DE102022202848A1 - Contact element, contact element system and connector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement (10a; 10b) für einen Steckverbinder (100), ein Kontaktelementsystem (50) und einen Steckverbinder (100). Dabei umfasst das Kontaktelement (10a; 10b) für einen Steckverbinder (100) einen leitfähigen Kontaktelementkörper (1a; 1b), welcher zumindest eine Anpassungsstruktur (5) aufweist, welche ausgelegt und vorgesehen ist, elektrische Eigenschaften des Kontaktelements (10a; 10b) und/oder des Steckverbinders (100) durch eine Modifikation der Anpassungsstruktur (5) anzupassen und/oder einzustellen.The invention relates to a contact element (10a; 10b) for a plug connector (100), a contact element system (50) and a plug connector (100). The contact element (10a; 10b) for a plug connector (100) comprises a conductive contact element body (1a; 1b), which has at least one adaptation structure (5) which is designed and provided, electrical properties of the contact element (10a; 10b) and/or or to adapt and/or adjust the connector (100) by modifying the adaptation structure (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement für einen Steckverbinder, ein Kontaktelementsystem und einen Steckverbinder.The invention relates to a contact element for a plug connector, a contact element system and a plug connector.
Für eine schnelle und möglichst störungsfreie Signalübertragung durch einen Steckverbinder spielen die Kontaktelemente des Steckverbinders eine entscheidende Rolle. So ist es beispielsweise bei einer symmetrischen Signalübertragung (auch bekannt als differenzielle Signalübertragung), wie sie z.B. bei USB zum Einsatz kommt, wichtig, dass die Kontaktelemente und insbesondere die Kontaktelementpaare (im Falle einer differenziellen Signalübertragung die sogenannten Differenzial-Paare) eines Steckverbinders bestimmte elektrische Eigenschaften (wie z.B. eine bestimmte Impedanz und/oder bestimmte kapazitive Eigenschaften bzw. eine bestimmte Kapazität) aufweisen.The contact elements of the connector play a crucial role in ensuring signal transmission through a connector as quickly and as smoothly as possible. For example, in the case of symmetrical signal transmission (also known as differential signal transmission), such as that used in USB, it is important that the contact elements and in particular the contact element pairs (in the case of differential signal transmission, the so-called differential pairs) of a connector have certain electrical Properties (such as a certain impedance and/or certain capacitive properties or a certain capacity).
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hinsichtlich der Signalübertragung verbessertes Kontaktelement für einen Steckverbinder, ein hinsichtlich der Signalübertragung verbessertes Kontaktelementsystem sowie einen hinsichtlich der Signalübertragung verbesserten Steckverbinder bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.It is therefore an object of the present invention to provide a contact element for a plug connector that is improved in terms of signal transmission, a contact element system that is improved in terms of signal transmission and a plug connector that is improved in terms of signal transmission. This task is solved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims.
Ein erster unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft ein Kontaktelement für einen Steckverbinder, aufweisend einen leitfähigen Kontaktelementkörper, wobei der Kontaktelementkörper zumindest eine Anpassungsstruktur aufweist, welche ausgelegt und vorgesehen ist, elektrische Eigenschaften des Kontaktelements und/oder des Steckverbinders durch eine Modifikation der Anpassungsstruktur anzupassen und/oder einzustellen.A first independent aspect for solving the problem relates to a contact element for a plug connector, having a conductive contact element body, wherein the contact element body has at least one adaptation structure, which is designed and provided to adapt electrical properties of the contact element and / or the plug connector by modifying the adaptation structure and /or to adjust.
Als Kontaktelement wird im Rahmen dieser Erfindung insbesondere ein elektrischer Leiter verstanden, welcher Bestandteil eines Steckverbinders, insbesondere eines Steckverbinder-Sockels oder eines Steckverbinder-Steckers, ist. Das Kontaktelement ist ausgelegt, um elektrische Signale zu übertragen, z.B. von einem Kabel zu einer Leiterplatte und/oder umgekehrt. Das Kontaktelement weist einen leitfähigen, insbesondere zylindrisch geformten bzw. zylindrischen, Kontaktelementkörper auf. Vorzugsweise ist der Kontaktelementkörper massiv, insbesondere als massiver Zylinder, ausgebildet. Der Kontaktelementkörper kann aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet sein. Vorzugsweise weist der Kontaktelementkörper Kupfer und/oder eine oder mehrere Kupferlegierungen, insbesondere Kupfer-Beryllium (CuBe), Bronze (CuSn) und/oder Messing (CuZn), auf bzw. ist aus einem oder mehreren dieser Materialien gefertigt. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch beliebig andere Materialien, die sich für eine Signalübertragung eignen, wie z.B. Silber und/oder Gold, zur Ausbildung des Kontaktelementkörpers verwendet werden können.In the context of this invention, a contact element is understood to be in particular an electrical conductor, which is part of a plug connector, in particular a plug connector base or a plug connector plug. The contact element is designed to transmit electrical signals, for example from a cable to a circuit board and/or vice versa. The contact element has a conductive, in particular cylindrically shaped or cylindrical, contact element body. The contact element body is preferably solid, in particular as a solid cylinder. The contact element body can be formed from a metal or a metal alloy. The contact element body preferably has copper and/or one or more copper alloys, in particular copper-beryllium (CuBe), bronze (CuSn) and/or brass (CuZn), or is made from one or more of these materials. It goes without saying that, in principle, any other materials that are suitable for signal transmission, such as silver and/or gold, can also be used to form the contact element body.
Das erfindungsgemäße Kontaktelement bzw. der Kontaktelementkörper weist zumindest eine (z.B. genau eine) modifizierbare Anpassungsstruktur bzw. ein modifizierbares Anpassungselement auf, mit der bzw. dem elektrische Eigenschaften des Kontaktelements, insbesondere bezüglich eines oder mehreren weiteren Kontaktelementen (welches/welche insbesondere in einem definierten und/oder vorgegebenen Abstand, vorzugsweise parallel, zum besagten Kontaktelement angeordnet ist/sind), durch eine Modifikation (insbesondere eine physische und/oder geometrische Modifikation bzw. Änderung) der Anpassungsstruktur anzupassen und/oder einzustellen.The contact element or the contact element body according to the invention has at least one (e.g. exactly one) modifiable adaptation structure or a modifiable adaptation element, with which electrical properties of the contact element, in particular with regard to one or more further contact elements (which in particular in a defined and / or predetermined distance, preferably parallel, to said contact element is / are arranged) by a modification (in particular a physical and / or geometric modification or change) of the adaptation structure and / or adjust.
