EP3482465A1 - Federbelastetes innenleiter-kontaktelement - Google Patents

Federbelastetes innenleiter-kontaktelement

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EP3482465A1
EP3482465A1 EP18736845.1A EP18736845A EP3482465A1 EP 3482465 A1 EP3482465 A1 EP 3482465A1 EP 18736845 A EP18736845 A EP 18736845A EP 3482465 A1 EP3482465 A1 EP 3482465A1
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EP
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inner conductor
spring
contact element
component
elastic element
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Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to a spring-loaded inner conductor contact element, an elastic element included in this spring-loaded inner conductor contact element, and an assembly containing this spring-loaded inner conductor contact element.
  • board-to-board connectors As a fast data transmission interface for high-frequency signals between two high-frequency components, for example, two printed circuit boards, each with a high-frequency electronics, so-called board-to-board connectors have established (German: PCB to PCB connectors). These board-to-board connectors have the task to realize an electrical connection for high-frequency signals between the two high-frequency components with adapted characteristic impedance.
  • the outer conductor contacts on the two high-frequency components via an electrically conductive and serving as an outer conductor intermediate component are firmly connected.
  • This electrically conductive component may be, for example, an electrically conductive sleeve or an electrically conductive plate with a bore. In the bore of the sleeve or the plate coaxial with an inner conductor between the two high-frequency components is arranged for a high-frequency transmission.
  • the intermediate component used as outer conductor is rigid and typically via a screw connection, soldering or welding with the two high frequency If the components are firmly connected, the inner conductor must compensate for an axial offset between the two high-frequency components due to a production-related inaccuracy in the planarity between the two high-frequency components.
  • SLC contact element English: spring loaded contact; German: resilient contact
  • DE 20316337 ül shows the structure and operation of such a SLC contact element.
  • An SLC contact element in this case has a contact pin which is resiliently mounted in a sleeve-shaped housing. While the sleeve-shaped housing is typically fixed to the one high-frequency component, the contact pin contacts with its contact tip the respective other high-frequency component. Due to the suspension of the contact pin in the bush-shaped housing, a sufficient contact pressure and thus a secure electrical contact between the contact tip of the contact pin and an associated contact surface on the respective other high-frequency component within a certain range for the distance between the two high-frequency components can be realized.
  • the present invention has the object, for a high-frequency transmission between two high-frequency components and given fixed outer conductor contacting between the two high-frequency components to specify an inner conductor contacting and insulation between outer conductor and inner conductor contacting, the is minimized in terms of size and the number of its individual parts.
  • this object is achieved by a spring-loaded inner conductor contact element having the features of patent claim 1 and by an elastic element having the features of patent claim 11.
  • the at least one inner conductor is in each case metallic
  • the elastic element is made of an electrically insulating material
  • the underlying idea / idea of the present invention consists in realizing the two technical functions of the electrical insulation (insulator element) originally realized in two separate components and the application of an axial elasticity (spring) in a single component.
  • a spring-loaded inner conductor contact element with at least one metallic inner conductor is supplemented by an elastic element made of an electrically insulating material which encloses the at least one inner conductor. If the spring-loaded inner conductor contact element between the two components of an assembly, which are preferably high-frequency components of a high-frequency module, and inserted within at least one outer conductor contact element, the elastic element of electrically insulating material serves as an insulator element within a high frequency - Transmission path between the two high-frequency components.
  • the elastic element in the compressed case - if the at least one in its axial extent in each case variable inner conductor is also compressed when contacting with the first and the second component - on the at least one inner conductor in each case one Transfer spring force with which the at least one inner conductor each exerts sufficient contact pressure on the first and second component.
  • the at least one inner conductor is to realize an electrical connection for a high-frequency signal between a metallic component of a first component and a second component.
  • a metallic component of a first component and a second component Preferably, it is made only metallic and made of a single metal.
  • a compact high-frequency transmission path between two high-frequency components is created from a minimized number of individual parts. This high-frequency transmission path realizes reliable electrical contacting between the two high-frequency components as a function of the axial offset between the two high-frequency components to be connected in the respective operating case.
  • the elastic element with its electrically insulating property is made of an elastomer, for example natural rubber, silicone, rubber, or a TPE (thermoplastic elastomer).
  • an elastomer for example natural rubber, silicone, rubber, or a TPE (thermoplastic elastomer).
  • the elastic element is arranged with respect to its function as an insulator element between the at least one inner conductor and the outer conductor of the high-frequency contact device and is thus formed approximately sleeve-shaped.
  • the elastic element preferably has a reduced rigidity.
  • This reduced rigidity of the elastic element in its central region advantageously has the effect that the greatest elastic deformation of the elastic element occurs primarily in this central region and not in the two end regions.
  • the reduced stiffness in the center region of the elastic element is preferably realized by a reduced outer diameter and by a plurality of longitudinally extending slots which are located between the outer and inner surfaces of the hollow shaped elastic element.
  • the reduced outer diameter of the central region increases in the case of a compressive force acting in the longitudinal axial direction, while the axial longitudinal extent of the middle region of the elastic element advantageously shortens.
  • the reduced outer diameter in the middle region can extend up to the size of the unreduced outer diameter in the end regions of the elastic element.
  • At least one recess is provided on the inner and / or outer surface within the central region of the sleeve-shaped elastic element.
  • This at least one recess leads to an additional reduction of the cross section of the elastic element in the region of the recess.
  • the individual recesses are arranged at locations of the central region, in which a change of the elastic element in the radial direction occurs particularly strongly upon contraction. Due to the reduced outside diameter, the individual
  • the axial variability of the at least one inner conductor is realized in that the at least one inner conductor in each case of a solid, connected to the first component or kon- tactile first inner conductor part and a solid, with the second component connected or contactable second inner conductor part is composed.
  • the first and the second inner conductor part of each inner conductor are in mutual electrical contact with each other. They are mutually movable in the axial direction and overlap in the axial direction. Depending on the degree of overlap of the first and the second inner conductor part results in a different axial extent of the respective inner conductor.
  • an inner conductor having an extent that can be changed in the axial direction is realized via the axial overlap of the first and the second inner conductor part of the respective inner conductor.
  • the fixing of the elastic element to the at least one inner conductor preferably takes place in each case by means of at least one claw respectively provided on the inner conductor, which is in each case hacked in an associated recess on the elastic element.
  • an assembly according to the invention is also covered by the invention, which contains the spring-loaded inner conductor contact element according to the invention, at least one outer conductor contact element, the first component and the second component.
  • Each outer conductor contact element is in each case arranged adjacent to the spring-loaded inner conductor contact element.
  • the first component and the second component via the at least one outer conductor contact element are interconnected.
  • the at least one inner conductor of the spring-loaded inner conductor contact element according to the invention is in each case connected or contactable with the first component and with the second component.
