwendig sein, elektrische Leitungen untereinander oder mit einer Vorrichtung wie zum Beispiel einer Leiterplatte mithilfe eines oder mehrerer Steckverbinder elektrisch leitfähig und mechanisch gekoppelt zu verbinden.
Beispielsweise sind Steckverbinder bekannt, mithilfe derer mehrere elektrische Leitungen gemeinsam an eine Leiterplatte angeschlossen werden können. Solche Steckverbinder werden als mehrpolig bezeichnet. Die elektrischen Leitungen sind hierbei meist an einem Gegenstecker gehalten. Der Gegenstecker kann mit dem Steckverbinder mechanisch gekoppelt werden, wobei jeweils eine elektrische Verbindung zwischen einer der elektrischen Leitungen in dem Gegenstecker und einer jeweils zugeordneten elektrischen Leitung in dem Steckverbinder etabliert wird.
Es sind insbesondere Ansätze bekannt, bei denen mehrere von einer Schirmung umgebene Leitungen mithilfe eines Steckverbinders an einer Leiterplatte angeschlossen werden können. Kleinbauende Ausgestaltungen solcher Steckverbinder werden auch als mehrpolige Mini-Coax-Leiterplatten-Steckverbinder bezeichnet.
Es sind verschiedene Ansätze für herkömmliche Steckverbinder beschrieben worden. EP 0 446 980 A1 beschreibt eine Verbinderanordnung für Leiterplatten. EP 0 700 131 B1 beschreibt eine Steckverbindung für Rückwandverdrahtungen. EP 2 755 282 B1 beschreibt einen Verbinderadapter mit hohem Puffervermögen. WO 2019/136199 A2 beschreibt einen elektrischen Verbinder mit niedrigem Profil, der ein Differenzialsignalpaar umfasst.
Es wurde beobachtet, dass es insbesondere bei einer hochfrequenten Signalübertragung über mehrere in einem mehrpoligen Steckverbinder verlaufende Leitungen zu Beeinträchtigungen der Signalübertragung kommen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wurde daher erkannt, dass ein Bedarf an einem alternativen bzw. verbesserten mehrpoligen Steckverbinder bestehen kann. Insbesondere wurde ein Bedarf an einem mehrpoligen Steckverbinder erkannt, mittels dessen vorangehend beschriebene Defizite herkömmlicher Steckverbinder zumindest teilweise überwunden werden können. Weiter konkretisiert wurde ein Bedarf an einem mehrpoligen Steckverbinder erkannt, bei dem Innenleiter derart elektrisch voneinander entkoppelt sind, dass es bei einer Signalübertragung zu keinen Beeinträchtigungen zwischen den Innenleitern kommt. Ferner wurde ein Bedarf an einem mehrpoligen Steckverbinder erkannt, der einfach und kostengünstig gefertigt werden kann. Abschließend wurde ein Bedarf an einem Verfahren zum Fertigen eines solchen Steckverbinders erkannt.
Einem solchen Bedarf kann mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren dargelegt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein mehrpoliger Steckverbinder mit mehreren länglichen Innenleitern, mehreren Isolationskörpern, mehreren Außenleitern und einem Gehäuse beschrieben. Jeder der Innenleiter weist hierbei eine gekrümmte Geometrie auf, sodass ein an ein erstes Ende des Innenleiters angrenzender erster Innenleiterabschnitt in einer ersten Richtung verläuft und ein an ein zweites Ende des Innenleiters angrenzender zweiter Innenleiterabschnitt in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung verläuft. Jeweils einer der Isolationskörper umgibt jeweils einen zugehörigen der Innenleiter sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt zumindest bereichsweise umfänglich. Jeweils einer der Außenleiter umgibt jeweils einen zugehörigen der Isolationskörper mitsamt dem darin aufgenommenen Innenleiter sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich. Alle Außenleiter sind gemeinsam und jeweils voneinander elektrisch getrennt in dem Gehäuse gehalten.
Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen des Steckverbinders können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Wie einleitend bereits angedeutet, wurden bei Signalübertragungen über mehrere Leitungen in einem mehrpoligen Steckverbinder teilweise Beeinträchtigungen beobachtet. Es wird vermutet, dass solche Beeinträchtigungen bei herkömmlichen Steckverbindern daher rühren können, dass die die einzelnen Leitungen umgebenden Schirmungen aufgrund konstruktiver Ausgestaltungen innerhalb des Steckverbinders auf ein gemeinsames elektrisches Potenzial gesetzt sind. Beispielsweise bei einer über solche Leitungen geführten Signalübertragung in einem hochfrequenten Bereich, insbesondere einem GHz-Bereich, wurde beobachtet, dass es zu Verzerrungen oder Verschiebungen dieses gemeinsamen elektrischen Potenzials und dadurch zu Beeinträchtigungen von Signalübertragungen über die verschiedenen Leitungen kommen kann.
Als weitere Problematik wird vermutet, dass die Schirmungen der verschiedenen elektronischen Pfade insbesondere im Bereich des Steckverbinders in manchen Fällen nicht ausreichend zu einer elektrischen Entkopplung zwischen benachbarten Leitungen führen können, sodass Signalübertragungen über benachbarte elektronischen Pfade einander gegenseitig beeinträchtigen können.
Verkürzt zusammengefasst sind Ausführungsformen des hierin beschriebenen mehrpoligen Steckverbinders hinsichtlich einer funktionalen und/oder strukturellen Ausgestaltung der darin enthaltenen mehreren Innenleiter, Isolationskörper und Außenleiter sowie des diese haltenden Gehäuses dahingehend optimiert, dass Beeinträchtigungen von Signalübertragungen über einzelne der Innenleiter durch unerwünschte Wechselwirkungen mit anderen Innenleitern weitgehend vermieden werden können. Hierzu sind insbesondere die Außenleiter und möglicherweise auch die Isolationskörper derart ausgestaltet, dass die den Innenleiter sowohl in einem ersten Innenleiterabschnitt wie auch in einem hierzu quer verlaufenden zweiten Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich umgeben. Aufgrund derartiger vollumfänglich umgebender Isolationskörper und Außenleiter ist jeder der Innenleiter innerhalb des mehrpoligen Steckverbinders bestmöglich gegen eindringende bzw. austretende elektromagnetische Felder abgeschirmt. Dabei sind die Außenleiter derart in dem Gehäuse gehalten, dass sie jeweils voneinander elektrisch getrennt sind, sodass die verschiedenen Innenleitern zugeordneten Außenleiter nicht auf einem gemeinsamen elektrischen Potenzial liegen brauchen. Jeder der Außenleiter kann somit individuell für den von ihm umgebenen Innenleiter als Schirmung dienen und kann separat von anderen Außenleitern beispielsweise an die Leiterplatte angeschlossen werden, um auf ein individuelles elektrisches Potential gesetzt werden zu können. Für bestimmte Anwendungen können die voneinander elektrisch getrennten Außenleiter auch dazu genutzt werden, elektrische Leistungen zu übertragen, wobei jeder Außenleiter unabhängig von benachbarten Außenleitern bestromt werden kann.
Nachfolgend werden mögliche Eigenschaften, Ausgestaltungen und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung in genaueren Einzelheiten beschrieben.
Die Innenleiter in dem mehrpoligen Steckverbinder sind jeweils länglich und elektrisch leitfähig. Sie können daher ähnlich wie ein Kabel oder Draht ausgestaltet sein, brauchen aber nicht flexibel sein. Jeder der Innenleiter weist eine gekrümmte Geometrie auf, das heißt ist gebogen und/oder abgewinkelt. Ein erster Innenleiterabschnitt verläuft hierbei quer, vorzugsweise senkrecht, zu einem zweiten Innenleiterabschnitt. Beispielsweise kann der erste Innenleiterabschnitt angrenzend an ein erstes, nach außen hin freiliegendes Ende des Innenleiters verlaufen, sodass beispielsweise eine in einem Gegenstecker vorhandene Leitung an das erste Ende an dem ersten Innenleiterabschnitt angesteckt werden kann. Der zweite Innenleiterabschnitt kann angrenzend an ein zweites Ende des Innenleiters verlaufen, wobei der Innenleiter an dem zweiten Ende beispielsweise an einer Leiterplatte befestigt sein kann. Insbesondere kann der zweite Innenleiterabschnitt senkrecht zu einer ebenen Leiterplatte verlaufen und beispielsweise in ein Loch in der Leiterplatte eingreifen und der erste Innenleiterabschnitt kann senkrecht zu diesem zweiten Innenleiterabschnitt, d.h. parallel zu einer Ebene der Leiterplatte, verlaufen.
