EP4280384A1 - Steckverbinder, steckverbinder-system und verfahren zum herstellen des steckverbinders bzw. des steckverbinder-systems - Google Patents

Steckverbinder, steckverbinder-system und verfahren zum herstellen des steckverbinders bzw. des steckverbinder-systems Download PDF

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Publication number
EP4280384A1
EP4280384A1 EP23163397.5A EP23163397A EP4280384A1 EP 4280384 A1 EP4280384 A1 EP 4280384A1 EP 23163397 A EP23163397 A EP 23163397A EP 4280384 A1 EP4280384 A1 EP 4280384A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
contact elements
connector
socket
contour
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23163397.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander RAMONAT
Dirk Michel
Ulrich WIMMER GAIR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Original Assignee
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaichi Electronics Deutschland GmbH filed Critical Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Publication of EP4280384A1 publication Critical patent/EP4280384A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/646—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00 specially adapted for high-frequency, e.g. structures providing an impedance match or phase match
    • H01R13/6473—Impedance matching
    • H01R13/6474—Impedance matching by variation of conductive properties, e.g. by dimension variations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency

Definitions

  • the invention relates to a connector, a connector system and a method for producing the connector or the connector system.
  • the invention relates to a single-pair Ethernet connector, a single-pair Ethernet connector system and a method for producing a single-pair Ethernet connector.
  • Single Pair Ethernet is a future-oriented communication platform for electrical or electronic components and machines and provides efficient and cost-effective data transmission, especially for industrial applications.
  • SPE Single Pair Ethernet
  • Traditional Ethernet which typically uses four or eight contacts
  • SPE uses only two contacts. This saves costs, space, weight and time during assembly.
  • the features listed under a) to c), both individually and in combination lead to improved electrical properties of the plug connector and thus to improved signal or data transmission.
  • the features listed under a) can reduce or eliminate undesirable influences of contour jumps in the connector housing on a signal transmitted through the contact elements.
  • the features listed under b) can reduce the volume of an air gap that occurs in the connector, which also leads to a reduction in undesirable influences on signal transmission or to improved electrical properties of the connector.
  • one or more cables can be brought to the contact elements essentially in parallel, that is, in particular without a change in direction or without a bend and/or a kink, and soldered to the solder connections of the contact elements.
  • This also leads to improved electrical properties of the plug connector, since, for example, undesirable influences on the signal to be transmitted as a result of a bend and/or a kink in one or more cables that are or will be electrically connected to the plug connector can be reduced or avoided .
  • electrical losses such as insertion losses and/or reflection losses (return loss) occur. of the connector can be reduced.
  • the connector is preferably a circular connector and in particular a "Single Pair Ethernet" (SPE) connector.
  • SPE Single Pair Ethernet
  • the connector has exactly two contact elements, namely a single pair of contact elements (“single pair”). It is understood that within the scope of the invention, depending on the application, the connector can also have more than two contact elements (e.g. three, four, five, six, seven, eight, etc.).
  • a contact element is understood to be in particular an electrical conductor of the plug connector, which can be electrically connected to other electrical conductors and/or contact elements.
  • the contact element is designed to transmit electrical signals, for example from one or more cables to a circuit board and/or vice versa.
  • the contact elements are preferably cylindrical or have a cylindrical cross section.
  • the contact elements are preferably solid, in particular as solid cylinders.
  • 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.
  • the insulator is preferably made of plastic and/or ceramic. It goes without saying that, in principle, any other materials that are suitable for electrical insulation can also be used.
  • the insulator has contact element openings or contact element passages in which the contact elements are arranged.
  • the number of contact element openings preferably corresponds to the number of contact elements. It goes without saying, however, that the number of contact element openings can also be larger than the number of contact elements.
  • the connector housing is preferably ring-shaped or essentially (i.e. apart from existing contour jumps) designed as a hollow cylinder.