Elektrische Eigenschaften des Kontaktelements (bzw. eines Kontaktelementpaares) können z.B. kapazitive und/oder impedantische Eigenschaften, insbesondere eine Kapazität und/oder eine Impedanz, und/oder eine Luftstrecke und/oder eine Kriechstrecke umfassen. Vorzugsweise ist die Anpassungsstruktur eine Kapazitätsanpassungsstruktur, welche ausgelegt und vorgesehen ist, kapazitive Eigenschaften bzw. eine Kapazität des Kontaktelements und/oder des Steckverbinders anzupassen und/oder einzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Anpassungsstruktur eine Impedanz-Anpassungsstruktur sein, welche ausgelegt und vorgesehen ist, eine Impedanz des Kontaktelements und/oder des Steckverbinders anzupassen und/oder einzustellen.Electrical properties of the contact element (or a pair of contact elements) can include, for example, capacitive and/or impedantic properties, in particular a capacitance and/or an impedance, and/or an air gap and/or a creepage distance. Preferably, the adaptation structure is a capacity adaptation structure, which is designed and provided to adapt and/or set capacitive properties or a capacity of the contact element and/or the plug connector. Alternatively or additionally, the adaptation structure can be an impedance adaptation structure, which is designed and provided to adapt and/or set an impedance of the contact element and/or the plug connector.
Mit Hilfe der Anpassungsstruktur können die elektrischen Eigenschaften des Kontaktelements und/oder des Steckverbinders, je nach Anordnung und/oder der Umgebung des Kontaktelements im Steckverbinder, vorteilhafterweise an die jeweiligen Gegebenheiten bzw. Anforderungen angepasst und/oder optimiert werden.With the help of the adaptation structure, the electrical properties of the contact element and/or the plug connector can advantageously be adapted and/or optimized to the respective circumstances or requirements, depending on the arrangement and/or the environment of the contact element in the plug connector.
Vorzugsweise stellt die Anpassungsstruktur eine lokale Vergrößerung bzw. lokale Verdickung des (insbesondere zylindrischen) Kontaktelementkörpers dar. Insbesondere ist die Anpassungsstruktur als eine im Wesentlichen ringförmige Struktur bzw. als ringförmiges Element ausgebildet, welche bzw. welches einen Abschnitt, insbesondere einen Endabschnitt, des Kontaktelementkörpers umgibt.The adaptation structure preferably represents a local enlargement or local thickening of the (in particular cylindrical) contact element body. In particular, the adaptation structure is designed as a substantially annular structure or as an annular element, which surrounds a section, in particular an end section, of the contact element body .
Vorzugsweise umfasst die Modifikation der Anpassungsstruktur einen (gezielten) Materialabtrag der Anpassungsstruktur, insbesondere derart, dass durch den Materialabtrag die Anpassungsstruktur eine ebene Fläche mit einem vorgegebenen Flächeninhalt aufweist. Insbesondere ist die Anpassungsstruktur derart beschaffen, dass die Modifikation der Anpassungsstruktur (gezielt) durch einen Materialabtrag der Anpassungsstruktur erfolgen kann. Der Materialabtrag kann insbesondere durch eine spanende Bearbeitung erfolgen. Der Materialabtrag kann insbesondere durch ein Fräßen und/oder Schleifen (insbesondere Tiefschleifen) und/oder Schneiden (z.B. mit einem Sägeblatt) und/oder Stoßen und/oder durch eine Laserablation der Anpassungsstruktur erfolgen.Preferably, the modification of the adaptation structure includes (targeted) material removal of the adaptation structure, in particular in such a way that the adaptation structure is caused by the material removal has a flat surface with a predetermined area. In particular, the adaptation structure is designed in such a way that the modification of the adaptation structure can be carried out (in a targeted manner) by removing material from the adaptation structure. The material removal can be carried out in particular by machining. The material removal can be carried out in particular by milling and/or grinding (in particular deep grinding) and/or cutting (for example with a saw blade) and/or impacting and/or by laser ablation of the adaptation structure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anpassungsstruktur derart ausgebildet (und/oder geformt), dass die Größe einer durch einen Materialabtrag der Anpassungsstruktur resultierenden ebenen Fläche von einer Abtragungstiefe abhängt. In a further preferred embodiment, the adaptation structure is designed (and/or shaped) in such a way that the size of a flat surface resulting from material removal from the adaptation structure depends on a removal depth.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anpassungsstruktur an einem axialen Endabschnitt bzw. einem axialen Ende des Kontaktelementkörpers ausgebildet.In a further preferred embodiment, the adaptation structure is formed on an axial end section or an axial end of the contact element body.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anpassungsstruktur an einem Kontakt-Pin des Kontaktelementkörpers ausgebildet. Insbesondere kann die Anpassungsstruktur als Kontakt-Pin (auch als Kontaktstift bezeichnet) ausgebildet oder zu einem Kontakt-Pin geformt sein. Der Kontakt-Pin ist insbesondere ausgelegt, um einen Kontakt auf einer Leiterplatte bzw. Platine elektrisch zu kontaktieren und/oder um daran festgelötet zu werden. Alternativ kann der Kontakt-Pin ausgelegt sein, um in eine komplementäre Kontakt-Buchse (insbesondere eines weiblichen Kontaktelements) eingeführt zu werden. Mit anderen Worten kann die Anpassungsstruktur einen Kontakt-Pin zum Kontaktieren eines Kontakts auf einer Leiterplatte oder zum Einführen in eine Kontakt-Buchse darstellen. Die Anpassungsstruktur weist somit vorzugsweise nicht nur eine modifizierbare Fläche bzw. Oberfläche zum Einstellen von elektrischen Eigenschaften auf, sondern stellt gleichzeitig einen Kontakt-Pin dar. Der Kontakt-Pin ist insbesondere als ein verjüngter Abschnitt, insbesondere als ein verjüngter Endabschnitt, des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers ausgebildet.In a further preferred embodiment, the adaptation structure is formed on a contact pin of the contact element body. In particular, the adaptation structure can be designed as a contact pin (also referred to as a contact pin) or shaped into a contact pin. The contact pin is designed in particular to electrically contact a contact on a printed circuit board or circuit board and/or to be soldered to it. Alternatively, the contact pin can be designed to be inserted into a complementary contact socket (in particular a female contact element). In other words, the adaptation structure can represent a contact pin for contacting a contact on a circuit board or for insertion into a contact socket. The adaptation structure therefore preferably not only has a modifiable area or surface for adjusting electrical properties, but at the same time represents a contact pin. The contact pin is in particular as a tapered section, in particular as a tapered end section, of the contact element or Contact element body formed.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Anpassungsstruktur, insbesondere in Folge einer Modifikation (bzw. eines Materialabtrags), eine im Wesentlichen ebene Fläche (bzw. Oberfläche) auf. Die ebene Fläche erstreckt sich vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers. Mit anderen Worten ist ein Normalenvektor der ebenen Fläche vorzugsweise orthogonal zur Längsachse des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers ausgerichtet. Dabei wird unter einer „ebenen Fläche bzw. Oberfläche“ insbesondere eine Fläche bzw. Oberfläche verstanden, für die gilt, dass zu je zwei Punkten der Fläche bzw. Oberfläche auch eine durch diese zwei Punkte verlaufende Strecke vollständig in der Fläche bzw. Oberfläche liegt.In a further preferred embodiment, the adaptation structure has a substantially flat surface (or surface), in particular as a result of a modification (or material removal). The flat surface preferably extends parallel to a longitudinal axis of the contact element or contact element body. In other words, a normal vector of the flat surface is preferably aligned orthogonally to the longitudinal axis of the contact element or contact element body. A “flat surface or surface” is understood to mean, in particular, a surface or surface for which the following applies: for every two points on the surface or surface, a distance running through these two points also lies completely in the surface or surface.