Die Isolationskörper bestehen zumindest bereichsweise aus einem elektrisch isolierenden Material und sind dazu ausgebildet, den wenigstens einen darin aufzunehmenden Innenleiter elektrisch von dem den Isolationskörper umgebenden Außenleiter zu isolieren. Der Isolationskörper ist hierbei strukturell derart ausgestaltet, dass er den einen oder die mehreren darin aufzunehmenden Innenleiter sowohl in einem Bereich um den ersten Innenleiterabschnitt herum als auch in einem Bereich um den zweiten Innenleiterabschnitt herum im Wesentlichen zumindest bereichsweise umfänglich umgibt. „Umfänglich“ kann hierbei als bezogen auf eine Fläche, welche parallel zu dem Innenleiterabschnitt verläuft, d.h. im Sinne einer Mantelfläche, verstanden werden. „Zumindest bereichsweise umfänglich“ kann hierbei derart verstanden werden, dass der Isolationskörper den bzw. die Innenleiter entlang mehr als 50 %, vorzugsweise entlang wenigstens 70 %, wenigstens 80 % oder sogar wenigstens 90 % des Umfangs um den bzw. die Innenleiter umgibt. Anders ausgedrückt soll der Isolationskörper den bzw. die Innenleiter umfänglich derart umgeben, dass allenfalls relativ kleine Spalte verbleiben, die eine von dem Isolationskörper zu bewirkende elektrische Isolation und damit zusammenhängend eine elektrisch abschirmende Wirkung des über den Isolationskörper beabstandeten Außenleiter nicht signifikant negativ beeinflussen. Beispielsweise sollten etwaige verbleibende Spalte, die in dem Isolationskörper zwischen dem darin aufgenommenen Innenleiter und einer Umgebung verbleiben, vorzugsweise kleiner als 40 %, stärker bevorzugt kleiner als 20 % einer gesamten Umfangsfläche um den Innenleiter herum sein.
Jeder der Außenleiter ist strukturell und/oder funktional dazu ausgestaltet, einen innerhalb des Außenleiters verlaufenden Innenleiter elektromagnetisch abzuschirmen, d.h. ein Austreten von elektromagnetischer Strahlung aufgrund von in dem Innenleiter wirkenden Wechselströmen und/oder ein Einkoppeln von äußeren elektromagnetischen Feldern in den Innenleiter zu verhindern. Die Außenleiter können somit benachbarte Innenleiter in dem mehrpoligen Steckverbinder abschirmen und elektromagnetisch voneinander trennen. Jeder Außenleiter besteht dabei zumindest bereichsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem Metall. Die Außenleiter sollen strukturell derart ausgestaltet sein, dass sie einen oder mehrere darin verlaufende Innenleiter sowohl in einem Bereich um den ersten Innenleiterabschnitt herum als auch in einem Bereich um den zweiten Innenleiterabschnitt herum jeweils im Wesentlichen vollumfänglich umgeben. „Im Wesentlichen vollumfänglich umgeben“ kann hierbei derart verstanden werden, dass der Außenleiter den bzw. die Innenleiter entlang wenigsten 90 %, vorzugsweise entlang wenigstens 95 %, wenigstens 98 % oder sogar wenigstens 99 % des Umfangs um den bzw. die Innenleiter umgibt. Eine umfängliche Überdeckung des Außenleiters um den Innenleiter herum kann hierbei zumindest genauso groß sein, vorzugsweise sogar größer sein wie eine entsprechende Überdeckung durch den zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter befindlichen Isolationskörper. Anders ausgedrückt sollte der Außenleiter im Allgemeinen den Innenleiter zumindest um einen gleichen Prozentanteil umfänglich umgeben, wie dies bei dem Isolationskörper der Fall ist. Nochmals anders ausgedrückt sollten verbleibende Spalte in dem Außenleiter allenfalls gleich groß, vorzugsweise kleiner, sein als Spalte in dem Isolationskörper. Dadurch, dass jeder Außenleiter den oder die darin aufgenommenen Innenleiter im Wesentlichen vollumfänglich umgibt, kann für eine effektive elektromagnetische Abschirmung gesorgt werden. Jeder der Außenleiter kann dabei separat zu der mit dem Steckverbinder zu bestückenden Leiterplatte geführt sein und somit auf ein individuell wählbares elektrisches Potenzial gesetzt werden.
Das Gehäuse des Steckverbinders ist insbesondere dazu ausgestaltet, die Außenleiter des Steckverbinders in einer Weise mechanisch zu halten, dass diese elektrisch voneinander getrennt bleiben. Das Gehäuse kann hierzu zumindest bereichsweise aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Außerdem kann das Gehäuse die Außenleiter derart halten, dass diese räumlich voneinander beabstandet sind. Das Gehäuse ist vorzugweise ferner dazu ausgebildet, einerseits mechanisch an ein weiteres Bauelement wie beispielsweise eine Leiterplatte angebunden zu werden und andererseits mechanisch mit einem Gegenstecker verbunden werden zu können. Dabei können sowohl das Gehäuse als auch die darin gehaltenen Komponenten wie insbesondere die Außenleiter und die darin aufgenommenen Isolationskörper und Innenleiter derart ausgestaltet und/oder angeordnet sein, dass sie Geometrien in herkömmlichen Steckverbindern bzw. damit zu verbindenden Gegensteckern entsprechen. Beispielsweise kann eine Ausgestaltung und/oder Anordnung derart gewählt sein, dass der mehrpolige Steckverbinder ähnlich wie herkömmliche Mini-Coax-Leiterplatten-Steckverbinder einerseits an einer Leiterplatte angebunden und andererseits mit entsprechenden Gegensteckern verbunden werden können.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Außenleiter zwischen einer geöffneten Konfiguration und eine geschlossenen Konfiguration umkonfigurierbar ausgestaltet. In der geöffneten Konfiguration ist eine Öffnung in dem Außenleiter ausgebildet, durch welche der zugehörige Isolationskörper und der zugehörige Innenleiter in einen Innenbereich des Außenleiters einbringbar sind. In der geschlossenen Konfiguration ist die Öffnung derart geschlossen, dass der Außenleiter den zugehörigen Isolationskörper und den zugehörigen Innenleiter sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich umgibt.
Anders ausgedrückt kann der Außenleiter funktional und/oder strukturell dazu ausgestaltet sein, zwischen zwei verschiedenen Konfigurationen umkonfiguriert zu werden. In einer anfänglichen Konfiguration kann eine Öffnung in dem Außenleiter ausgebildet sein. Durch diese Öffnung kann der Isolationskörper sowie der Innenleiter in das Innere des Außenleiters während eines Montagevorgangs eingebracht werden. Anschließend kann der Außenleiter in die geschlossene Konfiguration umkonfiguriert werden, wobei hierbei die zuvor bestehende großflächige Öffnung weitestgehend geschlossen wird, d.h. von einem Teil des Außenleiters überdeckt wird. Der Außenleiter umgibt somit den Innenleiter dann sowohl in dessen ersten als auch in dessen zweiten Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich und kann somit als effektive Schirmung dienen. Der Außenleiter kann hierbei strukturell derart ausgestaltet sein, dass das Umkonfigurieren von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand in einer vorbestimmten Weise erfolgt und insbesondere gewährleistet sein kann, dass in der geschlossenen Konfiguration der Innenleiter überall im Wesentlichen vollumfänglich von dem Außenleiter umgeben wird. Hierzu können an dem Außenleiter beispielsweise Bereiche vorgesehen sein, die sich in vorbestimmter Weise verformen, insbesondere plastisch verformen, lassen.