  • the connector housing preferably has a metal and/or a metal alloy, in particular brass (CuZn), or is made of a metal and/or a metal alloy. It goes without saying, however, that the connector housing can also have one or more plastics or can be made from one or more plastics.
  • the contact elements can have a contour which essentially replicates or maps and/or imitates a contour of the plug connector housing, in particular in a region of the plug connector in which the contact elements are arranged (i.e. in particular in the region of the insulator).
  • the “contour of a body” is understood to mean in particular an outline or an outer line (outline) of the body.
  • “Essentially replicating, depicting and/or imitating” is understood to mean, in particular, a tendential and/or qualitative replica, depiction and/or imitation.
  • the contour or the contour course of the connector housing has one or more abrupt changes in direction or jumps to the "outside" (ie a change of direction or a jump from a smaller to a larger radius) or to the "inside" (ie a change of direction or a Jump from a larger to a smaller radius), at least some of these changes in direction or jumps are also formed in the contour of the contact elements.
  • an abrupt change in direction in the contour or a jump in contour of the connector housing is reproduced in a true direction.
  • a jump in the contour of the connector housing to the "outside” ie a local change in direction of the contour or the course of the contour from a smaller radius to a larger radius of the plug connector housing
  • a jump in the contour of the contact elements to the "outside” ie through a local change in direction of the contour or the course of the contour from a smaller radius to a larger radius of the contact elements
  • a radius of the connector housing becomes larger at a certain axial position of the connector, in particular in an area in which the contact elements are arranged (i.e.
  • the contact elements are designed in such a way that, in particular at this position , a radius of the contact elements also becomes larger.
  • a jump in the contour of the connector housing to the "inside” ie a local change in direction of the contour or the course of the contour from a larger radius to a smaller radius of the connector housing
  • a jump in the contour of the contact elements "inwards” ie through a local change in direction of the contour or the course of the contour from a larger radius to a smaller radius of the contact elements).
  • a radius of the connector housing becomes smaller at a certain axial position of the connector, in particular in an area in which the contact elements are arranged (i.e. in particular in the area of the insulator), the contact elements are designed in such a way that, in particular at this position , a radius of the contact elements also becomes smaller.
  • a “contour jump” of the housing or contact element is understood to mean in particular a (particularly abrupt) change in direction of the contour or the contour course of the housing or contact element that occurs along the longitudinal axis of the plug connector.
  • an “axial position of the connector” is understood to mean, in particular, a position along the longitudinal axis of the connector (and thus also the longitudinal axis of the contact elements). This position can, for example, be specified as an x coordinate using a coordinate system, with the longitudinal axis of the plug connector or the contact elements specifying the x direction.
  • each of the contact elements can have a contact pin in the form of a tapered end section of the respective contact element, wherein the Contact elements are arranged and/or embedded in the insulator in such a way that contour transitions (or contour jumps) of the contact elements to the respective tapered end section are arranged outside the insulator.
  • the plug pins or tapered end sections of the contact elements are arranged completely outside the insulator (in particular completely outside the insulator in which the contact elements are predominantly arranged and/or embedded).
  • each of the contact elements can have a solder connection for soldering an electrical conductor, the solder connection being a widened (in particular cylindrical and/or radially widened) end section of the respective contact element with a flattened side (or at least one resulting flat surface or surface). ) is trained.
  • the term “widened end section” is understood in particular to mean that the end section is widened compared to an adjacent section of the contact element or to the remaining section of the contact element, i.e. in particular has a larger dimension or a larger radius.
  • the flattening of one side or side surface of the widened cylindrical end section can be done, for example, by milling, grinding, cutting or even by laser processing. In other words, the flat surface or surface formed by flattening one side can be produced by material removal, in particular by milling, grinding, cutting (e.g. with a saw blade), laser processing, etc.
  • 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.
  • both the connector housing and the contact elements have corresponding radial contour jumps along a longitudinal axis of the connector.
  • a radial contour jump In particular, this means a jump or an abrupt change in direction of the contour with respect to a radial direction of the plug connector.