Der Kontaktelementkörper kann z.B. ferner eine Buchse zum Einführen eines Kontakt-Pins aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kontaktelementkörper einen Lötanschluss zum Anlöten eines elektrischen Leiters (insbesondere einer Litze) aufweisen.The contact element body can, for example, also have a socket for inserting a contact pin. Alternatively or additionally, the contact element body can have a solder connection for soldering an electrical conductor (in particular a stranded wire).
Ein Lötanschluss (hierin auch als Lötkontur oder Lötfläche bezeichnet) ist vorzugsweise als eine ebene Fläche (bzw. Oberfläche) des Kontaktelementkörpers ausgebildet. Insbesondere kann ein axialer Endabschnitt des Kontaktelementkörpers abgeflacht sein und eine im Wesentlichen ebene Fläche (bzw. Oberfläche) zum Anlöten eines elektrischen Leiters (bzw. einer Litze) aufweisen. Dabei wird auch hier unter einer „ebenen Fläche bzw. Oberfläche“ insbesondere eine Fläche bzw. Oberfläche verstanden, für die gilt, dass zu je zwei Punkten der Fläche bzw. Oberfläche auch eine durch diese zwei Punkte verlaufende Strecke vollständig in der Fläche bzw. Oberfläche liegt. Die ebene Fläche kann z.B. durch ein Abfräsen eines Endabschnitts des Kontaktelementkörpers erzeugt werden, weshalb die ebene Fläche in diesem Fall auch als „abgefräste Fläche“ bzw. „abgefräste Oberfläche“ bezeichnet werden kann. Es versteht sich, dass die ebene Fläche jedoch alternativ auch durch andere Methoden, wie z.B. durch ein Schneiden (insbesondere mit einem Sägeblatt), einem Stoßen und/oder mittels Laserablation, erzeugt werden kann.A solder connection (also referred to herein as a solder contour or solder surface) is preferably designed as a flat surface (or surface) of the contact element body. In particular, an axial end section of the contact element body can be flattened and have a substantially flat surface (or surface) for soldering an electrical conductor (or a stranded wire). Here, too, a “flat surface or surface” is understood to mean in particular a surface or surface for which the following applies: for every two points on the surface or surface, a distance running through these two points is completely in the surface or surface lies. The flat surface can be created, for example, by milling off an end section of the contact element body, which is why the flat surface in this case can also be referred to as a “milled surface” or “milled surface”. It is understood that the flat surface can alternatively also be produced by other methods, such as cutting (in particular with a saw blade), impacting and/or laser ablation.
Der elektrische Leiter ist insbesondere mit Hilfe von Lötzinn auf der ebenen Oberfläche des Löt-Endabschnitts bzw. Lötanschlusses anlötbar. Im Gegensatz zu einem konventionellen Lötkelch (welcher einen Hohlzylinder umfasst, in den der elektrische Leiter von oben eingeführt werden muss) ist der axiale Löt-Endabschnitt des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers vorzugsweise als ein massiver Halbzylinder (d.h. als ein abgeflachter massiver Zylinder) ausgebildet. Insbesondere ist der axiale Löt-Endabschnitt des Kontaktelementkörpers derart abgeflacht, dass ein elektrischer Leiter aus einer Vielzahl von Richtungen kommend (bzw. von mehreren Seiten kommend, also z.B. von vorne, von rechts und/oder von links) auf den axialen Endabschnitt zum Anlöten gelegt werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass ein derart ausgebildeter Lötanschluss im Vergleich zu einem konventionellen Lötkelch vor allem den Vorteil bietet, dass bei einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Kontaktelementen ein Kabel, dessen Litzen jeweils an die Kontaktelemente angelötet werden sollen, möglichst lange oder möglichst weit, d.h. bis auf einen kleinen Endabschnitt des Kabels, verdrillt bleiben kann. Zudem ist es für das Anlöten des Kabels ausreichend, nur ein kleines Stück der Litze des Kabels freizulegen bzw. den Kabelschirm nur an einen kleinen Endabschnitt des Kabels zu entfernen. Insbesondere müssen die Leiter bzw. Litzen des Kabels nicht wie bei einem konventionellen Lötkelch aus einer ganz bestimmten Richtung in einen Hohlzylinder eingeführt werden, sondern können (beispielsweise von oben oder auch seitlich, insbesondere paarweise) an den Lötanschluss bzw. die Lötfläche herangeführt werden. Dies erleichtert wesentlich das Verlöten der Leiter bzw. Litzen eines Kabels.The electrical conductor can be soldered to the flat surface of the solder end section or solder connection, in particular with the aid of solder. In contrast to a conventional soldering cup (which comprises a hollow cylinder into which the electrical conductor must be inserted from above), the axial soldering end section of the contact element or contact element body is preferably designed as a solid half cylinder (ie as a flattened solid cylinder). In particular, the axial soldering end section of the contact element body is flattened in such a way that an electrical conductor coming from a plurality of directions (or coming from several sides, for example from the front, from the right and / or from the left) is placed on the axial end section for soldering can be. In the context of the present invention, it was recognized that a solder connection designed in this way offers the advantage in comparison to a conventional solder cup that, with a large number of contact elements arranged parallel to one another, a cable whose strands are each connected to the contact elements should be soldered, can remain twisted as long or as far as possible, ie except for a small end section of the cable. In addition, when soldering the cable, it is sufficient to expose only a small piece of the cable's strand or to remove the cable shield from only a small end section of the cable. In particular, the conductors or strands of the cable do not have to be inserted into a hollow cylinder from a very specific direction, as is the case with a conventional soldering cup, but can be guided (for example from above or laterally, especially in pairs) to the soldering connection or the soldering surface. This makes soldering the conductors or strands of a cable much easier.