Gemäß einer konkretisierten Ausführungsform kann der Außenleiter an einem den ersten Innenleiterabschnitt umgebenden ersten Außenleiterabschnitt einen Klappenbereich aufweisen, welcher mit einem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts über einen Gelenkbereich verbunden ist und welcher von einer ersten Stellung, in der der Außenleiter in der geöffneten Konfiguration ist, in eine zweite Stellung, in der der Außenleiter in der geschlossenen Konfiguration ist, verschwenkbar ist.
Mit anderen Worten kann der Außenleiter mit einem speziell ausgestalteten Klappenbereich ausgebildet sein. Der Klappenbereich kann aus einem geöffneten in einem geschlossenen Zustand umkonfiguriert werden. Hierzu kann der Klappenbereich über einen Gelenkbereich mit einem Rest des Außenleiters verbunden sein. Der Gelenkbereich kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass sich dieser in einfacher und vorbestimmter Weise verformen, insbesondere plastisch verformen, lässt und dabei der daran angebrachte Klappenbereich aus einer anfänglich geöffneten Stellung in eine geschlossene Stellung geschwenkt werden kann, um den Außenleiter in die geschlossene Konfiguration zu bringen. Der Klappenbereich kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass er eine Öffnung, die in der ersten, geöffneten Stellung des Klappenbereich, d.h. in der geöffneten Konfiguration des Außenleiters, in dem Außenleiter verbleibt, im Wesentlichen vollständig überdecken kann, wenn der Klappenbereich in die zweite, geschlossene Stellung gebracht wird und der Außenleiter somit in die geschlossene Konfiguration übergeht. Anders ausgedrückt kann der Klappenbereich eine wenigstens gleichgroße Fläche und Kontur aufweisen, die die Öffnung, durch die während der Montage der Isolationskörper und der Innenleiter in das Innere des Außenleiters eingebracht werden sollen.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Außenleiter in einem den ersten Innenleiterabschnitt umgebenden ersten Außenleiterabschnitt eine Quaderform aufweisen.
Anders ausgedrückt kann der Außenleiter in einem Bereich, in dem er typischerweise im montierten Zustand an eine Leiterplatte angrenzt, quaderförmig ausgestaltet sein. Die Quaderform kann an Kanten verrundet ausgestaltet sein. Der Außenleiter kann dabei den darin verlaufenden Innenleiter an dessen erstem Innenleiterabschnitt beispielsweise mit einem rechteckigen, vorzugsweise mit einem quadratischen Querschnitt umgeben. Es wurde erkannt, dass ein derart geformter Außenleiter einfach hergestellt werden kann, Vorteile bei der Montage des Steckverbinders, insbesondere beim Einbringen des isolierten Körpers und des Innenleiters, bieten kann und/oder eine vorteilhafte Schirmung bewirken kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Außenleiter in einem den zweiten Innenleiterabschnitt umgebenden zweiten Außenleiterabschnitt eine Zylinderform aufweisen.
Mit anderen Worten kann der Außenleiter in einem Bereich, in dem er typischerweise im montierten Zustand nach außen hin freiliegt und dort beispielsweise von Leitungen bzw. Schirmungen in einem Gegenstecker kontaktiert werden kann, zylinderförmig ausgestaltet sein. Der Außenleiter kann hierbei den darin verlaufenden Innenleiter an dessen zweitem Innenleiterabschnitt mit einem kreisförmigen Querschnitt umgeben. Es wurde erkannt, dass ein derart geformter Außenleiter einfach hergestellt werden kann, Vorteile bei der Montage des Steckverbinders, insbesondere beim Einbringen des isolierten Körpers und des Innenleiters, bieten kann und/oder eine vorteilhafte Schirmung bewirken kann.
Gemäß einer Ausführungsform sind der längliche Innenleiter und/oder der Isolationskörper und/oder der Außenleiter formstabil. Anders ausgedrückt können der Innenleiter und/oder der Isolationskörper und/oder der Außenleiter hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften und/oder hinsichtlich der in ihnen eingesetzten Materialien derart ausgestaltet sein, dass sie formstabil sind. Unter „formstabil“ kann hierbei verstanden werden, dass die jeweilige Komponente zumindest unter ihrem Eigengewicht ihre Form nicht signifikant ändert und vorzugsweise auch bei Kräften, wie sie typischerweise während der Montage des Steckverbinders auf die jeweilige Komponente ausgeübt werden, ihre Form nicht signifikant ändert. Die formstabilen Komponenten können auch als starr bezeichnet werden. Ferner können die formstabilen Komponenten als mit Kräften, wie sie normalerweise während einer Montage und/oder eines Betriebs des Steckverbinders ausgeübt werden, nicht verbiegbar oder insbesondere nicht schädigungsfrei bzw. irreversibel verbiegbar bezeichnet werden.
Die Formstabilität des Innenleiters und/oder des Isolationskörpers kann sich unter anderem vorteilhaft während der Montage des Steckverbinders auswirken, indem beispielsweise der formstabile Innenleiter in den Isolationskörper eingeschoben werden kann und der formstabile Isolationskörper in den Außenleiter eingeschoben werden kann.
Beispielsweise kann der Innenleiter aus einem Metallblech ausgebildet werden, welches in eine geeignete Form gestanzt und/oder gebogen wurde. Der Isolationskörper kann beispielsweise mit einem Kunststoff ausgebildet werden, der in eine gewünschte Form gebracht wurde. Beispielsweise kann der Isolationskörper spritzgegossen werden oder aus einem Vollkörper durch subtraktive Fertigungsmethoden hergestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Außenleiter aus Metallblech ausgebildet.
Mit anderen Worten kann der Außenleiter aus Metallblech gestanzt und/oder in eine geeignete Form gebogen werden. Der Außenleiter lässt sich hierbei einfach und kostengünstig herstellen.
Insbesondere kann der Außenleiter gemäß einer Ausführungsform einstückig ausgebildet sein.
Anders ausgedrückt braucht der Außenleiter, obwohl er den gekrümmten Innenleiter sowohl in dessen erstem als auch in dessen zweitem Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich umgibt, nicht notwendigerweise aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden, sondern kann vorzugsweise integral aus einem einzelnen Stück bestehen. Beispielsweise kann der Außenleiter aus einem einzigen Metallblech gestanzt und/oder gebogen werden. Hierdurch kann der Außenleiter einerseits einfach und kostengünstig gefertigt werden und andererseits kann durch eine Vermeidung von Übergängen zwischen den Außenleiter formenden separaten Teilen eine Beeinträchtigung einer dort bewirkten Schirmung vermieden werden.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass in manchen Fällen auch eine zweistückige oder mehrstückige Ausgestaltung des Außenleiters Vorteile haben kann, beispielsweise hinsichtlich einer einfacheren und/oder kostengünstigeren Fertigung und/oder Montage.
Gemäß einer Ausführungsform kann jeder der Außenleiter mit dem Gehäuse verrastet sein.
Mit anderen Worten können die Außenleiter des Steckverbinders an dessen Gehäuse durch eine formschlüssige Verrastung gehalten sein. Hierzu kann beispielsweise an einer Außenseite eines Außenleiters ein Vorsprung ausgebildet sein, der in eine komplementär passende Aussparung in dem Gehäuse einrasten kann. Alternativ oder ergänzend kann an einer zu dem Außenleiter gerichteten Seite des Gehäuses ein Vorsprung ausgebildet sein, der in eine komplementär passende Aussparung an dem Außenleiter einrasten kann. Die Außenleiter können somit in einfacher Weise an bzw. in dem Gehäuse montiert werden und dann belastbar an dem Gehäuse gehalten sein. Gegebenenfalls können die Verrastungen reversibel lösbar ausgestaltet sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Steckverbinder ferner ein Positionierelement aufweisen. Das Positionierelement kann dazu konfiguriert sein, mit dem Gehäuse zusammenzuwirken und die Außenleiter beabstandet zueinander in dem Gehäuse zu positionieren.