  • the term “corresponding” is understood in particular to mean that the contour jumps of the contact elements correspond to the contour jumps of the connector housing, in particular in terms of quality and/or tendency or direction.
  • the insulator with the embedded contact elements is arranged in the plug connector housing in such a way that the contour jumps of the plug connector housing and the corresponding contour jumps of the contact elements lie one above the other essentially with respect to the longitudinal axis of the plug connector.
  • the contour jumps of the connector housing and the corresponding contour jumps of the contact elements occur essentially at the same axial position of the plug connector.
  • each contact element has at least one (preferably more than one) axial section with a first contact element radius and / or first cutout and at least one (preferably more than one) second axial section with a second contact element radius and / or second cutout, which differs from the first contact element radius or first cutout.
  • the connector housing has at least one (preferably more than one) axial section with a first (in particular inner) connector housing radius and at least one (preferably more than one) second axial section with a second (in particular inner) connector housing radius and/or second Cutout that differs from the first connector housing radius or first cutout.
  • the respective (axial) lengths of the first axial sections of the contact element just described preferably correspond essentially to the respective lengths of the first axial sections of the connector housing just described.
  • the respective lengths of the second axial sections of the contact element just described preferably correspond essentially to the respective lengths of the second axial sections of the connector housing just described.
  • Each contact element is preferably arranged in the connector housing in such a way that the at least first axial section of the contact element and a Corresponding first axial section of the connector housing, and / or the at least second axial section of the contact element and a corresponding second axial section of the connector housing lie essentially one above the other or are arranged essentially at the same axial positions of the connector.
  • each contact element is preferably arranged in the connector housing in such a way that transitions between a first axial section and a second axial section of the respective contact element occur essentially at those axial positions of the connector at which the connector housing has a contour change or a contour jump.
  • the widened end sections of the contact elements are or are flattened in such a way that they each have two flat surfaces arranged orthogonally to one another.
  • the two flat surfaces of the widened end section of a contact element are designed such that together they have an L-shaped cross section.
  • the two flat surfaces of the widened end section of a contact element are of different sizes.
  • one of the two flat surfaces of the widened end section of a contact element serves as a support surface for an electrical conductor or the strand of a cable
  • the other of the two flat surfaces of the widened end section of a contact element serves as a guide element and / or alignment element for the electrical conductors to be soldered.
  • the contact elements are arranged or the flat surfaces are aligned in such a way that a normal vector of the smaller surface of a first of the two contact elements points in an opposite direction to a normal vector of the smaller surface of a second of the two contact elements.
  • the contact elements are or are arranged such that the respective flattened sides of the widened end sections of the contact elements face each other.
  • a flat surface of a first of the two contact elements faces a flat surface of a second of the two contact elements.
  • the widened end sections are or are flattened in such a way that a distance between a flat surface of a first of the two contact elements and a flat surface of a second of the two contact elements, which faces the flat surface of the first of the two contact elements, is in Essentially corresponds to a predefined distance, which is tailored to the diameter of a cable to be soldered.
  • the above-mentioned distance refers to the distance between the larger flat surfaces of the two contact elements.
  • the predefined distance is matched to the diameter of the cable to be soldered in such a way that the electrical conductors or strands of two cables can be brought to the solder connections of the contact elements and soldered essentially parallel (i.e. in particular without a change in direction and/or bending).
  • the plug connector is a plug connector plug.
  • the two contact elements are plug contact elements, in particular with one or more of the features listed above under a) to c).
  • the contact pins of the two contact elements are designed in particular to be inserted and/or plugged into a socket contact element of a plug connector that is complementary to the plug connector.
  • the connector is a single-pair Ethernet connector.
  • each contact pin of the plug contact elements is inserted into an associated socket of the socket contact elements.
  • the contour transitions of the plug contact elements to the respective tapered end section are arranged between the insulator of the plug connector plug and the insulator of the plug connector socket.
  • the location information chosen in this description are each related to the figure directly described and shown and are to be transferred accordingly to the new position when the position changes.