Das Kontaktelement bzw. der Kontaktelementkörper weist somit in einer bevorzugten Ausführungsform eine Anpassungsstruktur mit einer ersten ebenen Fläche (bzw. Oberfläche) und einen Lötanschluss (bzw. eine Lötkontur) mit einer zweiten ebenen Fläche (bzw. Oberfläche) auf. Vorzugsweise ist die erste ebene Fläche (d.h. die ebene Fläche der Anpassungsstruktur) an einem ersten axialen Endabschnitt des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers ausgebildet, während die zweite ebene Fläche (d.h. die ebene Fläche des Lötanschlusses) an dem zweiten axialen Endabschnitt ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die erste ebene Fläche an einem ersten radialen Endabschnitt des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers ausgebildet, während die zweite ebene Fläche an einem zweiten radialen Endabschnitt des Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers, der dem ersten radialen Endabschnitt gegenüberliegt, ausgebildet. Mit anderen Worten sind die erste ebene Fläche und die zweite ebene Fläche auf jeweils unterschiedlichen (insbesondere gegenüberliegenden) radialen Seiten des (zylindrischen) Kontaktelements bzw. Kontaktelementkörpers ausgebildet. Mit anderen Worten sind die die erste ebene Fläche bzw. Oberfläche und die zweite ebene Fläche bzw. Oberfläche voneinander abgewandt. Insbesondere sind die erste ebene Fläche (der Anpassungsstruktur) und die zweite ebene Fläche (des Lötanschlusses) derart ausgebildet und/oder angeordnet, dass ein Normalenvektor der ersten ebenen Fläche bzw. Oberfläche entgegengesetzt zu einem Normalenvektor der zweiten ebenen Fläche bzw. Oberfläche ausgerichtet ist. In a preferred embodiment, the contact element or the contact element body thus has an adaptation structure with a first flat surface (or surface) and a solder connection (or a solder contour) with a second flat surface (or surface). Preferably, the first flat surface (i.e. the flat surface of the adaptation structure) is formed on a first axial end section of the contact element or contact element body, while the second flat surface (i.e. the flat surface of the solder connection) is formed on the second axial end section. Preferably, the first flat surface is formed on a first radial end section of the contact element or contact element body, while the second flat surface is formed on a second radial end section of the contact element or contact element body, which is opposite the first radial end section. In other words, the first flat surface and the second flat surface are each formed on different (in particular opposite) radial sides of the (cylindrical) contact element or contact element body. In other words, the first flat surface or surface and the second flat surface or surface face away from each other. In particular, the first flat surface (of the adaptation structure) and the second flat surface (of the solder connection) are designed and/or arranged such that a normal vector of the first flat surface or surface is aligned opposite to a normal vector of the second flat surface or surface.
Dies hat den Vorteil, dass bei einem parallelen Anordnen zweier solcher Kontaktelemente, z.B. zu einem „Differential-Kontaktelementpaar“ (engl. „differential pair“), mittels der Anpassungsstrukturen an den ersten axialen Endabschnitten der Kontaktelemente elektrische Eigenschaften der Kontaktelemente bzw. des Kontaktelementpaares eingestellt werden können, während an den zweiten Endabschnitten der Kontaktelemente unabhängig vom bzw. trotz dem Anlöten von Litzen eines oder mehrerer Kabel ein ganz bestimmter vordefinierter Abstand zwischen den zweiten Endabschnitten der Kontaktelemente gewährleistet werden kann. Vorzugsweise sind daher, insbesondere in einem montierten bzw. zusammengesteckten Zustand des Steckverbinders, zwei Kontaktelemente (z.B. eines Differential-Kontaktelementpaares) derart parallel zueinander angeordnet, dass die ersten ebenen Flächen (d.h. die ebenen Flächen der Anpassungsstrukturen) der beiden Kontaktelemente einander zugewandt und die zweiten ebenen Flächen (d.h. die ebenen Flächen der Lötanschlüsse) der beiden Kontaktelemente voneinander abgewandt sind.This has the advantage that when two such contact elements are arranged in parallel, for example to form a “differential contact element pair”, electrical properties of the contact elements or the contact element pair are set by means of the adaptation structures on the first axial end sections of the contact elements can be, while at the second end sections of the contact elements, regardless of or despite the soldering of strands of one or more cables, a very specific predefined distance between the second end sections of the contact elements can be guaranteed. Preferably, in particular in a mounted or mated state of the plug connector, two contact elements (e.g. of a differential contact element pair) are arranged parallel to one another in such a way that the first flat surfaces (i.e. the flat surfaces of the adaptation structures) of the two contact elements face each other and the second flat surfaces (i.e. the flat surfaces of the solder connections) of the two contact elements face away from each other.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft ein Kontaktelementsystem (insbesondere ein Kontaktelementpaar) für einen Steckverbinder, wobei das Kontaktelementsystem zumindest umfasst:
- - ein erstes erfindungsgemäßes Kontaktelement, und
- - ein zweites erfindungsgemäßes Kontaktelement, wobei
- - a first contact element according to the invention, and
- - a second contact element according to the invention, wherein
Insbesondere können elektrischen Eigenschaften (z.B. kapazitive und/oder impedantische Eigenschaften, insbesondere eine Kapazität und/oder eine Impedanz), welche bei einer parallelen Anordnung des ersten und zweiten Kontaktelements zueinander vorliegen, angepasst und/oder eingestellt werden. Insbesondere können die elektrischen Eigenschaften, welche bei einem bestimmten bzw. vorgegebenen Abstand der parallel zueinander bzw. übereinander angeordneten ersten und zweiten Kontaktelemente vorliegen, angepasst und/oder eingestellt werden.In particular, electrical properties (e.g. capacitive and/or impedantic properties, in particular a capacitance and/or an impedance), which are present when the first and second contact elements are arranged parallel to one another, can be adapted and/or adjusted. In particular, the electrical properties that exist at a specific or predetermined distance between the first and second contact elements arranged parallel to one another or one above the other can be adapted and/or adjusted.