Anders ausgedrückt kann in dem Steckverbinder eine zusätzliche Komponente in Form des Positionierelements vorgesehen sein. Das Positionierelement kann sich dabei einerseits an dem Gehäuse abstützen und andererseits die Außenleiter derart relativ zueinander positionieren, dass diese sich nicht berühren und elektrisch voneinander separiert sind. Das Positionierelement kann hierzu zumindest bereichsweise aus einem elektrisch isolierenden Material wie zum Beispiel einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff bestehen. Das Positionierelement kann derart geformt und dimensioniert sein, dass es in einen Teilbereich des Gehäuses eingeschoben werden kann und sich dann an Wänden des Gehäuses in diesem Teilbereich abstützen kann. Das Positionierelement kann Trennwände umfassen, die zwischen benachbarte Außenleiter eingeschoben werden können, um diese voneinander zu beabstanden. Das Positionierelement kann beispielsweise durch eine geeignete Verrastung an dem Gehäuse fixiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Gehäuse eine Kraftübertragungseinrichtung aufweisen, welche dazu konfiguriert ist, auf das Gehäuse wirkende Kräfte auf eine mit dem Steckverbinder zu verbindende Leiterplatte zu übertragen.
Mit anderen Worten können an dem Gehäuse strukturelle und/oder funktionale Merkmale ausgebildet werden, die als Kraftübertragungseinrichtung wirken können, um das Gehäuse mitsamt den weiteren Komponenten des Steckverbinders in einer mechanisch belastbaren Weise an einer Leiterplatte fixieren zu können. Beispielsweise können als Kraftübertragungseinrichtung ein oder mehrere Vorsprünge oder ein oder mehrere Zapfen vorgesehen sein, die beispielsweise in komplementär passende Ausnehmungen in der Leiterplatte eingreifen können. Der Steckverbinder kann somit einfach und zuverlässig über sein Gehäuse an der Leiterplatte befestigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Steckverbinder ferner einen EMV-Käfig aus einem elektrisch leitfähigen Material aufweisen, wobei der EMV-Käfig zumindest einen Teilbereich des Steckverbinders überdeckt.
Ein EMV-Käfig kann für eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) einer damit ausgestatteten elektrischen Komponente sorgen, indem er die Komponente zumindest in Teilbereichen gegen elektromagnetische Felder abgeschirmt. Bei dem hier vorgeschlagenen Steckverbinder kann ein EMV-Käfig zumindest einen Teilbereich des Steckverbinders überdecken und somit ein Durchdringen elektromagnetischer Felder durch diesen Teilbereich verhindern. Vorzugsweise wird bei dem vorgeschlagenen Steckverbinder von dem EMV-Käfig ein Teilbereich überdeckt, in dem die Außenleiter die Innenleiter in deren ersten Innenleiterabschnitt in umgeben und an einer Leiterplatte anzubringen sind.
Gemäß einer weiter konkretisierten Ausführungsform kann der EMV-Käfig mit dem Gehäuse mechanisch verbunden sein und eine Kraftübertragungseinrichtung aufweisen, welche dazu konfiguriert ist, auf das Gehäuse wirkende Kräfte auf eine mit dem Steckverbinder zu verbindende Leiterplatte zu übertragen.
Anders ausgedrückt kann der EMV-Käfig mechanisch belastbar mit dem Gehäuse des Steckverbinders verbunden sein. Ferner kann der EMV-Käfig über eine oder mehrere Kraftübertragungseinrichtungen, beispielsweise in Form von abragenden Zapfen oder Stiften, verfügen, über die der EMV-Käfig mechanisch belastbar an der Leiterplatte befestigt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform des Steckverbinders kann jeweils einer der Isolationskörper jeweils zwei zugehörige der Innenleiter sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich umgeben und jeweils einer der Außenleiter jeweils einen zugehörigen der Isolationskörper mitsamt den darin aufgenommen zwei Innenleitern sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt im Wesentlichen vollumfänglich umgeben.
In einer solchen Ausführungsform sind somit innerhalb eines Außenleiters und des zugehörigen Isolationskörpers jeweils wenigstens zwei Innenleiter aufgenommen. Über ein solches Paar von Innenleitern können beispielsweise bei einer Datenkommunikation Signalpaare übertragen werden. Die beiden Innenleiter sind hierbei durch den gemeinsamen Außenleiter abgeschirmt und somit die über sie übertragenen Signalpaare gegen elektromagnetische Störungen geschützt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Fertigen eines mehrpoligen Steckverbinders gemäß einer weiter oben konkretisiert dargestellten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist der Außenleiter beispielsweise mit einem Klappenbereich ausgestattet, um zwischen einer geöffneten Konfiguration und einer geschlossenen Konfiguration umkonfigurierbar zu sein. Das Verfahren umfasst dabei zumindest die folgenden Schritte, möglicherweise, aber nicht notwendigerweise, in der angegebenen Reihenfolge:

Bereitstellen der Außenleiter jeweils in der geöffneten Konfiguration,
Einbringen jeweils eines zugehörigen der Isolationskörper in den Innenbereich des jeweiligen Außenleiters,
Einbringen jeweils eines zugehörigen der Innenleiter in einen Innenbereich eines zugehörigen der Isolationskörper, und
Umkonfigurieren des Außenleiters in die geschlossene Konfiguration.

Mit anderen Worten wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren jeder der Außenleiter des mehrpoligen Steckverbinders zunächst in seiner geöffneten Konfiguration bereitgestellt. In dieser geöffneten Konfiguration ist in dem Außenleiter eine Öffnung ausgebildet. Durch diese Öffnung können der Isolationskörper und der wenigstens eine Innenleiter in den Innenbereich eines jeweiligen Außenleiters eingebracht werden. Insbesondere können der Isolationskörper und der Innenleiter in die Öffnung hineingeschoben werden, bis sie sich im Innenbereich des Außenleiters befinden.
Dabei kann zuerst der Innenleiter in den Isolationskörper eingeschoben werden und dann beide zusammen in den Innenbereich des Außenleiters eingeschoben werden. Alternativ kann auch zunächst nur der Isolationskörper in den Innenbereich des Außenleiters eingeschoben werden und erst anschließend der Innenleiter in den Isolationskörper eingebracht werden. Hierbei kann sich vorteilhaft auswirken, dass der Isolationskörper und/oder der Innenleiter formstabil ausgeführt sein können und somit durch Ausüben eines Drucks in den Innenbereich des Außenleiters eingeschoben werden können.
Ferner kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung die Öffnung in dem Außenleiter in einem hinteren Bereich des Außenleiters, in dem der Außenleiter den ersten Innenleiterabschnitt mit einem ersten Außenleiterabschnitt umgibt und vorzugsweise eine Quaderform aufweist, ausgebildet sein. Der Isolationskörper kann in diesem Bereich eine hierzu komplementäre Quaderform aufweisen und somit durch die Öffnung in dem Außenleiter hindurch in den Innenbereich des Außenleiters eingeschoben werden, bis er den quaderförmigen Außenleiterabschnitt weitestgehend ausfüllt.
Ein zweiter Außenleiterabschnitt des Außenleiters kann hierbei zylinderförmig sein. Dementsprechend kann ein in diesen zweiten Außenleiterabschnitt einzubringender Bereich des Isolationskörpers ebenfalls zylinderförmig sein. Der Isolationskörper kann dann mit seinem zylinderförmigen Bereich linear entlang einer Mittelachse des zylinderförmigen zweiten Außenleiterabschnitts eingeschoben werden.
Insgesamt können bei dieser Ausgestaltung des Steckverbinders sowohl der Außenleiter als auch der Isolationskörper und der Innenleiter jeweils einstückig ausgebildet sein und beim Zusammenfügen der drei Komponenten können der Innenleiter und der Isolationskörper jeweils in linearen Schubbewegungen relativ zueinander sowie relativ zu dem Außenleiter bewegt und dabei ineinander hinein verlagert werden.