  • the invention also covers an elastic element made of an electrically insulating material, which is set up such that it can be fixed to at least one inner conductor of the spring-loaded inner conductor contact element.
  • Embodiments and developments can, if appropriate, combine with one another as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
  • an assembly according to the invention with a second variant of a spring-loaded inner conductor contact element according to the invention for transmitting a differential high-frequency signal i.
  • a symmetrical high-frequency signal is explained between two high-frequency components
  • an assembly according to the invention with a first variant of a spring-loaded inner conductor contact element according to the invention for transmitting an asymmetric high-frequency signal is presented in detail with reference to FIGS. 1A to 1F.
  • the high-frequency transmission path is designed as a coaxial transmission path.
  • the coaxial transmission path preferably has a metallic outer conductor contact element 1 and a single metallic inner conductor 2, which is arranged coaxially to the outer conductor contact element 1 within the outer conductor contact element 1.
  • the outer conductor contact element 1 is realized in this case in a preferred embodiment as an electrically conductive intermediate component between a first component 3, preferably a first high-frequency component, and a second component 4, preferably a second high-frequency component.
  • This rule component corresponds to a housing and has for this purpose a preferably cylindrically shaped inner space 5, which extends between the first component 3 and the second component 4.
  • the intermediate component serving as outer conductor contact element 1 is in an electrical contact with associated outer conductor contact surfaces on the first component 3 and on the second component 4.
  • the outer conductor contact element 1 is rigid and thus has a constant axial extent. Furthermore, the intermediate component with the first component 3 and the second component 4 is mechanically firmly connected. As a mechanical connection in this case, for example, a solder joint and / or a screw connection serve. As can be seen from Fig. IC, the first one is
  • Component 3 is connected to the serving as outer conductor contact element 1 intermediate component via a solder joint, while the second component 4 on the intermediate member via a
  • Screw connection is attached.
  • mutually aligned bores 14 are provided in the second component 4 and in the intermediate component, in each of which matching screws 15 are screwed.
  • the intermediate component is preferably connected without slot-shaped openings with the first and the second component 3 and 4.
  • the inner conductor 2 is located within the inner space 5 of serving as outer conductor contact element 1 intermediate component and is arranged in the interior 5 coaxial with the outer conductor contact element 1. It extends in the assembled state shown in FIG. IC between the associated inner conductor contact surfaces of the first and the second component 3 and 4th
  • a plurality of high-frequency transmission links are present between the first and the second component 3 and 4, then a plurality of mutually separate bores are present in the intermediate component. seen, in each of which an inner conductor is arranged coaxially to serving as outer conductor contact element 1 intermediate component.
  • the intermediate component serves as a common outer conductor 1 for each coaxial high-frequency transmission line.
  • the distance between the two inner conductor contact surfaces of the first and second component 3 and 4 typically variable from assembly to assembly.
  • there is an axial offset on the inner conductor side which is to be compensated by an inner conductor 2 with an axially variable extension.
  • the inner conductor of the inner conductor contact element 17 according to the invention which can be changed in its axial extent, consists of a solid, first inner conductor part 2i and a solid, second inner conductor part 22, which are in electrical contact with one another and on the other hand can be moved in the axial longitudinal extent to each other.
  • the first inner conductor part 2i and the second inner conductor part 22 are each rigid components, wherein the first inner conductor part 2i only in the contacting region with the second inner conductor part 22 have an elasticity.
  • the first inner conductor part 2i is a component that, in particular in
  • first inner conductor part 2i is formed in each case in its contact area with the respectively contacting inner conductor part 22 or 2i as a spring sleeve.
  • first inner conductor part 2i is formed in its contact region as a spring sleeve, which contacts the inner surface of the second inner conductor part 22 with radially inwardly directed extensions at the distal ends of its spring tabs 6.
  • the spring sleeve of the first or the second inner conductor part can be moved longitudinally on the inner surface of the second or first inner conductor part 22 or 2i to be electrically contacted, so that in this way, depending on the size of the axial offset, an overlap of the first and the second inner conductor part 2i and 22 can be realized over a different length route.
  • the effective axial extent of the inner conductor 2 results from the degree of overlap of the first and the second inner conductor part 2i and 22nd
  • the first inner conductor part 2i of the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention is electrically and mechanically firmly connected to an associated contact surface on the first component 3.
  • the mechanically strong connection takes place here via common connection techniques, for example by means of soldering.
  • the first inner conductor part 2i may be in electrical contact with the first component 3 only.
  • the first inner conductor part 2i is transmitted via the contact pressure exerted by the second component 4 onto the second inner conductor part 22, which pressure is transmitted from the second inner conductor part 22 to the first inner conductor part 2i. is pressed on the associated contact surface on the first component 3.
  • the first component 3 and the second component 4 are each preferably high-frequency components.
  • the first and second components 3 and 4 may each typically comprise a printed circuit board equipped with high frequency electronics, a housing incorporating high frequency electronics, a substrate incorporating high frequency electronics, or a single high-frequency component, for example a high-frequency filter or a high-frequency amplifier.
  • an elastic element 7 made of an electrically insulating material is arranged within the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention.
  • An electrically insulating material with elasticity is preferably an elastomer, for example natural rubber, silicone, rubber, or a thermoplastic elastomer (TPE).
  • elastomer for example natural rubber, silicone, rubber, or a thermoplastic elastomer (TPE).
  • the elastic element 7 is fixed within the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention on the inner conductor 2, preferably both on the first inner conductor part 2i and on the second inner conductor part 22.
  • claws 8 As clearly shown in particular from FIG. 1B, which is rotated relative to FIG. 1A by 90 ° about the longitudinal axis of the high-frequency transmission path.
  • These claws 8, which are respectively formed on the outer surface of the first and second inner conductor part 2i and 22 and are hacked in corresponding recesses 9 at appropriate positions on the inner surface of the elastic member 7.
  • Alternative fixation methods, such as bonding, are covered by the invention.
  • the elastic element 7 may also be fixed to the second inner conductor part 22 within the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention.
  • the elastic element 7 By fixing the elastic element 7 on the inner conductor 2, preferably on the first and the second inner conductor part 2i and 22, the first inner conductor part 2i and the second inner conductor part 22 are elastically coupled to one another.
  • the first and the second inner conductor part 2i and 22 are elastically movable relative to each other.
  • a variable axial extent of the inner conductor 2 can be realized, which corresponds to the distance between the first and the second component 3 and 4 when contacting the first inner conductor part 2i with the first component 3 and the second inner conductor member 22 with the second component 4.
  • the elastic coupling causes a sufficient contact pressure of the first inner conductor part 2i on the first component 3 and the second inner conductor part 22 on the second component 4.
  • the elastic element 7 of the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention is substantially sleeve-shaped in the case of a coaxial high-frequency transmission path formed.
  • a central region 10 of the sleeve-shaped elastic element 7 which extends between the two end regions 11 and 11 at the axial ends of the elastic Element, there is a stiffness, which is reduced to the rigidity in the two end portions Iii and II2.