  • the Figure 1 shows a schematic sectional drawing of a conventional single-pair Ethernet connector system 10.
  • the connector system 10 includes a connector plug 1a and a connector socket 2.
  • the connector plug 1a includes a connector housing 20a and two plugs -Contact elements 4a, which are embedded in an insulator 18a of the connector plug 1a.
  • the connector socket 1b includes a socket housing 20b and two plug contact elements 4b, which are embedded in an insulator 18b of the connector socket 1b.
  • contact pins 5 of the plug contact elements 4a are inserted into sockets 6 of the socket contact elements 4b along an insertion direction that corresponds to a longitudinal direction of the plug connector system 10.
  • a cable 8 or an electrical conductor 7 of the cable 8 is soldered to each plug contact element 4a.
  • the connector socket 1b can be connected to a circuit board (in the Figure 1 not visible).
  • the arrow labeled L indicates a longitudinal direction or longitudinal axis of the connector system 10 or the connectors 1a and 1b, and the arrow labeled R indicates a radial direction of the connector system 10 or the connectors 1a and 1b .
  • the Figure 2 shows a schematic sectional drawing of a connector system 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the conventional connector system 10 shown was used in the connector system 100 Figure 2 in particular the contact elements of the two connectors of the connector system are modified in order to improve the electrical properties and/or the signal transmission properties of the connectors or the connector system.
  • the connector system 100 also includes the Figure 2 a connector plug 50a and a connector socket 50b.
  • the connector plug 50a includes a plug housing 20a and two plug contact elements 13a, which are embedded in an insulator 18a of the connector plug 50a.
  • the connector socket 50b includes a socket housing 20b and two plug contact elements 13b, which are embedded in an insulator 18b of the connector socket 13b.
  • contact pins 5 of the plug contact elements 13a are in sockets 6 of the sockets along an insertion direction which corresponds to a longitudinal direction L of the plug connector system 100 or the plug connectors 50a and 50b.
  • Contact elements 13b inserted.
  • a cable 8 or an electrical conductor 7 of the cable 8 is soldered to each plug contact element 13a.
  • the connector socket 13b can be connected to a circuit board (in the Figure 2 not visible).
  • the arrow labeled L indicates a longitudinal direction or longitudinal axis of the connector system 100 or the connectors 50a and 50b, and the arrow labeled R indicates a radial direction of the connector system 100 or the connectors 50a and 50b .
  • the contact elements 13a of the plug connector 50a point along the longitudinal axis L in contrast to the contact elements 4a of the conventional plug connector 1a Figure 1 corresponding to the contour or the contour jumps 14 of the connector housing 20a of the connector plug 50a has a reproduced contour or corresponding contour jumps 16.
  • the contact elements 13b of the plug connector 50b also point along the longitudinal axis L in contrast to the contact elements 4b of the conventional plug connector 1b Figure 1 corresponding to the contour or the contour jumps 14 of the plug connector housing 20b of the plug connector socket 50b a simulated contour or corresponding contour jumps 16.
  • the contour jumps 14 and 16 occur essentially in the radial direction R.
  • the insulator 18a with the embedded contact element ducks 13a is arranged in the plug connector housing 20a in such a way that the contour jumps 14 of the plug connector housing 20a and the corresponding contour jumps 16 of the contact elements 13a lie one above the other essentially with respect to the longitudinal axis L of the plug connector 50a (or essentially the same axial position exhibit).
  • the insulator 18b with the embedded contact element ducks 13b is arranged in the connector housing 20b in such a way that the contour jumps 14 of the plug connector housing 20b and the corresponding contour jumps 16 of the contact elements 13b lie one above the other (or essentially the same) with respect to the longitudinal axis L of the plug connector 50b have axial position).
  • each of the contact elements 13a has a contact pin 5 in the form of a tapered end section.
  • the contact elements 13a of the plug connector 50a are arranged and/or embedded in the insulator 18a in such a way that contour transitions or contour jumps 11 of the contact elements 13a to the respective tapered end section are arranged outside the insulator 18a or in the air gap 9.