Anschließend kann der Außenleiter in seine geschlossene Konfiguration umkonfiguriert werden, sodass er dann den Innenleiter und den Isolationskörper weitgehend vollständig umschließt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Außenleiter des Steckverbinders in einer Weise mit einem Klappenbereich ausgestaltet, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Der Klappenbereich wird dabei nach dem Einbringen sowohl des zugehörigen Isolationskörpers in den Innenbereich des Außenleiters als auch des zugehörigen Innenleiters in den Innenbereich des zugehörigen Isolationskörpers in die zweite Stellung geschwenkt.
Anders ausgedrückt kann der Außenleiter zunächst mit einem geöffneten Klappenbereich bereitgestellt werden. Der Isolationskörper und der wenigstens eine Innenleiter können dann durch diesen geöffneten Klappenbereich in den Innenbereich des Außenleiters eingebracht, insbesondere eingeschoben werden. Anschließend kann der Klappenbereich in die zweite, geschlossene Stellung geschwenkt werden. Hierbei kann der Klappenbereich um den Gelenkbereich herum geschwenkt werden. Der Gelenkbereich kann hierbei gegebenenfalls verformt, insbesondere plastisch verformt, werden.
Gemäß einer weiter konkretisierten Ausführungsform kann bei dem Verfahren der Klappenbereich in der zweiten Stellung durch einen Kraftschluss, einen Formschluss und/oder einen Stoffschluss mit einem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts fixiert werden.
Anders ausgedrückt kann der Klappenbereich, nachdem er in die geschlossene zweite Stellung geschwenkt wurde, in dieser zweiten Stellung fixiert werden. Hierzu kann ein Kraftschluss eingesetzt werden, indem beispielsweise der Klappenbereich mit einem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts verklemmt wird. Alternativ oder ergänzend kann ein Formschluss eingesetzt werden, indem beispielsweise der Klappenbereich mit dem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts verrastet wird. Als weitere Alternative kann ein Stoffschluss eingesetzt werden, indem beispielsweise der Klappenbereich mit dem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts verlötet, verschweißt oder verklebt wird. Durch das Fixieren des Klappenbereichs kann sichergestellt werden, dass der Außenleiter einschließlich des Klappenbereichs den Innenleiter und den Isolationskörper weitestgehend vollumfänglich umschließt.
Gemäß einer weiter konkretisierten Ausführungsform des Verfahrens wird der Klappenbereich in der zweiten Stellung durch Einbringen eines Positionierelements, welches dazu konfiguriert ist, mit dem Gehäuse zusammenzuwirken und die Außenleiter beabstandet zueinander in dem Gehäuse zu positionieren, fixiert.
Das Positionierelement erfüllt somit zwei Aufgaben. Einerseits dient es dazu, die Außenleiter in dem Gehäuse des Steckverbinders geeignet beabstandet voneinander zu positionieren. Andererseits soll das Positionierelement auch derart ausgestaltet und positioniert werden, dass es die Klappenbereiche der mehreren Außenleiter jeweils in ihrer geschlossenen zweiten Stellung hält, sobald sowohl die Außenleiter als auch das Positionierelement in dem Steckverbinder montiert sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Steckverbinder und teilweise mit Bezug auf ein Verfahren zum Fertigen eines solchen Steckverbinders beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die für einzelne Ausführungsformen beschriebenen Merkmale in analoger Weise geeignet auf andere Ausführungsformen übertragen werden können, angepasst werden können und/oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung und möglicherweise Synergieeffekten zu gelangen.
Figurenliste
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert, wobei weder die Zeichnungen noch die Erläuterungen als die Erfindung in irgendeiner Weise einschränkend auszulegen sind.

1 veranschaulicht einen Aufbau eines herkömmlichen mehrpoligen Steckverbinders ohne Gehäuse.
2 veranschaulicht einen Aufbau eines erfindungsgemäßen mehrpoligen Steckverbinders ohne Gehäuse.
3(a) - 3(e) zeigen einen erfindungsgemäßen mehrpoligen Steckverbinder aus verschiedenen Perspektiven.
4 und 5 veranschaulichen ein Verfahren zum Fertigen eines mehrpoligen Steckverbinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 veranschaulicht eine spezielle verrastete Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen mehrpoligen Steckverbinders.
7 veranschaulicht einen erfindungsgemäßen Steckverbinder mit einem Positionierelement.
8 zeigt das Positionierelement aus 7 in anderer Perspektive.
9 veranschaulicht einen erfindungsgemäßen Steckverbinder mit einem darin aufgenommenem Positionierelement und einer Kraftübertragungseinrichtung.
10 veranschaulicht einen erfindungsgemäßen Steckverbinder mit einem EMV-Käfig.
11(a) und 11(b) veranschaulicht einen erfindungsgemäßen Steckverbinder mit jeweils zwei von einem gemeinsamen Außenleiter umgebenen Innenleitern.
12 veranschaulicht ein Verfahren zum Fertigen des Steckverbinders aus 11.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Zeichnungen gleiche bzw. gleichwirkende Merkmale.
BESCHREIBUNG VON VORTEILHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 veranschaulicht ein Beispiel eines herkömmlichen mehrpoligen Mini-Coax-Leiterplatten-Steckverbinders 101. Ein Gehäuse ist hierbei nicht dargestellt, um einen inneren Aufbau des Steckverbinders 101 erkennen zu können.
Der beispielhafte Steckverbinder 101 verfügt über vier Innenleiter 103. In einem von einem Gegenstecker (nicht dargestellt) zu kontaktierenden, horizontal verlaufenden Anschlussbereich 147 ist jeder der Innenleiter 103 von einem zylindrisch ausgebildeten Außenleiter 107 umgeben. In einem hinteren Bereich des Steckverbinders 101 verlaufen die Innenleiter 103 jeweils in vertikaler Richtung und können so an einer Leiterplatte (nicht dargestellt) angebunden werden. „Horizontal“ heißt hierbei parallel zu der Leiterplatte, an die der Steckverbinder angebracht werden soll, und „vertikal“ heißt dementsprechend senkrecht zu dieser Leiterplatte. Alle vier Außenleiter 107 münden im hinteren Bereich des Steckverbinders 101 in einen gemeinsamen hinteren kastenförmigen Außenleiterbereich 108. Da sowohl die Außenleiter 107 als auch der gemeinsame Außenleiterbereich 108 aus elektrisch leitendem Metallblech gebildet sind, sind somit alle Außenleiter 107 elektrisch miteinander verbunden und somit auf ein gleiches elektrisches Potenzial gesetzt.
Es wurde beobachtet, dass insbesondere bei hochfrequenten Signalübertragungen über die verschiedenen Innenleiter 103 dieses Setzen auf ein gemeinsames elektrisches Potenzial zu negativen Einflüssen auf die Signalübertragungen führen kann.
2 veranschaulicht ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 1 ohne dessen Gehäuse. In 3 sind verschiedene Ansichten dieses Steckverbinders 1 einschließlich Gehäuse 9 dargestellt. 3 (a) zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg oben vorne. 3 (b) zeigt eine Ansicht von vorne auf einen mit einem Gegenstecker zu koppelnden Anschlussbereich 47.
3 (c) zeigt eine Ansicht von hinten. 3 (d) zeigt eine Ansicht von einer Seite. 3 (e) zeigt eine Ansicht von unten.
Der Steckverbinder 1 verfügt im dargestellten Beispiel über vier längliche, metallische Innenleiter 3. Diese weisen jeweils eine gekrümmte Geometrie auf, sodass ein erster Innenleiterabschnitt 13 in einem hinteren Bereich des Steckverbinders 1 in einer ersten Richtung und ein zweiter Innenleiterabschnitt 15 angrenzend an einen Anschlussbereich 47 des Steckverbinders 1 in einer hierzu senkrecht verlaufenden zweiten Richtung verlaufen. Der zweite Innenleiterabschnitt 15 verläuft in diesem Fall horizontal, d.h. parallel zu einer Ebene einer Leiterplatte 11, an der der Steckverbinder 1 angebracht werden soll. Der zweite Innenleiterabschnitt 15 mündet in dem mit dem Gegenstecker zu koppelnden Anschlussbereich 47. Der erste Innenleiterabschnitt 13 verläuft vertikal und kann somit senkrecht in hierfür vorgesehene Ausnehmungen 43 in der Leiterplatte 11 eingesteckt und dort elektrisch kontaktiert werden.