  • the outer diameter is reduced in the middle region 10 of the elastic element 7 with respect to the outer diameter in the two end regions Iii and II2.
  • the middle region 10 of the elastic element 7 as can be seen from the three-dimensional representation of the elastic element 7 in FIG.
  • a plurality of slots 12 extending in the axial longitudinal direction of the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention are preferably arranged in equidistant angular sections. These slots 12 extend from the outer surface to the inner surface of the sleeve-shaped elastic member 7. The number of slits 12 is suitable to choose.
  • the diameter of the central region 10 of the elastic element 7 widens with a contraction of the elastic element 7, while the axial longitudinal extent of the central region 10 of the elastic element 7 is shortened. Due to the contraction of the elastic element 7, the axial longitudinal extension and the outer or inner diameter in the end regions II and II 2 do not typically change.
  • a reduction of the rigidity in the center region 10 of the elastic element 7 is achieved by additional recesses 13 on the inner surface and / or on the outer surface of the central region 10 of the elastic element 7.
  • the reduced outer diameter of the central region 10 of the elastic element 7, the slots 12 and the additional recesses 13 in the central region 10 of the elastic element 7 increase the impedance in the portion of the high frequency transmission line, in which the central region 10 of the elastic member 7 is located opposite the wave resistance in the portions of the high frequency transmission line, in which the two end portions III and 11 2 of the elastic element 7 are ,
  • the characteristic impedance of the high-frequency transmission path over the entire axial longitudinal extent is advantageously adapted.
  • the axial longitudinal extent of the elastic member 7 is slightly reduced at its axial ends against the axial longitudinal extent of the inner conductor 2 and the outer conductor contact element 1. This slight reduction of the axial longitudinal extent allows secure electrical contacting of the first inner conductor part 2i and the outer conductor contact element 1 respectively with the first component 3 and the second inner conductor part 22 and the outer conductor contact element 1 with the second component 4.
  • outer conductor contact can not be realized by a single outer conductor contact element 1.
  • each as a one-piece Housing enclose the spring-loaded inner conductor contact element 17 according to the invention between the first and the second component 3 and 4, also a deliberatelyleiterkontak- tion over several outer conductor contact elements of the invention is covered.
  • the outer conductor contact elements may, for example, be arranged distributed on a concentric circle coaxially with the spring-loaded inner conductor contact element 17 or in a specific grid around the spring-loaded inner conductor contact element 17.
  • the spring-loaded inner conductor contact element 17 'according to the invention contains a plurality of inner conductors.
  • the spring-loaded inner conductor contact element 17 'according to the invention for example, there are two inner conductors 2 1 and 2 2 which together transmit a differential high-frequency signal (so-called twinax arrangement).
  • the invention is not limited to two inner conductors.
  • the invention also covers several pairs of two inner conductors, each of which transmits a differential signal. In the case of a star quad array of the inner conductors, for example, two pairs of two inner conductors each are arranged in a crossed relationship to one another.
  • the inner conductors 2 1 and 2 2 which are spaced apart from one another, of the feeder according to the invention are arranged.
  • the fixation of the elastic element 7 'on the two inner conductors 2 1 and 2 2 takes place, as shown in Fig. 2A, preferably both on the first inner conductor parts 2 1 1 and 2 2 1 and on the second inner conductor parts 2 1 2 and 2 2 2.
  • These claws 8, which are provided on the outer surfaces of the inner conductors 2 1 and 2 2 are hacked in associated recesses 9 in the elastic element 7 '.
  • electrically insulating material preferably one
  • Elastomer to be able to manufacture are certain areas 16, which are adjacent to the two inner conductor parts 2 1 1 and 2 2 1, not filled by the elastic element 7 '.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement mit mindestens einem Innen- leiter und einem elastischen Element, das den mindestens einen Innenleiter umschließt. Die axiale Erstreckung des mindestens Innenleiters ist veränderbar. Der mindestens eine Innenleiter ist jeweils metallisch. Das elastische Element ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und an jedem Innenleiter fixiert.

Description

F«daxb«laetotes IniMnlaitAr-KozitaktejlflBMnt
GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement, ein elastisches Element, das in diesem federbelasteten Innenleiter-Kontaktelement enthalten ist, und eine Baugruppe, die dieses federbelastete Innenleiter-Kontaktelement enthält.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Als schnelle Datenübertragungsschnittstelle für hochfrequente Signale zwischen zwei Hochfrequenz-Bauteilen, beispiels- weise zwei Leiterplatten mit jeweils einer Hochfrequenz- Elektronik, haben sich sogenannte Board-to-Board- Steckverbinder (deutsch: Leiterplatte-zu Leiterplatte- Steckverbinder) etabliert. Diese Board-to-Board- Steckverbinder haben die Aufgabe eine elektrische Verbindung für hochfrequente Signale zwischen den beiden Hochfrequenz- Bauteilen bei angepasstem Wellenwiderstand zu verwirklichen.
In einer besonderen Ausprägung sind die Außenleiterkontakte auf den beiden Hochfrequenz-Bauteilen über ein elektrisch leitendes und als Außenleiter dienendes Zwischenbauteil fest miteinander verbunden. Dieses elektrisch leitende Bauteil kann beispielsweise eine elektrisch leitende Hülse oder eine elektrisch leitende Platte mit einer Bohrung sein. In der Bohrung der Hülse oder der Platte ist für eine Hochfrequenz- Übertragung koaxial ein Innenleiter zwischen den beiden Hochfrequenz-Bauteilen angeordnet .
Während das als Außenleiter dienende Zwischenbauteil starr ausgeführt ist und typischerweise über eine Verschraubung, Verlötung oder Verschweißung mit den beiden Hochfrequenz- Bauteilen fest verbunden ist, muss der Innenleiter einen axialen Versatz zwischen den beiden Hochfrequenz-Bauteilen aufgrund einer fertigungsbedingten üngenauigkeit in der Planarität zwischen den beiden Hochfrequenz-Bauteilen aus- gleichen.
Zum Ausgleich des axialen Versatzes zwischen den beiden Hochfrequenz-Bauteilen wird der Innenleiter jeweils als sogenanntes SLC-Kontaktelement (englisch: spring loaded contact; deutsch: federnder Kontakt) realisiert. Beispielsweise aus der DE 20316337 ül geht der Aufbau und die Funktionsweise eines derartigen SLC-Kontaktelements hervor.
Ein SLC-Kontaktelement weist hierbei einen Kontaktstift auf, der in einem buchsenförmigen Gehäuse federnd gelagert ist. Während das buchsenförmige Gehäuse typischerweise an dem einen Hochfrequenz-Bauteil fixiert ist, kontaktiert der Kontaktstift mit seiner Kontaktspitze das jeweils andere Hochfrequenz-Bauteil. Durch die Federung des Kontaktstiftes im buchsenförmigen Gehäuse ist ein ausreichender Kontaktdruck und damit ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktspitze des Kontaktstiftes und einer zugehörigen Kontaktfläche auf dem jeweils anderen Hochfrequenz-Bauteil innerhalb eines bestimmten Bereiches für den Abstand zwischen den beiden Hochfrequenz-Bauteilen realisierbar.