Insbesondere kann die Anpassungsstruktur zumindest eines der Kontaktelemente des Kontaktelementsystems (vorzugsweise die Anpassungsstrukturen von zumindest zwei Kontaktelementen des Kontaktelementsystems) zur Anpassung der elektrischen Eigenschaften des Kontaktelementsystems und/oder des Steckverbinders modifiziert (insbesondere geometrisch verändert, wie z.B. gefräst oder geschnitten) worden sein.In particular, the adaptation structure of at least one of the contact elements of the contact element system (preferably the adaptation structures of at least two contact elements of the contact element system) may have been modified (in particular geometrically changed, such as milled or cut) to adapt the electrical properties of the contact element system and/or the plug connector.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anpassungsstruktur des ersten Kontaktelements und die Anpassungsstruktur des zweiten Kontaktelements jeweils eine im Wesentlichen ebene Fläche (bzw. Oberfläche) auf. Insbesondere wurde die Anpassungsstruktur des ersten Kontaktelements und die Anpassungsstruktur des zweiten Kontaktelements derart modifiziert, dass sie jeweils eine im Wesentlichen ebene Fläche (bzw. Oberfläche) aufweisen. Das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement (bzw. die jeweiligen Kontaktelementkörper) sind vorzugsweise derart parallel zueinander (und/oder übereinander) angeordnet, dass die ebene Fläche der Anpassungsstruktur des ersten Kontaktelements und die ebene Fläche der Anpassungsstruktur des zweiten Kontaktelements einander zugewandt sind.In a preferred embodiment, the adaptation structure of the first contact element and the adaptation structure of the second contact element ment each has a substantially flat surface (or surface). In particular, the adaptation structure of the first contact element and the adaptation structure of the second contact element were modified such that they each have a substantially flat surface (or surface). The first contact element and the second contact element (or the respective contact element bodies) are preferably arranged parallel to one another (and/or one above the other) in such a way that the flat surface of the adaptation structure of the first contact element and the flat surface of the adaptation structure of the second contact element face each other.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kontaktelementsystem zumindest ein unmodifiziertes Kontaktelement (mit einer unmodifizierten Anpassungsstruktur) und zumindest ein modifiziertes Kontaktelement (mit einer modifizierten Anpassungsstruktur). Alternativ oder zusätzlich umfasst das Kontaktelementsystem zumindest zwei Kontaktelemente mit unterschiedlich modifizierten Anpassungsstrukturen. Insbesondere wird im Rahmen der Erfindung unter einem „unmodifizierten Kontaktelement“ ein Kontaktelement mit einer unmodifizierten Anpassungsstruktur verstanden. Entsprechend wird unter einem „modifizierten Kontaktelement“ ein Kontaktelement mit einer modifizierten Anpassungsstruktur verstanden.In a further preferred embodiment, the contact element system comprises at least one unmodified contact element (with an unmodified adaptation structure) and at least one modified contact element (with a modified adaptation structure). Alternatively or additionally, the contact element system comprises at least two contact elements with differently modified adaptation structures. In particular, within the scope of the invention, an “unmodified contact element” is understood to mean a contact element with an unmodified adaptation structure. Accordingly, a “modified contact element” is understood to mean a contact element with a modified adaptation structure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kontaktelementsystem vier unmodifizierte Kontaktelemente (mit jeweils einer unmodifizierten Anpassungsstruktur) und sechs modifizierte Kontaktelemente (mit jeweils einer modifizierten Anpassungsstruktur).In a further preferred embodiment, the contact element system comprises four unmodified contact elements (each with an unmodified adaptation structure) and six modified contact elements (each with a modified adaptation structure).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die modifizierten Anpassungsstrukturen der sechs modifizierten Kontaktelemente jeweils eine im Wesentlichen ebene Fläche (bzw. Oberfläche) auf. Insbesondere wurden die Anpassungsstrukturen der sechs modifizierten Kontaktelemente derart modifiziert, dass sie jeweils eine im Wesentlichen ebene Fläche (bzw. Oberfläche) aufweisen. Die sechs modifizierten Kontaktelemente umfassen drei Kontaktelementpaare mit jeweils zwei modifizierten Kontaktelementen, wobei die zwei modifizierten Kontaktelemente eines jeden Kontaktelementpaares derart parallel zueinander angeordnet sind, dass die ebenen Flächen der Anpassungsstrukturen der zwei modifizierten Kontaktelemente eines jeden Kontaktelementpaares einander zugewandt sind. Vorzugsweise sind zwei modifizierte Kontaktelemente eines ersten Kontaktelementpaares der drei Kontaktelementpaare relativ zu jedem der übrigen modifizierten Kontaktelemente der anderen beiden Kontaktelementpaare bezüglich der ebenen Flächen um 90° gedreht angeordnet. Mit anderen Worten sind die Kontaktelemente der drei Kontaktelementpaare vorzugsweise derart angeordnet, dass ein Normalenvektor der zwei modifizierten Kontaktelemente eines ersten Kontaktelementpaares der drei Kontaktelementpaare senkrecht zu den Normalenvektoren sämtlicher der übrigen modifizierten Kontaktelemente der anderen beiden Kontaktelementpaare ausgerichtet ist.In a further preferred embodiment, the modified adaptation structures of the six modified contact elements each have a substantially flat surface (or surface). In particular, the adaptation structures of the six modified contact elements were modified in such a way that they each have a substantially flat surface (or surface). The six modified contact elements include three contact element pairs, each with two modified contact elements, the two modified contact elements of each contact element pair being arranged parallel to one another in such a way that the flat surfaces of the adaptation structures of the two modified contact elements of each contact element pair face each other. Preferably, two modified contact elements of a first contact element pair of the three contact element pairs are arranged rotated by 90° relative to each of the remaining modified contact elements of the other two contact element pairs with respect to the flat surfaces. In other words, the contact elements of the three contact element pairs are preferably arranged such that a normal vector of the two modified contact elements of a first contact element pair of the three contact element pairs is aligned perpendicular to the normal vectors of all of the remaining modified contact elements of the other two contact element pairs.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die vier unmodifizierten Kontaktelemente derart angeordnet, dass deren Anpassungsstrukturen die Ecken eines Rechtecks bilden. Mit anderen Worten sind die vier unmodifizierten Kontaktelemente derart angeordnet, dass eine virtuelle Verbindungslinie, welche die Anpassungsstrukturen der unmodifizierten Kontaktelemente miteinander verbindet, im Wesentlichen ein Rechteck bildet. Mit anderen Worten sind die vier unmodifizierten Kontaktelemente bzw. deren Anpassungsstrukturen in einem Rechteck bzw. an den Ecken eines Rechtecks angeordnet.In a further preferred embodiment, the four unmodified contact elements are arranged such that their adaptation structures form the corners of a rectangle. In other words, the four unmodified contact elements are arranged such that a virtual connecting line, which connects the adaptation structures of the unmodified contact elements to one another, essentially forms a rectangle. In other words, the four unmodified contact elements or their adaptation structures are arranged in a rectangle or at the corners of a rectangle.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen Steckverbinder, insbesondere einen Rundsteckverbinder bzw. einen USB 3.1 Rundsteckverbinder, umfassend:
- - zumindest ein erfindungsgemäßes Kontaktelement; und/oder
- - zumindest ein erfindungsgemäßes Kontaktelementsystem.