Jeder der Innenleiter 3 ist von einem Isolationskörper 5 aus einem elektrisch isolierenden Material wie zum Beispiel Kunststoff umgeben. Wie beispielsweise in 4 zu erkennen, umgibt der Isolationskörper 5 den zugehörigen Innenleiter 3 sowohl an dessen erstem Innenleiterabschnitt 13 als auch an dessen zweitem Innenleiterabschnitt 15 im Wesentlichen vollumfänglich.
Jeder der Isolationskörper 5 wiederum ist von einem Außenleiter 7 aus elektrisch leitfähigem Material wie zum Beispiel Metallblech umgeben. Der Außenleiter 7 umgibt den jeweiligen Isolationskörper 5 mitsamt dem darin aufgenommenen Innenleiter 3 dabei sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt 13 als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt 15 im Wesentlichen vollumfänglich. Der Isolationskörper 5 und der Außenleiter 7 sind dabei geometrisch derart ausgestaltet, dass der Isolationskörper 5 den Außenleiter 7 über weitgehende Bereiche, d.h. insbesondere überall dort, wo der Innenleiter 3 außerhalb des Anschlussbereich 47 nicht von einem Gegenstecker kontaktiert werden braucht, im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Der Isolationskörper 5 sorgt somit für eine elektrische Isolation zwischen dem Innenleiter 3 und dem Außenleiter 7 und füllt ferner ein Volumen zwischen diesen beiden Komponenten weitgehend homogen mit elektrisch isolierendem Material einheitlicher Dielektrizitätskonstante aus.
In einem den ersten Innenleiterabschnitt 13 umgebenden ersten Außenleiterabschnitt 21 weist der Außenleiter 7 hierbei eine Quaderform auf. Von diesem ersten Außenleiterabschnitt 21 ragen jeweils Anschlusspins 41 ab, welche in Ausnehmungen 45 in der Leiterplatte 11 eingebracht werden können. Über den jeweiligen Anschlusspin 41 kann jeder der mehreren Außenleiter 7 des Steckverbinders 1 separat an die Leiterplatte 11 angeschlossen werden und auf ein individuelles elektrisches Potenzial gesetzt werden.
Eine Ausgestaltung und Anordnung sowohl der ersten Innenleiterabschnitte 13 als auch der Anschlusspins 41 können hierbei derart gewählt sein, dass diese in jeweilige Ausnehmungen 43, 45 in der Leiterplatte 11 eingepasst werden können. Dabei können die Ausnehmungen 43, 45 in gleicher Weise konfiguriert sein wie für einen herkömmlichen Steckverbindern 101. Alternativ kann eine Anbindung an die Leiterplatte 11 auch mithilfe einer SMD-Technologie (surface mounted device) erfolgen.
In einem den zweiten Innenleiterabschnitt 15 umgebenden zweiten Außenleiterabschnitt 27 weist der Außenleiter 7 eine Zylinderform auf. Innerhalb des Anschlussbereichs 47 sind dabei die Innenleiter 3 und Außenleiter 7 im Wesentlichen in gleicher Weise ausgestaltet und angeordnet wie bei dem herkömmlichen Steckverbinder 101, sodass auch der hierin vorgeschlagene Steckverbinder 1 mit herkömmlich verwendeten Gegensteckern gekoppelt werden kann.
Mit Bezug auf die 4 und 5 wird nachfolgend eine mögliche Ausgestaltung eines Verfahrens zum Fertigen von hierin beschriebenen Steckverbindern 1 erklärt.
Der Außenleiter 7 kann in seinem hinteren, quaderförmigen ersten Außenleiterabschnitt 21 einen Klappenbereich 23 aufweisen. Dieser Klappenbereich 23 ist mit einem angrenzenden Bereich des ersten Außenleiterabschnitts 21 über einen Gelenkbereich 25 verbunden. Der Klappenbereich 23 kann zwischen einer ersten, geöffneten Stellung, wie sie in 4 und 5(a) dargestellt ist, und einer zweiten, geschlossenen Stellung, wie sie in 5(b) dargestellt ist, verschwenkt werden.
Solange der Klappenbereich 23 in der geöffneten Stellung ist, befindet sich der Außenleiter 7 in einer geöffneten Konfiguration. Der geöffnete Klappenbereich 23 gibt hierbei eine Öffnung 17 in dem Außenleiter 7 frei. Durch diese Öffnung 17 kann der vorzugsweise ausreichend formstabile Isolationskörper 5 in einen Innenbereich 19 innerhalb des Außenleiters 7 eingeschoben werden. Zuvor, gleichzeitig oder anschließend kann der vorzugsweise ebenfalls ausreichend formstabile Innenleiter 3 in einen Innenbereich 20 in diesem Isolationskörper 5 eingeschoben werden.
Sobald sowohl der Innenleiter 3 als auch der Isolationskörper 5 in dem Innenbereich 19 des Außenleiters 7 aufgenommen sind, kann der Klappenbereich 23 um den Gelenkbereich 25 in seine geschlossene Stellung geschwenkt werden und damit die Öffnung 17 in dem Außenleiter 7 weitestgehend verschlossen bzw. überdeckt werden, wie dies in 5(b) dargestellt ist. Der Klappenbereich 23 kann mit einem angrenzenden Bereich des Außenleiters 7 beispielsweise verrastet, verklemmt, verklebt, verlötet, verschweißt oder in anderer Weise verbunden werden, um den Klappenbereich 23 in der geschlossenen Stellung zu fixieren.
Durch die spezielle Ausgestaltung des Außenleiters 7 mit dem verschwenkbaren Klappenbereich 23 kann ermöglicht werden, dass der Isolationskörper 5 und der Innenleiter 3 in einfacher Weise in dem Innenbereich 19 des Außenleiters 7 aufgenommen werden können. Der Isolationskörper 5 und der Innenleiter 3 können hierbei jeweils zueinander passende abgewinkelte Geometrien aufweisen, sodass der Innenleiter 3 in dem Innenbereich 20 des Isolationskörpers 5 aufgenommen und von diesem weitestgehend vollumfänglich umgeben werden kann. Auch der Außenleiter 7 und der Isolationskörper 5 können jeweils zueinander passende abgewinkelte Geometrien aufweisen, sodass der Isolationskörper 5 in dem Innenbereich 19 des Außenleiters 7 aufgenommen werden kann und diesen weitestgehend ausfüllt. Sobald der Klappenbereich 23 dann geschlossen wurde, kann der Außenleiter 7 den Isolationskörper 5 samt dem darin aufgenommenen Innenleiter 3 sowohl angrenzend an den ersten Innenleiterabschnitt 13 als auch angrenzend an den zweiten Innenleiterabschnitt 15 im Wesentlichen vollumfänglich umgeben.
Auf diese Weise kann von den Außenleitern 7 eine sehr effiziente und für jeden der Innenleiter 3 individuelle elektrische Schirmung bewirkt werden.
Dabei kann jeder einzelne Außenleiter 7 vorzugsweise einstückig ausgebildet sein und beispielsweise durch geschicktes Stanzen, Biegen und/oder Falten eines Metallblechs in die gewünschte Form mit dem zylindrischen zweiten Außenleiterabschnitt 27 und dem quaderförmigen ersten Außenleiterabschnitt 21 einschließlich dem Klappenbereich 23 und dem Gelenkbereich 25 gebracht werden.