Die Realisierung eines Board-to-Board-Steckverbinders auf SLC-Technologie für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen benötigt nachteilig noch zu viele Einzelteile, was die Kos- ten für die Montage und die Logistik unnötig erhöht. Außerdem weisen derartige Board-to-Board-Steckverbinder nachteilig auch eine zu große geometrische Ausdehnung auf, um zukünftige Anforderungen an den Abstand zwischen mehreren in einem Raster oder in einer Reihe jeweils positionierten Hochfrequenz-Kontaktelementen in SLC-Technologie erfüllen zu können.
Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Hochfrequenz-Übertragung zwischen zwei Hochfrequenz-Bauteilen und gegebener fixierter Außen- leiterkontaktierung zwischen den beiden Hochfrequenz- Bauteilen ein Innenleiter-Kontaktierung und eine Isolation zwischen Außenleiter- und Innenleiter-Kontaktierung anzugeben, die hinsichtlich der Größe und der Anzahl seiner Ein- zelteile minimiert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein elastisches Element mit den Merkma- len des Patentanspruchs 11 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement mit
- mindestens einem Innenleiter und
- einem den mindestens einen Innenleiter umschließenden elastischen Element,
- wobei die axiale Erstreckung des mindestens einen Innenleiters veränderbar ist,
- wobei der mindestens eine Innenleiter jeweils metallisch ist,
- wobei das elastische Element aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und
- an jedem Innenleiter fixiert ist. Elastisches Element
- aus einem elektrisch isolierenden Material,
- das derart eingerichtet ist, dass es an jedem Innenleiter eines federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements . fixierbar ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis/Idee besteht darin, die beiden ursprünglich in zwei getrennten Bauteilen jeweils realisierten technischen Funktio- nen der elektrischen Isolierens (Isolator-Element) und des Aufbringens einer axialen Elastizität (Feder) in einem einzigen Bauteil zu verwirklichen. Hierzu wird erfindungsgemäß ein federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement mit mindestens einem metallischen Innenleiter um ein elastisches Ele- ment aus einem elektrisch isolierenden Material ergänzt, das den mindestens einen Innenleiter umschließt. Ist das federbelastete Innenleiter-Kontaktelement zwischen den beiden Bauteilen einer Baugruppe, die bevorzugt Hochfrequenz- Bauteile einer Hochfrequenz-Baugruppe sind, und innerhalb von mindestens einem Außenleiter-Kontaktelement eingefügt, so dient das elastische Element aus elektrisch isolierenden Material als Isolator-Element innerhalb einer Hochfrequenz- Übertragungsstrecke zwischen den beiden Hochfrequenz- Bauteilen. Aufgrund seiner Elastizität und seiner Fixierung an dem mindestens einen Innenleiter kann das elastische Element im gestauchten Fall - wenn der mindestens eine in seiner axialen Erstreckung jeweils veränderbare Innenleiter bei Kontaktierung mit dem ersten und dem zweiten Bauteil ebenfalls gestaucht ist - auf den mindestens einen Innenleiter jeweils eine Federkraft übertragen, mit der der mindestens eine Innenleiter jeweils einen ausreichenden Kontaktdruck auf das erste und zweite Bauteil ausübt.
Der mindestens eine Innenleiter ist zur Realisierung einer elektrischen Verbindung für ein Hochfrequenzsignal zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil jeweils metallisch ausgeführt. Bevorzugt ist er einzig metallisch ausgeführt und aus einem einzigen Metall hergestellt. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß eine kompakte Hochfrequenz-Übertragungsstrecke zwischen zwei Hochfrequenz- Bauteilen aus einer minimierten Anzahl von Einzelteilen geschaffen. Diese Hochfrequenz-Übertragungsstrecke verwirklicht in Abhängigkeit des im jeweiligen Betriebsfall vorlie- genden axialen Versatzes zwischen den beiden zu verbindenden Hochfrequenz-Bauteilen eine sichere elektrische Kontaktie- rung zwischen den beiden Hochfrequenz-Bauteilen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren ünteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
In einer bevorzugten Ausprägung ist das elastische Element mit seiner elektrisch isolierenden Eigenschaft aus einem Elastomer, beispielsweise Naturkautschuk, Silikon, Gummi, oder einem TPE (thermoplastischer Elastomer) hergestellt.
Das elastische Element ist im Hinblick auf seine Funktion als Isolator-Element zwischen dem mindestens einen Innenleiter und dem Außenleiter der Hochfrequenz-Kontaktvorrichtung angeordnet und ist somit näherungsweise hülsenförmig ausgeformt. In einem Mittenbereich zwischen zwei Endbereichen, die jeweils zu einem axialen Ende des elastischen Elements benachbart sind, weist das elastische Element bevorzugt eine reduzierte Steifigkeit auf.
Diese reduzierte Steifigkeit des elastischen Elements in seinem Mittenbereich bewirkt vorteilhaft, dass die größte elastische Verformung des elastischen Elements vor allem in diesem Mittenbereich und nicht in den beiden Endbereichen auftritt. Die reduzierte Steifigkeit im Mittenbereich des elastischen Elements wird bevorzugt durch einen reduzierten Außendurchmesser und durch mehrere in Längsachsrichtung verlaufende Schlitze realisiert, die sich zwischen der Außen- und Innenoberfläche des hohl ausgeformten elastischen Elements befin- den. Durch diese in Längsachsrichtung verlaufenden Schlitze vergrößert sich bei einer in Längsachsrichtung wirkenden Druckkraft der reduzierte Außendurchmesser des Mittenbereiches, während sich die axiale Längserstreckung des Mittenbereiches des elastischen Elements vorteilhaft verkürzt. Der reduzierte Außendurchmesser im Mittenbereich kann sich dabei bis zur Größe des nicht reduzierten Außendurchmesser in den Endbereichen des elastischen Elements ausdehnen.