- - at least one contact element according to the invention; and or
- - At least one contact element system according to the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Steckverbinder:
- - einen Steckverbinder-Stecker mit einem ersten erfindungsgemäßen Kontaktelementsystem (Stecker-Kontaktelementsystem); und
- - einen Steckverbinder-Sockel mit einem zweiten erfindungsgemäßen Kontaktelementsystem (Sockel-Kontaktelementsystem);
wobei die Kontaktelemente (Sockel- bzw. Buchsen-Kontaktelemente) des zweiten Kontaktelementsystems jeweils eine zu dem Kontakt-Pin komplementäre Kontaktbuchse aufweisen, mit welcher der Kontakt-Pin (insbesondere elektrisch und mechanisch) verbindbar ist. Mit anderen Worten sind die Kontaktbuchsen jeweils zur Aufnahme eines Kontakt-Pins der Kontaktelemente des Steckverbinder-Steckers ausgelegt. Entsprechend sind die Kontakt-Pins jeweils ausgelegt, um in eine Kontaktbuchse der Kontaktelemente des Steckverbinder-Sockels eingeführt bzw. eingesteckt zu werden. Insbesondere ist in einem montierten bzw. zusammengesteckten Zustand des Steckverbinders jeweils ein Kontakt-Pin der Kontaktelemente des ersten Kontaktelementsystems in eine (insbesondere zugehörige) Kontaktbuchse der Kontaktelemente des zweiten Kontaktelementsystems (lösbar) eingeführt bzw. eingesteckt. Insbesondere ist im montierten Zustand das erste Kontaktelementsystem mit dem zweiten Kontaktelementsystem derart (lösbar) zusammengesteckt, dass die Kontaktelemente des ersten Kontaktelementsystems jeweils mit zugehörigen Kontaktelementen des zweiten Kontaktelementsystems elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Diese elektrische und mechanische Verbindung ist vorzugsweise eine lösbare Verbindung, d.h. das erste und zweite Kontaktelementsystem können nach dem Zusammenstecken, insbesondere durch das Anwenden einer bestimmten Kraft entgegen einer Einsteckrichtung, auch wieder zerstörungsfrei voneinander getrennt bzw. auseinandergesteckt werden.In a preferred embodiment, the connector comprises:
- - a connector plug with a first contact element system according to the invention (plug contact element system); and
- - a connector base with a second contact element system according to the invention (base contact element system);
wherein the contact elements (base or socket contact elements) of the second contact element system each have a contact socket that is complementary to the contact pin and to which the contact pin can be connected (in particular electrically and mechanically). In other words, the contact sockets are each designed to receive a contact pin of the contact elements of the connector plug. Accordingly, the contact pins are each designed to be inserted or inserted into a contact socket of the contact elements of the connector base. In particular, when the connector is assembled or plugged together, there is one contact Pin of the contact elements of the first contact element system is inserted or inserted (removably) into a (in particular associated) contact socket of the contact elements of the second contact element system. In particular, in the assembled state, the first contact element system is (removably) plugged together with the second contact element system in such a way that the contact elements of the first contact element system are each electrically and mechanically connected to one another with associated contact elements of the second contact element system. This electrical and mechanical connection is preferably a detachable connection, ie the first and second contact element systems can be separated from one another or put apart again in a non-destructive manner after being plugged together, in particular by applying a certain force against an insertion direction.
Vorzugsweise weist der Steckverbinder-Sockel ein Sockel-Isolierelement zum elektrischen Isolieren der Sockel- bzw. Buchsen-Kontaktelemente auf. Ferner weist der Steckverbinder-Sockel vorzugsweise ein Sockelgehäuse auf, welches insbesondere das Sockel-Isolierelement und damit auch die Sockel-Kontaktelemente umgibt. Entsprechend weist der Steckverbinder-Stecker vorzugsweise ein Stecker-Isolierelement zum elektrischen Isolieren der Stecker-Kontaktelemente auf. Ferner weist der Steckverbinder-Stecker insbesondere ein Steckergehäuse auf, welches vorzugsweise das Stecker-Isolierelement und damit auch die Stecker-Kontaktelemente umgibt. Insbesondere sind das Sockel-Isolierelement und das Stecker-Isolierelement aus Kunststoff ausgebildet.Preferably, the connector base has a base insulating element for electrically insulating the base or socket contact elements. Furthermore, the connector base preferably has a base housing, which in particular surrounds the base insulating element and thus also the base contact elements. Accordingly, the connector plug preferably has a plug insulating element for electrically insulating the plug contact elements. Furthermore, the connector plug in particular has a plug housing, which preferably surrounds the plug insulating element and thus also the plug contact elements. In particular, the base insulating element and the plug insulating element are made of plastic.
Vorzugsweise weist der Steckverbinder-Sockel Bohr- oder Schraublöcher auf, um den Steckverbinder-Sockel mittels Schrauben an einer Leiterplatte zu befestigen, und zwar vorzugsweise derart, dass die Sockel-Kontaktelemente mit zugehörigen Kontakten auf der Leiterplatte elektrisch verbunden sind.Preferably, the connector base has drilling or screw holes in order to attach the connector base to a circuit board by means of screws, preferably in such a way that the base contact elements are electrically connected to associated contacts on the circuit board.