  • the contour transitions 11 of the plug contact elements 13a to the respective tapered end section are thus arranged between the insulator 18a of the plug connector plug 50a and the insulator 18b of the plug connector socket 50b.
  • each of the contact elements 13a has a solder connection 15 for soldering an electrical conductor 7.
  • the solder connections 15 are of Figure 1 designed as a widened cylindrical end section with a flattened side or a flattened side surface S (see also Figures 4a and 4b).
  • the cables 8 to be soldered can thus be brought to the contact elements 13a essentially parallel, ie without a change in direction or without a bend and/or a kink, and soldered to the solder connection 15.
  • the electrical properties or the signal transmission properties of the plug connector 13a, and thus also of the entire plug connector system 100 can be improved.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of the sectional drawing of the connector system 100 from Figure 2 .
  • the contour or the contour jumps 16 of the contact elements 13a and 13b can be seen somewhat more clearly in this enlarged section.
  • the vertical dashed line shown shows contour jumps 14 of the plug connector housing 20b and corresponding contour jumps 16 of the contact elements 13b at an axial position of the plug connector 50b.
  • the Figure 4 shows a perspective sectional drawing of a section of the connector system 100, in particular the connector plug 50a, from Figure 2 .
  • the contact elements 13a each have different radii along the longitudinal axis L.
  • the contour jumps 14 of the plug connector housing 20a and the corresponding contour jumps 16 of the contact elements 13a lie essentially one above the other with respect to the longitudinal axis L of the plug connector plug 50a.
  • the contour jumps 14 of the plug connector housing 20a and the corresponding contour jumps 16 of the contact elements 13a therefore occur essentially at the same axial position of the plug connector plug 50a.
  • each contact element 13a has the Figure 4 a plurality of first axial sections A1 with a first contact element radius and a plurality of second axial sections with a second contact element radius that differs from the first contact element radius or is smaller than the first contact element radius.
  • the connector housing 20a has a plurality of first axial sections with a first inner connector housing radius and a plurality of second axial sections with a second inner connector housing radius that is different from the first inner connector housing radius or is smaller than the first inner connector housing radius. on.
  • Each contact element 13a is arranged in the connector housing 20a in such a way that the first axial sections A1 of the contact element 13a and the corresponding first axial sections of the connector housing 20a essentially lie one above the other or are arranged essentially at the same axial positions of the connector plug 50a. Furthermore, each contact element 13a is arranged in the connector housing 20a in such a way that the second axial sections A2 of the contact element 13a and the corresponding second axial sections of the connector housing 20a essentially lie one above the other or are arranged essentially at the same axial positions of the connector plug 50a.
  • each contact element 13a is arranged in the connector housing 20a in such a way that transitions between a first axial section A1 and a second axial section A2 of the respective contact element 13a occur essentially at those axial positions of the connector or connector plug 50a at which the connector housing 20a a contour change or a Has contour jump 14. Such transitions are in the Figure 4 marked by a dashed line.
  • the Figure 5a shows a schematic drawing of a portion of the connector 50a to illustrate the connection of two cables 8 to the solder terminals 15 of the connector 50a according to a preferred embodiment of the present invention. Furthermore, it shows Figure 5b a corresponding schematic drawing of a section of the connector 50a in a perspective front view. For reasons of clarity, in the Figure 5b the electrical conductors 7 or cables 8 are not shown.
  • the solder connections 15 are each designed as a widened cylindrical end section, which has a flattened (in particular milled) side. An electrical conductor 7 of the cable 8 is inserted into the flattened side of the widened end section and is connected to a flat surface F1 (see Figure 5b ) soldered on.
  • the widened end sections of the contact elements 13a are flattened in such a way that they each have two flat surfaces F1 and F2 arranged orthogonally to one another.
  • the surfaces F1 and F2 are arranged in such a way that together they form an L-shaped cross section.