Eine zusätzlich reduzierte Steifigkeit wird dadurch erzielt, dass innerhalb des Mittenbereiches des hülsenförmigen elastischen Elements an der Innen- und/oder Außenoberfläche jeweils mindestens eine Ausnehmung vorgesehen ist. Diese mindestens eine Ausnehmung führt zu einer zusätzlichen Reduzierung des Querschnitts des elastischen Elements im Bereich der Ausnehmung. Bevorzugt sind die einzelnen Ausnehmungen an Stellen des Mittenbereichs angeordnet, in denen eine Veränderung des elastischen Elements in radialer Richtung bei Kontraktion besonders stark auftritt. Durch den reduzierten Außendurchmesser, die einzelnen
Schlitze und die einzelnen Ausnehmungen im Mittenbereich des elastischen Elements reduziert sich die effektive Permitti- vität in einem Abschnitt der Hochfrequenz- Übertragungsstrecke, in der sich der Mittenbereich des elastischen Elements befindet. Damit erhöht sich der Wellenwiderstand in diesem Abschnitt der Hochfrequenz- Übertragungsstrecke . Zur Realisierung eines Wellenwiderstands, der über die gesamte Längserstreckung der Hochfre- quenz-Übertragungsstrecke angepasst ist, wird der Außendurchmesser des mindestens einen Innenleiters in dem Abschnitt der Hochfrequenz-Übertragungsstrecke, in dem sich der Mittenbereich des elastischen Elements befindet, gegenüber den Abschnitten der Hochfrequenz-Übertragungsstrecke, in denen sich jeweils die Endbereiche des elastischen Elements befinden, vergrößert.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements wird die axiale Veränderbarkeit des mindestens einen Innenleiters dadurch realisiert, dass der mindestens eine Innenleiter jeweils aus einem massiven, mit dem ersten Bauteil verbundenen oder kon- taktierbaren ersten Innenleiterteil und einem massiven, mit dem zweiten Bauteil verbundenen oder kontaktierbaren zweiten Innenleiterteil zusammengesetzt ist.
Das erste und das zweite Innenleiterteil jedes Innenleiters stehen jeweils zueinander in einem elektrischen Kontakt. Sie sind zueinander in axialer Richtung bewegbar und überlappen sich in axialer Richtung. Je nach Überlappungsgrad des ersten und des zweiten Innenleiterteils ergibt sich eine unterschiedliche axiale Erstreckung des jeweiligen Innenleiters. Durch Erhöhung des Überlappungsgrades des ersten und des zweiten Innenleiterteils im Fall einer Stauchung des jewei- ligen Innenleiters infolge eines Kontaktdruckes des zweiten Bauteils auf das zweite Innenleiterteil bzw. des ersten Bauteils auf das erste Innenleiterteil reduziert sich die effektive axiale Erstreckung des jeweiligen Innenleiters im Vergleich zum Nichtstauchungsfall . Somit wird über die axia- le Überlappung des ersten und des zweiten Innenleiterteils des jeweiligen Innenleiters jeweils ein Innenleiter mit einer in axialer Richtung veränderbaren Erstreckung realisiert. Die Fixierung des elastischen Elements an dem mindestens einen Innenleiter erfolgt bevorzugt jeweils mithilfe von mindestens einer am Innenleiter jeweils vorgesehenen Kralle, die jeweils in einer zugehörigen Ausnehmung am elastischen Element eingehackt ist.
Neben dem erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter- Kontaktelement ist auch eine erfindungsgemäße Baugruppe von der Erfindung mit abgedeckt, die das erfindungsgemäße federbelastete Innenleiter-Kontaktelement, mindestens ein Außen- leiter-Kontaktelement, das erste Bauteil und das zweite Bauteil enthält. Jedes Außenleiter-Kontaktelement ist jeweils benachbart zum federlasteten Innenleiter-Kontaktelement angeordnet. Hierbei sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil über das mindestens eine Außenleiter-Kontaktelement miteinander verbunden. Außerdem ist der mindestens eine Innenleiter des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter- Kontaktelements jeweils mit dem ersten Bauteil und mit dem zweiten Bauteil verbunden oder kontaktierbar . Die Erfindung deckt schließlich auch ein elastisches Element aus einem elektrisch isolierenden Material ab, das derart eingerichtet ist, dass es an mindestens einem Innenleiter des federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements fixierbar ist. Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Bevor anhand der Figuren 2A bis 2C eine erfindungsgemäße Baugruppe mit einer zweiten Variante eines erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements zur Übertragung eines differenziellen Hochfrequenz-Signals, d.h. eines sym- metrischen Hochfrequenz-Signals, zwischen zwei Hochfrequenz- Bauteilen erläutert wird, wird anhand der nun folgenden Figuren 1A bis 1F eine erfindungsgemäße Baugruppe mit einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements zur Übertragung eines asymmetri- sehen Hochfrequenzsignals im Detail vorgestellt:
Im Fall einer Übertragung eines asymmetrischen Hochfrequenzsignals ist die Hochfrequenz-Übertragungsstrecke als koaxiale Übertragungsstrecke ausgeführt. Die koaxiale Übertra- gungsstrecke weist hierzu bevorzugt ein metallisches Außenleiter-Kontaktelement 1 und einen einzigen metallischen Innenleiter 2 auf, der koaxial zum Außenleiter-Kontaktelement 1 innerhalb des Außenleiter-Kontaktelements 1 angeordnet ist.
Das Außenleiter-Kontaktelement 1 ist hierbei in einer bevorzugten Ausführungsform als elektrisch leitendes Zwischenbauteil zwischen einem ersten Bauteil 3, bevorzugt einem ersten Hochfrequenz-Bauteil, und einem zweiten Bauteil 4, bevorzugt einem zweiten Hochfrequenz-Bauteil, realisiert. Dieses Zwi- schenbauteil entspricht einem Gehäuse und weist hierzu einen bevorzugt zylindrisch ausgeformten Innenraum 5 auf, der sich zwischen dem ersten Bauteil 3 und dem zweiten Bauteil 4 erstreckt. Das als Außenleiter-Kontaktelement 1 dienende Zwi- schenbauteil steht mit zugehörigen Außenleiter- Kontaktflächen auf dem ersten Bauteil 3 und auf dem zweiten Bauteil 4 in einem elektrischen Kontakt.
Das als Außenleiter-Kontaktelement 1 dienende Zwischenbau- teil ist starr ausgeführt und weist somit eine konstante axiale Erstreckung auf. Ferner ist das Zwischenbauteil mit dem ersten Bauteil 3 und dem zweiten Bauteil 4 mechanisch fest verbunden. Als mechanische Verbindung kann hierbei beispielsweise eine Lötverbindung und/oder eine Schraubverbin- dung dienen. Wie aus Fig. IC erkennbar ist, ist das erste
Bauteil 3 mit dem als Außenleiter-Kontaktelement 1 dienenden Zwischenbauteil über eine Lötverbindung verbunden, während das zweite Bauteil 4 an dem Zwischenbauteil über eine
Schraubverbindung befestigt ist. Hierzu sind im zweiten Bau- teil 4 und im Zwischenbauteil jeweils zueinander fluchtende Bohrungen 14 vorgesehen, in die jeweils passende Schrauben 15 eingeschraubt sind. Das Zwischenbauteil ist bevorzugt ohne schlitzförmige Öffnungen mit dem ersten und dem zweiten Bauteil 3 und 4 verbunden.