Vorzugsweise weisen die Sockel-Kontaktelemente jeweils eine Buchse zum Einführen eines Kontakt-Pins auf. Alternativ oder zusätzlich weisen die Stecker-Kontaktelemente vorzugsweise jeweils einen (bereits oben beschriebenen) Lötanschluss bzw. eine ebene Fläche zum Anlöten eines elektrischen Leiters (bzw. einer Litze) auf.Preferably, the base contact elements each have a socket for inserting a contact pin. Alternatively or additionally, the plug contact elements preferably each have a solder connection (already described above) or a flat surface for soldering an electrical conductor (or a stranded wire).
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also alone or in other combinations, without departing from the scope of the present invention.
Für die oben genannten weiteren unabhängigen Aspekte und insbesondere für diesbezügliche bevorzugte Ausführungsformen gelten auch die vor- oder nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen des ersten Aspekts. Insbesondere gelten für einen unabhängigen Aspekt der vorliegenden Erfindung und für diesbezügliche bevorzugte Ausführungsformen auch die vor- und nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen der jeweils anderen unabhängigen Aspekte.The statements made above or below regarding the embodiments of the first aspect also apply to the further independent aspects mentioned above and in particular to related preferred embodiments. In particular, the statements made above and below regarding the embodiments of the other independent aspects also apply to an independent aspect of the present invention and to related preferred embodiments.
Im Folgenden werden einzelne Ausführungsformen zur Lösung der Aufgabe anhand der Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um den beanspruchten Gegenstand auszuführen, die aber in bestimmten Anwendungsfällen gewünschte Eigenschaften bereitstellen. So sollen auch Ausführungsformen als unter die beschriebene technische Lehre fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Ferner werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, bestimmte Merkmale nur in Bezug auf einzelne der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Ausführungsformen daher nicht nur für sich genommen, sondern auch in einer Zusammenschau betrachtet werden sollen. Anhand dieser Zusammenschau wird der Fachmann erkennen, dass einzelne Ausführungsformen auch durch Einbeziehung von einzelnen oder mehreren Merkmalen anderer Ausführungsformen modifiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass eine systematische Kombination der einzelnen Ausführungsformen mit einzelnen oder mehreren Merkmalen, die in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben werden, wünschenswert und sinnvoll sein kann und daher in Erwägung gezogen und auch als von der Beschreibung umfasst angesehen werden soll.Individual embodiments for solving the problem are described below using the figures as examples. Some of the individual embodiments described have features that are not absolutely necessary to carry out the claimed subject matter, but which provide desired properties in certain applications. Embodiments that do not have all the features of the embodiments described below should also be viewed as falling under the technical teaching described. Furthermore, in order to avoid unnecessary repetition, certain features are only mentioned in relation to individual embodiments described below. It should be noted that the individual embodiments should therefore not only be viewed individually, but also in conjunction. Based on this overview, the person skilled in the art will recognize that individual embodiments can also be modified by incorporating individual or multiple features of other embodiments. It is noted that a systematic combination of the individual embodiments with one or more features described in relation to other embodiments may be desirable and useful and should therefore be considered and included in the description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
-
1a zeigt eine schematische Zeichnung eines Kontaktelements gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;1a shows a schematic drawing of a contact element according to a preferred embodiment of the present invention in a perspective view; -
1b zeigt eine schematische Zeichnung des Kontaktelements von1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;1b shows a schematic drawing of the contact element of1 in another perspective view; -
1c zeigt eine schematische Zeichnung eines Kontaktelements gemäß einer weitere bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;1c shows a schematic drawing of a contact element according to a further preferred embodiment of the present invention in a perspective view; -
2a zeigt eine schematische Zeichnung eines Kontaktelementsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;2a shows a schematic drawing of a contact element system according to one preferred embodiment of the present invention; -
2b zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Anpassungsstrukturen eines ersten Kontaktelementpaares des Kontaktelementsystems von2a ;2 B shows an enlarged section of adaptation structures of a first contact element pair of the contact element system2a ; -
2c zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Anpassungsstrukturen eines zweiten Kontaktelementpaares des Kontaktelementsystems von2a ;2c shows an enlarged section of adaptation structures of a second contact element pair of the contact element system2a ; -
2d zeigt ein Ersatzschaltbild für ein parallel angeordnetes Kontaktelementpaar;2d shows an equivalent circuit diagram for a pair of contact elements arranged in parallel; -
3a zeigt ein Messergebnis der Impedanz in Abhängigkeit der Zeit für differentielle Kontaktelementpaare ohne Anpassungsstrukturen;3a shows a measurement result of the impedance as a function of time for differential contact element pairs without matching structures; -
3b zeigt ein Messergebnis für die Impedanz in Abhängigkeit der Zeit für differentielle Kontaktelementpaare mit Anpassungsstrukturen;3b shows a measurement result for the impedance as a function of time for differential contact element pairs with matching structures; -
4a zeigt eine schematische Zeichnung eines Kontaktelementsystems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;4a shows a schematic drawing of a contact element system according to a further preferred embodiment of the present invention; -
4b zeigt eine schematische Zeichnung des Kontaktelementsystems von4a mit einem steckerseitigen Isolierelement;4b shows a schematic drawing of the contact element system from4a with an insulating element on the plug side; -
5 zeigt eine schematische Zeichnung eines Steckverbinders gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Seitenansicht;5 shows a schematic drawing of a connector according to a preferred embodiment of the present invention in a perspective side view; -
6a zeigt eine schematische Zeichnung des Steckverbinders von5 in einer Vorderansicht;6a shows a schematic drawing of the connector from5 in a front view; -
6b zeigt eine schematische Zeichnung eines Ausschnitts des Steckverbinders von5 in einer perspektivischen Rückansicht.6b shows a schematic drawing of a section of the connector from5 in a perspective rear view.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die in der vorliegenden Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. sind jeweils auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.The location information chosen in this description, such as: B. top, bottom, side, etc. are each related to the figure directly described and shown and are to be transferred accordingly to the new position when the position changes.