  • the contact elements 13a are arranged such that the respective flattened sides of the widened end portions of the contact elements 13a face each other.
  • the widened end sections of the contact elements 13a are flattened (in particular milled) such that a distance d between a flat surface F1 of a first of the two contact elements 13a and a flat surface F1 of a second of the two contact elements 13a essentially corresponds to a predefined distance, which is on the diameter of the cable 8 to be soldered is matched.
  • the cables 8 to be soldered can thus be Essentially parallel, ie without a change in direction or without a bend and/or a kink, are brought to the contact elements 13a and soldered to the solder connection 15.
  • the electrical properties or the signal transmission properties of the plug connector 13a, and thus also of the entire plug connector system 100 can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (50a; 50b), ein Steckverbinder-System (100) und ein Verfahren zum Herstellen des Steckverbinders (50a; 50b) bzw. des Steckverbinder-Systems (100). Der Steckverbinder (50a; 50b) umfasst:- zwei elektrisch leitfähige Kontaktelemente (13a; 13b) zum Übertragen elektrischer Signale;- einen Isolator (18a; 18b), in dem die Kontaktelemente (13a; 13b) zumindest bereichsweise eingebettet sind; und- ein Steckverbindergehäuse (20a; 20b), welches den Isolator (18a; 18b) und die Kontaktelemente (13a; 13b) zumindest bereichsweise umgibt; wobeia) die Kontaktelemente (13a; 13b) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckverbindergehäuses (20a; 20b) im Wesentlichen nachbildet; und/oderb) jedes der Kontaktelemente (13a) einen Kontakt-Pin (5) in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Kontaktelements (13a) aufweist, wobei die Kontaktelemente (13a) derart im Isolator (18a) angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge (11) der Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators (18a) angeordnet sind; und/oderc) jedes der Kontaktelemente (13a) einen Lötanschluss (15) zum Anlöten eines elektrischen Leiters (7) aufweist, wobei der Lötanschluss (15) als verbreiterter zylindrischer Endabschnitt des jeweiligen Kontaktelements (13a) mit einer abgeflachten Seite (S) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, ein Steckverbinder-System und ein Verfahren zum Herstellen des Steckverbinders bzw. des Steckverbinder-Systems. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Single-Pair Ethernet Steckverbinder, ein Single-Pair Ethernet Steckverbinder-System und ein Verfahren zum Herstellen eines Single-Pair Ethernet Steckverbinders.
  • Single Pair Ethernet (SPE) ist eine zukunftsorientierte Kommunikationsplattform elektrischer bzw. elektronischer Komponenten und Maschinen und stellt insbesondere für Anwendungen in der Industrie eine effiziente und kostengünstige Datenübertragung bereit. Im Vergleich zu herkömmlichem Ethernet, bei dem in der Regel vier oder acht Kontakte verwendet werden, nutzt SPE nur zwei Kontakte. Dies spart Kosten, Platz, Gewicht und Zeit bei der Montage.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Steckverbinder und ein Steckverbinder-System mit verbesserten elektrischen Eigenschaften und/oder einer verbesserten Signal- bzw. Datenübertragung, insbesondere zum Einsatz für Single Pair Ethernet, bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein erster unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen Steckverbinder umfassend:
    • zwei elektrisch leitfähige Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
    • einen Isolator, in dem die Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
    • ein Steckverbindergehäuse, welches den Isolator und die Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt; wobei:
      1. a) die Kontaktelemente jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckverbindergehäuses im Wesentlichen nachbildet; und/oder
      2. b) jedes der Kontaktelemente einen Kontakt-Pin in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Kontaktelements aufweist, wobei die Kontaktelemente derart im Isolator angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge der Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators angeordnet sind; und/oder