Der Innenleiter 2 befindet sich innerhalb des Innenraumes 5 des als Außenleiter-Kontaktelements 1 dienenden Zwischenbauteils und ist im Innenraum 5 koaxial zum Außenleiter- Kontaktelement 1 angeordnet. Er erstreckt sich im montierten Zustand gemäß Fig. IC zwischen den zugehörigen Innenleiter- Kontaktflächen des ersten und des zweiten Bauteils 3 und 4.
Liegen zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 3 und 4 mehrere Hochfrequenz-Übertragungsstrecken vor, so sind im Zwischenbauteil mehrere voneinander getrennte Bohrungen vor- gesehen, in denen jeweils ein Innenleiter koaxial zum als Außenleiter-Kontaktelement 1 dienenden Zwischenbauteil angeordnet ist. Das Zwischenbauteil dient hierbei als gemeinsamer Außenleiter 1 für jede einzelne koaxiale Hochfrequenz- Übertragungsstrecke .
Aufgrund von fertigungsbedingten üngenauigkeiten in der Planarität der beiden zueinander orientierten Oberflächen des ersten und des zweiten Bauteils 3 und 4 sowie der beiden Stirnflächen des als Außenleiter-Kontaktelements 1 dienenden Zwischenbauteils ist der Abstand zwischen den beiden Innenleiter-Kontaktflächen des ersten und des zweiten Bauteils 3 und 4 typischerweise variabel von Baugruppe zu Baugruppe. Es liegt somit innenleiterseitig ein axialer Versatz vor, der durch einen Innenleiter 2 mit einer axial veränderbaren Er- streckung zu kompensieren ist.
Der Innenleiter des erfindungsgemäße Innenleiter-Kontakt- Elements 17, der in seiner axialen Erstreckung veränderbar ist, setzt sich hierzu aus einem massiven, ersten Innenlei- terteil 2i und einem massiven, zweiten Innenleiterteil 22 zusammen, die einerseits zueinander in einem elektrischen Kontakt stehen und andererseits in axialer Längserstreckung zueinander bewegbar sind.
Das erste Innenleiterteil 2i und das zweite Innenleiterteil 22 sind jeweils starre Bauteile, wobei das erste Innenleiterteil 2i einzig im Kontaktierungsbereich mit dem zweite Innenleiterteil 22 eine Elastizität aufweisen. Bevorzugt ist das erste Innenleiterteil 2i ein Bauteil, das, insbesondere im
Kontaktierungsbereich mit dem zweiten Innenleiterteil 22, eine höhere Steifigkeit in axialer Richtung als in radialer Richtung aufweist. Zur Realisierung eines sicheren elektrischen Kontaktes zwischen dem ersten und dem zweiten Innenleiterteil 2i und 22 ist entweder das erste Innenleiterteil 2i oder das zweite Innenleiterteil 22 jeweils in seinem Kontaktbereich mit dem je- weils kontaktierenden Innenleiterteil 22 bzw. 2i als Federhülse ausgeformt. In den Figuren 1A, 1B und IC ist beispielsweise das erste Innenleiterteil 2i in seinem Kontaktbereich als Federhülse ausgeformt, die mit radial nach innen gerichteten Erweiterungen an den distalen Enden ihrer Feder- laschen 6 die Innenoberfläche des zweiten Innenleiterteils 22 kontaktiert .
Die Federhülse des ersten oder des zweiten Innenleiterteils ist in Längsrichtung an der Innenoberfläche des elektrisch zu kontaktierenden zweiten bzw. ersten Innenleiterteils 22 bzw. 2i bewegbar, so dass auf diese Weise in Abhängigkeit der Größe des vorliegenden axialen Versatzes eine Überlappung des ersten und des zweiten Innenleiterteils 2i und 22 über eine unterschiedlich lange Strecke realisierbar ist. Die ef- fektive axiale Erstreckung des Innenleiters 2 ergibt sich aus dem Überlappungsgrad des ersten und des zweiten Innenleiterteils 2i und 22.
Das erste Innenleiterteil 2i des erfindungsgemäßen federbe- lasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 ist mit einer zugehörigen Kontaktfläche auf dem ersten Bauteil 3 elektrisch und mechanisch fest verbunden. Die mechanisch feste Verbindung erfolgt hierbei über gängige Verbindungstechniken, beispielsweise mittels Löten. Alternativ kann das erste Innen- leiterteil 2i mit dem ersten Bauteil 3 nur in einem elektrischen Kontakt stehen. In diesem Fall wird das erste Innenleiterteil 2i über den vom zweiten Bauteil 4 auf das zweite Innenleiterteil 22 ausgeübten Anpressdruck, der vom zweiten Innenleiterteil 22 auf das erste Innenleiterteil 2i übertra- gen wird, auf die zugehörige Kontaktfläche auf dem ersten Bauteil 3 gedrückt.
Äquivalent steht im montierten Zustand der erfindungsgemäßen Baugruppe gemäß Fig. IC das zweite Innenleiterteil 22 des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 mit einer zugehörigen Kontaktfläche auf dem zweiten Bauteil 4 in einen elektrischen Kontakt. Alternativ kann das zweite Innenleiterteil 22 des erfindungsgemäßen federbelaste- ten Innenleiter-Kontaktelements 17 mit einer zugehörigen
Kontaktfläche auf dem zweiten Bauteil 4 mechanisch fest verbunden sein.
Bei dem ersten Bauteil 3 und dem zweiten Bauteil 4 handelt es sich jeweils bevorzugt um Hochfrequenz-Bauteile. Somit kann das erste und das zweite Bauteil 3 und 4 jeweils typischerweise eine Leiterplatte, die mit einer Hochfrequenz- Elektronik bestückt ist, ein Gehäuse, in dem eine Hochfrequenz-Elektronik eingebaut ist, ein Substrat, in dem eine Hochfrequenz-Elektronik integriert ist, oder ein einzelnes Hochfrequenz-Bauteil, beispielsweise ein Hochfrequenz-Filter oder ein Hochfrequenz-Verstärker, sein.
Koaxial zum Außenleiter-Kontaktelement 1 und zum Innenleiter 2 ist innerhalb des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 ein elastisches Element 7 aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Als
elektrisch isolierendes Material mit Elastizität eignet sich bevorzugt ein Elastomer, beispielsweise Naturkautschuk, Si- likon, Gummi, oder ein thermoplastischer Elastomer (TPE) .
Das elastische Element 7 ist innerhalb des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 am Innenleiter 2, bevorzugt sowohl am ersten Innenleiterteil 2i als auch am zweiten Innenleiterteil 22, fixiert. Als Fixierung dienen bevorzugt Krallen 8, wie insbesondere aus der Fig. 1B deutlich hervorgeht, die gegenüber Fig. 1A um 90° um die Längsachse der Hochfrequenz-Übertragungsstrecke gedreht ist. Diese Krallen 8, die jeweils an der Außenoberfläche des ersten und zweiten Innenleiterteils 2i und 22 ausgeformt sind und in zugehörigen Ausnehmungen 9 an passenden Positionen an der Innenoberfläche des elastischen Elements 7 eingehackt sind. Alternativ Fixierungsverfahren, wie beispielsweise Klebung, sind von der Erfindung mit abgedeckt. Alternativ kann das elastische Element 7 innerhalb des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 auch nur am zweiten Innenleiterteil 22 fixiert sein.