Die
Im gezeigten Beispiel der
Am axialen Endabschnitt E1 weist das Kontaktelement 10a ferner einen Kontaktstift bzw. Kontakt-Pin 2 auf, welcher in eine komplementäre Buchse 6 (siehe
An einem zweiten axialen Endabschnitt E2 (im Rahmen dieser Beschreibung auch als Löt-Endabschnitt bezeichnet) des Kontaktelements 10a ist ein Lötanschluss bzw. eine Lötkontur 8 zum Anlöten eines elektrischen Leiters an den leitfähigen Kontaktelementkörper 1a. Der Lötanschluss 8 ist als eine ebene Fläche (bzw. Oberfläche) F2 des Kontaktelementkörpers 1a ausgebildet. Wie insbesondere in der perspektivischen Ansicht der
Ein elektrischer Leiter wie z.B. eine Litze eines Kabels kann mit Hilfe von Lötzinn auf der ebenen Oberfläche F2 des zweiten Endabschnitts E2 angelötet werden, um somit eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement 10a zu erzeugen. Der axiale Löt-Endabschnitt E2 des Kontaktelements 10a weist die Form und/oder Geometrie eines massiven Halbzylinders (bzw. abgeflachten massiven Zylinders) auf. Somit kann ein elektrischer Leiter aus einer Vielzahl von Richtungen kommend (bzw. von mehreren Seiten kommend, also z.B. von vorne, von rechts und/oder von links) auf den axialen Endabschnitt E2 gelegt und angelötet werden. Wie bereits weiter oben erläutert, erleichtert eine solche ebene Lötfläche insbesondere bei einem Steckverbinder, der eine Vielzahl von Kontaktelementen 10a aufweist, wesentlich das Verlöten einer entsprechenden Vielzahl von elektrischen Leitern bzw. Litzen.An electrical conductor, such as a strand of a cable, can be soldered to the flat surface F2 of the second end portion E2 using solder, thereby producing a mechanical and electrical connection between the electrical conductor and the
Wie aus den
Die
Wie ferner aus den
Die
Die
Die
Die
Dabei bezeichnet L' einen Induktivitätsbelag, C' einen Kapazitätsbelag, R' einen Widerstandsbelag, G' einen Querleitbelag, und ω = 2πf die Kreisfrequenz des Wechselstromes. Bei einer Frequenz ab einigen Megahertz, und somit ωL' >> R' und ωC' >> G', gilt vereinfacht:
Die Impedanz Z ist somit bei konstantem L' von der Kapazität bzw. dem Kapazitätsbelag C' abhängig.The impedance Z is therefore dependent on the capacitance or the capacitance C' at a constant L'.
Mit Hilfe der in den
Dabei bezeichnet ε die Dielektrizitätskonstante. Somit ist die Kapazität von der Größe A der Fläche F1 und dem Abstand d abhängig. Die Größe A kann durch eine Modifikation der Anpassungsstruktur 5 der Kontaktelemente 10a bzw. 10b eingestellt werden. Bei einem vorgegebenen Abstand d kann somit die durch eine Modifikation der Anpassungsstruktur 5 der Kontaktelemente 10a bzw. 10b die Kapazität C eingestellt werden. Insbesondere kann die Kapazität C durch ein Abflachen der Anpassungsstruktur 5, und somit einem Vergrößern der Fläche F1 bzw. A, erhöht werden.Here ε denotes the dielectric constant. The capacity therefore depends on the size A of the area F1 and the distance d. The size A can be adjusted by modifying the
Eine Herausforderung bei Steckverbindern ist es insbesondere, eine möglichst konstante Impedanz, welche zumindest innerhalb von bestimmten Toleranzgrenzen liegt, zu erzielen. Beispielsweise kann ein gewünschter bzw. zulässiger Impedanzbereich zwischen 80 Ω und 100 Ω liegen. In der
Die
Die
Die
Insbesondere weist der Steckverbinder-Stecker ein Stecker-Kontaktelementsystem 50a mit einer Vielzahl von Kontaktelementen 10a, ein Stecker-Isolierelement 20 zum Isolieren der Stecker-Kontaktelemente 10a, und ein Steckergehäuse 30 auf, welches das Stecker-Isolierelement 20 und damit auch die Stecker-Kontaktelemente 10a umgibt. Entsprechend weist insbesondere der Steckverbinder-Sockel ein Sockel-Kontaktelementsystem 50b mit einer Vielzahl von Sockel-Kontaktelementen 10b, ein Sockel-Isolierelement zum Isolieren der Sockel-Kontaktelemente 10b, und ein Sockelgehäuse 40 auf, welches das Sockel-Isolierelement und damit auch die Sockel-Kontaktelemente 10b umgibt.In particular, the connector plug has a plug
Der Steckverbinder-Sockel 40 weist zudem vier Bohr- bzw. Schraublöcher auf, um den Steckverbinder-Sockel mit Schrauben an eine Leiterplatte (in den Figuren nicht gezeigt) zu befestigen, und zwar vorzugsweise derart, dass die Sockel-Kontaktelemente 10b mit zugehörigen Kontakten auf der Leiterplatte elektrisch verbunden sind.The
Die
Wie in der
Die
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1a, 1b1a, 1b
- KontaktelementkörperContact element body
- 22
- Kontaktstift (Kontakt-Pin)Contact pin (contact pin)
- 33
- Kontakt-PinContact pin
- 55
- Anpassungselement (Anpassungsstruktur)Adjustment element (adjustment structure)
- 66
- BuchseRifle
- 88th
- Lötkontur (Lötanschluss)Solder contour (solder connection)
- 10a, 10b10a, 10b
- KontaktelementContact element
- 1313
- Litze (elektrischer Leiter)stranded wire (electrical conductor)
- 1515
- (differentielles) Kontaktelementpaar(differential) contact element pair
- 1616
- KabelführelementCable guide element
- 1818
- KabelCable
- 2020
- IsolierelementInsulating element
- 3030
- Stecker (Gehäuse)Connector (housing)
- 4040
- Sockel (Gehäuse)Base (housing)
- 4242
- Bohrloch (Schraubloch)Drill hole (screw hole)
- 5050
- KontaktelementsystemContact element system
- 100100
- SteckverbinderConnectors
- AA
- Fläche / FlächeninhaltArea / surface area
- dd
- AbstandDistance
- DD
- AbstandDistance
- E1E1
- (erster) axialer Endabschnitt(first) axial end section
- E2E2
- (zweiter) axialer Endabschnitt(second) axial end section
- F1F1
- erste ebene Flächefirst flat surface
- F2F2
- zweite ebene Flächesecond flat surface
- LL
- LängsachseLongitudinal axis
- R1R1
- erste Richtungfirst direction
- R2R2
- zweite Richtungsecond direction
Claims (15)
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