Nachdem die Außenleiter 7 mit den Isolationskörpern 5 und den Innenleitern 3 bestückt wurden, kann jeder der Außenleiter 7 an dem Gehäuse 9 fixiert werden. Hierzu kann beispielsweise an dem Gehäuse 9 jeweils eine Verrastungsanordnung 29 vorgesehen sein, wie in 4 dargestellt. Die Verrastungsanordnung 29 kann einstückig mit einem Rest des Gehäuses 9 ausgebildet sein. Die Verrastungsanordnung 29 kann derart ausgestaltet sein, dass sie nach einem Einschieben des jeweiligen Außenleiters 7 an eine für ihn vorgesehene Position innerhalb des Gehäuses 9 diesen Außenleiter 7 hintergreift, beispielsweise indem eine Rastnase oder ein Rasthaken sich hinter ein hinteres Ende des Außenleiters 7 schiebt. Hierdurch kann jeder der Außenleiter 7 in der für ihn vorgesehenen Position innerhalb des Gehäuses 9 gehalten werden.
Alternativ oder ergänzend kann, wie in 6 dargestellt, an jedem der Außenleiter 7 eine Verrastungsanordnung 31 beispielsweise in Form eines Schnapphakens ausgebildet sein. Die Verrastungsanordnung 31 kann hierbei mit komplementär ausgebildeten Strukturen innerhalb des Gehäuses 9 zusammenwirken, sobald ein Außenleiter 7 eine für ihn vorgesehene Position innerhalb des Gehäuses 9 erreicht hat. Beispielsweise können Schnapphaken in geeignete Ausnehmungen innerhalb des Gehäuses 9 einrasten.
Wie in den 7 bis 9 veranschaulicht, kann der Steckverbinder 1 ferner über ein Positionierelement 33 verfügen. Das Positionierelement 33 ist dazu konfiguriert, einerseits mit dem Gehäuse 9 zusammenzuwirken und andererseits die Außenleiter 7 des Steckverbinders 1 an geeigneten Positionen beabstandet zueinander in dem Gehäuse zu positionieren.
Das Positionierelement 33 kann mit elektrisch isolierendem Material wie beispielsweise Kunststoff ausgebildet sein. Insbesondere kann das Positionierelement 33 als kostengünstige und einfach zu fertigende zusätzliche Komponente beispielsweise mithilfe von Spritzguss gefertigt werden. Das Positionierelement 33 kann über Trennwände 49 verfügen, welche zwischen benachbarte Außenleiter 7 eingebracht werden können und diese voneinander beabstandet halten und elektrisch voneinander isolieren können.
Für spezielle Einsatzzwecke kann es alternativ vorteilhaft sein, das Positionierelement 33 mit einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise mit einem Metall, auszubilden. Das Positionierelement 33 kann hierdurch benachbarte angrenzende Außenleiter 7 sowohl positionieren als auch elektrisch miteinander verbinden.
Das Positionierelement 33 kann mithilfe einer Verrastungsanordnung 51 an dem Gehäuse 9 fixiert werden. Ein etwaiges Rastspiel kann gegebenenfalls über Quetschkanten oder Ähnliches ausgeglichen werden. Bei der konkret dargestellten Ausgestaltung weist das Positionierelement 33 Rastnasen 53 auf, die in eine in dem Gehäuse 9 vorgesehene Nut 57 eingeschoben werden können, bis sie in komplementären Ausnehmungen 55 in den Gehäuses 9 einrasten, um das Positionierelement 33 an geeigneter Position an dem Gehäuse 9 zu fixieren.
Das Positionierelement 33 kann ergänzend derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass es nach seiner Montage an dem Gehäuse 9 zumindest unterstützend dafür sorgt, dass die Klappenbereiche 23 der verschiedenen Außenleiter 7 in deren geschlossenen Positionen gehalten werden.
Wie in 9 unter anderem vergrößert dargestellt, kann an dem Gehäuse 9 ferner eine Kraftübertragungseinrichtung 35 vorgesehen sein. Mithilfe dieser Kraftübertragungseinrichtung 35 kann das Gehäuse 9 einschließlich der daran befestigten weiteren Komponenten des Steckverbinders 1 an einer Leiterplatte 11 befestigt werden und auf das Gehäuse 9 wirkende Kräfte an die Leiterplatte 11 übertragen werden.
Die Kraftübertragungseinrichtung 35 kann mithilfe einer oder mehrerer abragender Strukturen wie beispielsweise Stiften oder Pins 59 ausgestaltet sein, die in passende Ausnehmungen 45 in der Leiterplatte 11 eingreifen können.
Beispielsweise können Pins 59 einstückig mit dem Gehäuse 9 ausgebildet sein, zum Beispiel indem diese zusammen mit dem Gehäuse 9 durch Spritzguss erzeugt werden. Ein Pin 59 kann hierbei mit einer oder mehreren Kerben 61 versehen sein. Solche Kerben 61 können dazu dienen, dass während eines Verlötens der Leiterplatte 11 mit dem Steckverbinder 1 Lot in die Kerben 61 einfließt und nach dessen Aushärten somit ein Formschluss erzeugt wird, aufgrund dessen der Pin 59 und das damit verbundene Gehäuse 9 an der Leiterplatte 11 fixiert wird.
Alternativ können Pins 59 als zusätzliche Komponenten an dem Gehäuse 9 fixiert sein. Beispielsweise können Pins 59 zum Beispiel als Metallstifte in Ausnehmungen in dem Gehäuse 9 eingelassen oder beim Herstellen des Gehäuses 9 mit umspritzt werden. Die Metallstifte können eine zylindrische, quaderförmige oder anders ausgestaltete Geometrie aufweisen. Die Pins 59 können auch als Blecheinlegeteil ausgestaltet sein. Gegebenenfalls können Pins auch im Nachhinein in das Gehäuse gesteckt bzw. verrastet werden. Solche Pins 59 bzw. Metallstifte können beim Verlöten des Steckverbinders 1 mit der Leiterplatte 11 eingelötet werden.
Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Steckverbinder 1 ergänzend oder ausschließlich über dessen Außenleiter 7 mechanisch mit der Leiterplatte 11 verbunden sein. D.h., in einer vereinfachten Ausgestaltung des Steckverbinders 1 kann gegebenenfalls auf Kraftübertragungseinrichtungen, die an dem Gehäuse 9 vorgesehen sind, verzichtet werden.
10 zeigt eine Ausgestaltung eines Steckverbinders 1, bei der an einem hinteren Bereich des Gehäuses 9 ein EMV-Käfig 37 angebracht ist. Der EMV-Käfig 37 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material wie beispielsweise Metallblech. Der EMV-Käfig 37 überdeckt den hinteren Bereich des Steckverbinders 1 und kann dadurch dafür sorgen, dass elektromagnetische Strahlung in diesem Bereich abgeschirmt wird. Der EMV-Käfig 37 kann beispielsweise durch Verrastungsanordnungen 63 an dem Gehäuse 9 gehalten sein. Ferner können an dem EMV-Käfig 37 Kraftübertragungseinrichtungen 39 vorgesehen sein, sodass auf den Steckverbinder 1 wirkende Kräfte über dessen Gehäuse 9 und den EMV-Käfig 37 in Ausnehmungen 45 in der Leiterplatte 11 abgeleitet werden können.
11 zeigt perspektivische Ansichten von schräg oben vorne (11 (a)) und schräg unten hinten (11 (b)) eines speziell ausgestalteten Steckverbinders 1, bei dem in einem Isolationskörper 5 jeweils zwei Innenleiter 3 aufgenommen sind. 12 veranschaulicht dabei ein Verfahren zum Fertigen eines solchen Steckverbinders 1.