Durch die Fixierung des elastischen Elements 7 am Innenlei- ter 2, bevorzugt am ersten und am zweiten Innenleiterteil 2i und 22, sind das erste Innenleiterteil 2i und das zweite Innenleiterteil 22 zueinander elastisch gekoppelt. Durch diese elastische Kopplung sind das erste und das zweite Innenleiterteil 2i und 22 zueinander elastisch bewegbar. Somit ist einerseits eine variable axiale Erstreckung des Innenleiters 2 realisierbar, die bei Kontaktierung des ersten Innenleiterteils 2i mit dem ersten Bauteil 3 und des zweiten Innenleiterteils 22 mit dem zweiten Bauteil 4 zum Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 3 und 4 korrespondiert. Andererseits bewirkt die elastische Kopplung einen ausreichenden Kontaktdruck des ersten Innenleiterteils 2i am ersten Bauteil 3 und des zweiten Innenleiterteils 22 am zweiten Bauteil 4. Das elastische Element 7 des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 ist im Fall einer koaxialen Hochfrequenz-Übertragungsstrecke im Wesentlichen hülsen- förmig ausgeformt. In einem Mittenbereich 10 des hülsenför- migen elastischen Elements 7, der sich zwischen den beiden Endbereichen Iii und II2 an den axialen Enden des elastischen Elements erstreckt, liegt eine Steifigkeit vor, die zur Steifigkeit in den beiden Endbereichen Iii und II2 reduziert ist. Hierzu ist der Außendurchmesser im Mittenbereich 10 des elastischen Elements 7 gegenüber dem Außendurchmesser in den beiden Endbereichen Iii und II2 reduziert. Außerdem sind im Mittenbereich 10 des elastischen Elements 7, wie aus der dreidimensionalen Darstellung des elastischen Elements 7 in Fig. 1D hervorgeht, mehrere in axialer Längsrichtung des erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17 verlaufende Schlitze 12 bevorzugt in äquidistanten Winkelabschnitten angeordnet. Diese Schlitze 12 erstrecken sich von der Außenoberfläche bis zur Innenoberfläche des hülsen- förmigen elastischen Elements 7. Die Anzahl der Schlitze 12 ist geeignet zu wählen.
Durch den reduzierten Außendurchmesser und durch die vorgesehenen Schlitze 12 im Mittenbereich 10 verbreitert sich bei einer Kontraktion des elastischen Elements 7 der Durchmesser des Mittenbereiches 10 des elastischen Elements 7, während sich die axiale Längserstreckung des Mittenbereiches 10 des elastischen Elements 7 verkürzt. Durch die Kontraktion des elastischen Elements 7 ändert sich typischerweise die axiale Längserstreckung und der Außen- bzw. Innendurchmesser in den Endbereichen Iii und II2 nicht.
Eine Reduzierung der Steifigkeit im Mittenbereich 10 des elastischen Elements 7 wird durch zusätzliche Ausnehmungen 13 an der Innenoberfläche und/oder an der Außenoberfläche des Mittenbereiches 10 des elastischen Elements 7 erzielt.
Der reduzierte Außendurchmesser des Mittenbereichs 10 des elastischen Elements 7, die Schlitze 12 und die zusätzlichen Ausnehmungen 13 im Mittenbereich 10 des elastischen Elements 7 vergrößern den Wellenwiderstand in dem Abschnitt der Hochfrequenz-Übertragungsstrecke, in dem sich der Mittenbereich 10 des elastischen Elements 7 befindet, gegenüber dem Wellenwiderstand in den Abschnitten der Hochfrequenz- Übertragungsstrecke, in denen sich die beiden Endbereiche Iii und 112 des elastischen Elements 7 befinden. Zur Kompensation dieser Änderung des Wellenwiderstandes wird der Außendurchmesser des ersten und des zweiten Innenleiterteils 2i und 22 im Abschnitt des federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17, in dem sich der Mittenbereich 10 des elastischen Elements 7 befindet, in Relation zum Außendurchmesser des ersten und des zweiten Innenleiterteils 2i und 22 in den Abschnitten des federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17, in denen sich jeweils die beiden Endbereiche 12i und 122 des elastischen Elements 7 befinden, vergrößert. Auf diese Weise ist der Wellenwiderstand der Hochfrequenz- Übertragungstrecke über die gesamte axiale Längserstreckung vorteilhaft angepasst. Wie aus der Fig. IC im montierten Zustand der Baugruppe zu erkennen ist, ist die axiale Längserstreckung des elastischen Elements 7 an ihren axialen Enden gegenüber der axialen Längserstreckung des Innenleiters 2 und des Außenleiter- Kontaktelements 1 geringfügig reduziert. Diese geringfügige Reduktion der axialen Längserstreckung ermöglicht eine sichere elektrische Kontaktierung des ersten Innenleiterteils 2i und des Außenleiter-Kontaktelements 1 jeweils mit dem ersten Bauteil 3 und des zweiten Innenleiterteils 22 und des Außenleiter-Kontaktelements 1 jeweils mit dem zweiten Bauteil 4.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Außenleiterkontak- tierung nicht nur durch ein einziges Außenleiter- Kontaktelement 1 realisiert sein kann. Neben einer Hülse o- der einer Platte mit Bohrung, die jeweils als einteiliges Gehäuse das erfindungsgemäße federbelastete Innenleiter- Kontaktelement 17 zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 3 und 4 umschließen, ist auch eine Außenleiterkontak- tierung über mehrere Außenleiter-Kontaktelemente von der Er- findung mit abgedeckt. Die Außenleiter-Kontaktelemente können beispielsweise auf einem konzentrischen Kreis koaxial zum federbelasteten Innenleiter-Kontaktelement 17 oder in einem bestimmten Raster um das federbelastete Innenleiter- Kontaktelement 17 herum verteilt angeordnet sein.
In einer zweiten Variante enthält das erfindungsgemäße federbelastete Innenleiter-Kontaktelement 17 ' mehrere Innenleiter. Gemäß der Figuren 2A, 2B und 2C liegen im erfindungsgemäßen federbelastete Innenleiter-Kontaktelement 17' beispielsweise zwei Innenleiter 21 und 22 vor, die zusammen ein differenzielles Hochfrequenzsignal übertragen (so genannte Twinax-Anordnung) . Die Erfindung ist aber nicht auf zwei Innenleiter beschränkt. Daneben sind von der Erfindung auch mehrere Paare aus jeweils zwei Innenleitern, die je- weils ein differenzielles Signal übertragen, mit abgedeckt. Bei einer Stern-Viereranordnung der Innenleiter sind beispielsweise zwei Paare aus jeweils zwei Innenleitern jeweils überkreuzt zueinander angeordnet. Gemäß der zweiten Variante liegen mehrere Innenleiter im erfindungsgemäßen federbelasteten Innenleiter-Kontaktelement 17 ' vor, so dass keine Koaxialität zwischen den metallischen Innenleitern 21 und 22, dem elektrisch isolierenden, elastischen Element 7' und dem metallischen Außenleiter- Kontaktelement 1 vorliegt, wie aus dem Querschnitt der Figuren 2B und 2C hervorgeht.
Wie aus den Figuren 2A, 2B und 2C ersichtlich ist, sind innerhalb des Außenleiter-Kontaktelements 1 die voneinander beabstandeten Innenleiter 21 und 22 des erfindungsgemäßen fe- derbelasteten Innenleiter-Kontaktelements 17' mit ihren massiven, ersten und zweiten Innenleiterteilen 2H und 2H bzw. 221 und 222 angeordnet. Zur Realisierung einer relativen elastischen Beweglichkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Innenleiterteilen 211 und 2*2 bzw. 22i und 222 der beiden Innenleiter 21 und 22 ist ein elastisches Element 7' zwischen dem Außenleiter- Kontaktelement 1 und den beiden Innenleiter 21 und 22 ange- ordnet und an den beiden Innenleitern 21 und 22 bevorzugt mittels Krallen 8 fixiert. Die Fixierung des elastischen Elements 7' an den beiden Innenleitern 21 und 22 erfolgt, wie in Fig. 2A dargestellt ist, bevorzugt sowohl an den ersten Innenleiterteilen 211 und 221 als auch an den zweiten Innen- leiterteilen 212 und 222. Diese Krallen 8, die an den Außenoberflächen der Innenleiter 21 und 22 vorgesehen sind, sind in zugehörigen Ausnehmungen 9 im elastischen Element 7 ' eingehackt. Um das elastische Element 7' als Gussteil aus einem
elektrisch isolierenden Material, bevorzugt aus einem
Elastomer, fertigen zu können, sind bestimmte Bereiche 16, die zu den beiden Innenleiterteilen 211 und 221 benachbart sind, nicht vom elastischen Element 7' ausgefüllt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') mit mindestens einem Innenleiter (2; 21, 22) und einem elasti- sehen Element (7; 7'), das den mindestens einen Innenleiter (2; 21, 22) umschließt, wobei die axiale Erstreckung des mindestens einen Innenleiters (2; 21, 22) veränderbar ist, wobei der mindestens eine Innenleiter (2; 21, 22) jeweils metallisch ist, wobei das elastische Element (7; 7') aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und an jedem Innenleiter (2; 21, 22) fixiert ist.
2. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elektrisch isolierende Material des elastischen Elements (7; 7') ein Elastomer ist.
3. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Mittenbereich (10) zwischen zwei Endbereichen (Iii, H2) , die jeweils zu einem axialen Ende des elastischen Elements (7; 7') benachbart sind, die Steifigkeit des elas- tischen Elements (7; 7') gegenüber der Steifigkeit in den beiden Endbereichen (Iii, H2) reduziert ist.
4. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach Patentanspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Außendurchmesser im Mittenbereich (10) gegenüber einem Außendurchmesser in den Endbereichen (Iii, H2) reduziert ausgeführt ist.
5. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach Patentanspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittenbereich (10) in axialer Längserstreckung meh- rere Schlitze (12) aufweist, die jeweils von einer Außenoberfläche zu einer Innenoberfläche des elastischen Elements (7; 7') verlaufen.
6. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach einem der Patentansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Innen- und/oder Außenoberfläche im Mittenbereich (10) des elastischen Elements (7; 7') jeweils mindestens eine Ausnehmung (13) vorgesehen ist.
7. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach einem der Patentansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Verwirklichung eines angepassten Wellenwiderstandes über die axiale Längserstreckung des federbelasteten Innenleiter-Kontaktelements (7; 7') ein Außendurchmesser des mindestens einen Innenleiters (2; 21, 22) jeweils in einem zum Mittenbereich (10) des elastischen Elements (7; 7') benachbarten Bereich des jeweiligen Innenleiters (2; 21, 22) ver- größert ist.
8. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach einem der Patentansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Innenleiter (2; 21, 22) jeweils ein massives, mit dem ersten Bauteil (3) verbundenes oder kon- taktierbares erstes Innenleiterteil (2i; 21i# 22i) und ein massives, mit dem zweiten Bauteil (4) verbundenes oder kontak- tierbares zweites Innenleiterteil (22; 2X 2, 22 2) umfasst, wobei jeweils das zweite Innenleiterteil (22; 2X 2, 22 2) das erste In- nenleiter elektrisch kontaktiert und relativ zum ersten Innenleiterteil bewegbar ist, wobei das elastische Element (7; 7') zumindest an jedem zweiten Innenleiterteil fixiert ist.
9. Federbelastetes Innenleiter-Kontaktelement (7; 7') nach einem der Patentansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fixierung des elastischen Elements (7; 7') an jedem Innenleiter mithilfe von mindestens einer an jedem Innenleiter (2; 21, 22) jeweils vorgesehenen Kralle (8) erfolgt, die jeweils in einer zugehörigen Ausnehmung (9) am elastischen Element (7; 7') eingehackt ist.
10. Baugruppe mit einem ersten Bauteil (3), einem zweiten Bauteil (4), einem federbelasteten Innenleiter- Kontaktelement (7; 7') nach einem der vorstehenden Patentansprüche und mindestens einem Außenleiter-Kontaktelement (1), das jeweils benachbart zum federlasteten Innenleiter- Kontaktelement (7; 7') angeordnet ist, wobei das erste Bauteil (3) und das zweite Bauteil (4) über das mindestens eine Außenleiter-Kontaktelement (1) jeweils miteinander verbunden sind und der mindestens eine Innenleiter (2; 21, 22) des federbelasteten Kontaktelements (7; 7') jeweils mit dem ersten Bauteil (3) und dem zweite Bauteil (4) verbunden oder kon- taktierbar ist.
11. Elastisches Element (7; 7') aus einem elektrisch isolierenden Material, das derart eingerichtet ist, dass es an jedem Innenleiter (2; 21, 22) eines federbelastetes Innenleiter-Kontaktelements (7; 7') nach einem der Patentansprüche 1 bis 9 fixierbar ist.
EP18736845.1A 2017-09-28 2018-06-27 Federbelastetes innenleiter-kontaktelement Active EP3482465B1 (de)

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DE102017009065.3A DE102017009065A1 (de) 2017-09-28 2017-09-28 Federbelastetes innenleiter-kontaktelement
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