Die beiden Innenleiter 3 weisen hierbei eine abgewinkelte Geometrie auf. Die beiden Innenleiter 3 werden in entsprechend komplementär ausgestaltete und nebeneinander angeordnete Innenbereiche 20 in dem Isolationskörper 5 eingeschoben. Der Isolationskörper 5 wiederum wird bei geöffnetem Klappenbereich 23 durch die Öffnung 17 in den Innenbereich 19 des Außenleiters 7 eingeschoben. Anschließend wird der Klappenbereich 23 geschlossen und der Außenleiter 7 in das Gehäuse 9 eingebracht. Jeder Außenleiter 7 umschließt somit ein Paar von Innenleitern 3. Über die Innenleiter 3 können somit Signalpaare übertragen werden. Mithilfe des gemeinsamen Außenleiter 7 können diese Signalpaare elektromagnetisch abgeschirmt werden. Der Steckverbinder 1 kann somit als 2-Draht-Leiterplatten-Steckverbinder wirken. In einer alternativen Ausgestaltung kann in einem gemeinsamen Außenleiter 7 eine beliebige Vielzahl von Innenleitern 3 aufgenommen sein.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinder
3: Innenleiter
5: Isolationskörper
7: Außenleiter
9: Gehäuse
11: Leiterplatte
13: erster Innenleiterabschnitt
15: zweiter Innenleiterabschnitt
17: Öffnung in dem Außenleiter
19: Innenbereich des Außenleiters
20: Innenbereich des Isolationskörpers
21: erster Außenleiterabschnitt
23: Klappenbereich
25: Gelenkbereich
27: zweiter Außenleiterabschnitt
29: Verrastungsanordnung am Gehäuse
31: Verrastungsanordnung am Außenleiter
33: Positionierelement
35: Kraftübertragungseinrichtung
37: EMV-Käfig
39: Kraftübertragungseinrichtung des EMV-Käfigs
41: Anschlusspin
43: Ausnehmungen für Innenleiter in Leiterplatte
45: Ausnehmungen für Anschlusspins in Leiterplatte
47: Anschlussbereich
49: Trennwände an Positionierelement
51: Verrastungsanordnung an Positionierelement
53: Rastnase
55: Ausnehmung in Gehäuse
57: Nut in Gehäuse
59: Pin
61: Kerbe
63: Verrastungsanordnung an EMV-Käfig
101: Steckverbinder
103: Innenleiter
107: Außenleiter
108: gemeinsamer hinterer Außenleiterbereich
141: Anschlusspin
147: Anschlussbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0446980 A1 [0005]
EP 0700131 B1 [0005]
EP 2755282 B1 [0005]
WO 2019/136199 A2 [0005]

Claims

Mehrpoliger Steckverbinder (1) aufweisend: mehrere längliche Innenleiter (3), mehrere Isolationskörper (5), mehrere Außenleiter (7), und ein Gehäuse (9), wobei jeder der Innenleiter (3) eine gekrümmte Geometrie aufweist, sodass ein an ein erstes Ende des Innenleiters (3) angrenzender erster Innenleiterabschnitt (13) in einer ersten Richtung verläuft und ein an ein zweites Ende des Innenleiters (3) angrenzender zweiter Innenleiterabschnitt (15) in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung verläuft, wobei jeweils einer der Isolationskörper (5) jeweils einen zugehörigen der Innenleiter (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im zumindest bereichsweise umfänglich umgibt, wobei jeweils einer der Außenleiter (7) jeweils einen zugehörigen der Isolationskörper (5) mitsamt dem darin aufgenommen Innenleiter (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im Wesentlichen vollumfänglich umgibt, und wobei alle Außenleiter (7) gemeinsam und jeweils voneinander elektrisch getrennt in dem Gehäuse (9) gehalten sind.
Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei der Außenleiter (7) zwischen einer geöffneten Konfiguration und eine geschlossenen Konfiguration umkonfigurierbar ausgestaltet ist, wobei in der geöffneten Konfiguration eine Öffnung (17) in dem Außenleiter (7) ausgebildet ist, durch welche der zugehörige Isolationskörper (5) und der zugehörige Innenleiter (3) in einen Innenbereich (19) des Außenleiters (7) einbringbar ist, und wobei in der geschlossenen Konfiguration die Öffnung (17) derart geschlossen ist, dass der Außenleiter (7) den zugehörigen Isolationskörper (5) und den zugehörigen Innenleiter (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im Wesentlichen vollumfänglich umgibt.
Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 2, wobei der Außenleiter (7) an einem den ersten Innenleiterabschnitt (13) umgebenden ersten Außenleiterabschnitt (21) einen Klappenbereich (23) aufweist, welcher mit einem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts (21) über einen Gelenkbereich (25) verbunden ist und welcher von einer ersten Stellung, in der der Außenleiter (7) in der geöffneten Konfiguration ist, in eine zweite Stellung, in der der Außenleiter (7) in der geschlossenen Konfiguration ist, verschwenkbar ist.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Außenleiter (7) in einem den ersten Innenleiterabschnitt (13) umgebenden ersten Außenleiterabschnitt (21) eine Quaderform aufweist.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Außenleiter (7) in einem den zweiten Innenleiterabschnitt (15) umgebenden zweiten Außenleiterabschnitt (27) eine Zylinderform aufweist.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der längliche Innenleiter (3) und/oder der Isolationskörper (5) und/oder der Außenleiter (7) formstabil sind.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Außenleiter (7) aus Metallblech ausgebildet ist.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Außenleiter (7) einstückig ausgebildet ist.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der Außenleiter (7) mit dem Gehäuse (9) mittels einer Verrastungsanordnung (29; 31) verrastet ist.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Positionierelement (33), wobei das Positionierelement (33) dazu konfiguriert ist, mit dem Gehäuse (9) zusammenzuwirken und die Außenleiter (7) beabstandet zueinander in dem Gehäuse (9) zu positionieren.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (9) eine Kraftübertragungseinrichtung (35) aufweist, welche dazu konfiguriert ist, auf das Gehäuse (9) wirkende Kräfte auf eine mit dem Steckverbinder (1) zu verbindende Leiterplatte (11) zu übertragen.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen EMV-Käfig (37) aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei der EMV-Käfig (37) zumindest einen Teilbereich des Steckverbinders (1) überdeckt.
Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 12, wobei der EMV-Käfig (37) mit dem Gehäuse (9) mechanisch verbunden ist und eine Kraftübertragungseinrichtung (39) aufweist, welche dazu konfiguriert ist, auf das Gehäuse (9) wirkende Kräfte auf eine mit dem Steckverbinder (1) zu verbindende Leiterplatte (11) zu übertragen.
Mehrpoliger Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeweils einer der Isolationskörper (5) jeweils zwei zugehörige der Innenleiter (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im Wesentlichen vollumfänglich umgibt, wobei jeweils einer der Außenleiter (7) jeweils einen zugehörigen der Isolationskörper (5) mitsamt den darin aufgenommen zwei Innenleitern (3) sowohl an dem ersten Innenleiterabschnitt (13) als auch an dem zweiten Innenleiterabschnitt (15) im Wesentlichen vollumfänglich umgibt.
Verfahren zum Fertigen eines mehrpoligen Steckverbinders (1) gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen der Außenleiter (7) jeweils in der geöffneten Konfiguration, Einbringen jeweils eines zugehörigen der Isolationskörper (5) in den Innenbereich (19) des jeweiligen Außenleiters (7), Einbringen jeweils eines zugehörigen der Innenleiter (3) in einen Innenbereich (20) eines zugehörigen der Isolationskörper (5), und Umkonfigurieren des Außenleiters (7) in die geschlossene Konfiguration.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Steckverbinder (1) als Steckverbinder gemäß Anspruch 3 gefertigt wird, wobei der Klappenbereich (23) nach dem Einbringen sowohl des zugehörigen Isolationskörpers (5) in den Innenbereich (19) des Außenleiters (7) als auch des zugehörigen Innenleiters (3) in den Innenbereich (20) des zugehörigen Isolationskörpers (5) in die zweite Stellung geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Klappenbereich (23) in der zweiten Stellung durch einen Kraftschluss, einen Formschluss und/oder einen Stoffschluss mit einem anderen Bereich des ersten Außenleiterabschnitts (21) fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 und 17, wobei der Klappenbereich (23) in der zweiten Stellung durch Einbringen eines Positionierelements (33), welches dazu konfiguriert ist, mit dem Gehäuse (9) zusammenzuwirken und die Außenleiter (7) beabstandet zueinander in dem Gehäuse (9) zu positionieren, fixiert wird.