      3. c) jedes der Kontaktelemente einen Lötanschluss zum Anlöten eines elektrischen Leiters aufweist, wobei der Lötanschluss als verbreiterter zylindrischer Endabschnitt des jeweiligen Kontaktelements mit einer abgeflachten Seite (bzw. Seitenfläche) ausgebildet ist.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die unter a) bis c) angeführten Merkmale, sowohl einzeln als auch in Kombination, zu verbesserten elektrischen Eigenschaften des Steckverbinders und somit zu einer verbesserten Signal- bzw. Datenübertragung führen. So können z.B. durch die unter a) angeführten Merkmale unerwünschte Einflüsse von Kontursprüngen des Steckverbindergehäuses auf ein durch die Kontaktelemente übertragenes Signal vermindert oder eliminiert werden. Durch die unter b) angeführten Merkmale kann das Volumen eines im Steckverbinder auftretenden Luftspalts verringert werden, was ebenfalls zu einer Reduktion unerwünschter Einflüsse auf die Signalübertragung bzw. zu verbesserten elektrischen Eigenschaften des Steckverbinders führt. Durch die unter c) angeführten Merkmale können ein oder mehrere Kabel (insbesondere zwei Kabel) im Wesentlichen parallel, d.h. insbesondere ohne Richtungsänderung bzw. ohne eine Biegung und/oder einen Knick, an die Kontaktelemente herangeführt und an den Lötanschlüssen der Kontaktelemente angelötet werden. Auch dies führt zu verbesserten elektrischen Eigenschaften des Steckverbinders, da z.B. unerwünschte Einflüsse auf das zu übertragende Signal in Folge einer Verbiegung und/oder eines Knicks in einem oder mehrerer Kabel, die mit dem Steckverbinder elektrisch verbunden sind oder werden, reduziert bzw. vermieden werden können. Insbesondere wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt sowie mit Hilfe von Messungen und Simulationen bestätigt, dass in Folge sämtlicher der unter a) bis c) angeführten Merkmale elektrische Verluste wie z.B. Einfügungsverluste (engl. "insertion loss") und/oder Reflektionsverluste (engl. "return loss") des Steckverbinders reduziert werden können.
  • Der Steckverbinder ist vorzugsweise ein Rundsteckverbinder und insbesondere ein "Single Pair Ethernet" (SPE) Steckverbinder. Im Falle eines SPE Steckverbinders weist der Steckverbinder genau zwei Kontaktelemente, nämlich ein einzelnes Kontaktelementpaar ("Single Pair") auf. Es versteht sich, dass der Steckverbinder im Rahmen der Erfindung aber auch, je nach Anwendung, mehr als zwei Kontaktelemente (z.B. drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, usw.) aufweisen kann.
  • Als Kontaktelement wird im Rahmen dieser Erfindung insbesondere ein elektrischer Leiter des Steckverbinders verstanden, welcher mit anderen elektrischen Leitern und/oder Kontaktelementen elektrisch verbindbar ist. Das Kontaktelement ist ausgelegt, um elektrische Signale zu übertragen, z.B. von einem oder mehrerer Kabel zu einer Leiterplatte und/oder umgekehrt. Die Kontaktelemente sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildet bzw. weisen einen zylindrischen Querschnitt auf. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente massiv, insbesondere als massive 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.
  • Der Isolator ist vorzugsweise aus Kunststoff und/oder Keramik gefertigt. Es versteht sich, dass aber grundsätzlich auch beliebig andere Materialien, die sich zum elektrischen Isolieren eignen, verwendet werden können. Insbesondere weist der Isolator Kontaktelementöffnungen bzw. Kontaktelementdurchgänge auf, in denen die Kontaktelemente angeordnet sind. Die Anzahl der Kontaktelementöffnungen entspricht vorzugsweise der Anzahl von Kontaktelementen. Es versteht sich, dass jedoch die Anzahl der Kontaktelementöffnungen auch größer als die Anzahl von Kontaktelementen sein kann.
  • Das Steckverbindergehäuse ist vorzugsweise ringförmig bzw. im Wesentlichen (d.h. abgesehen von vorhandenen Konturensprüngen) als Hohlzylinder ausgebildet. Das Steckverbindergehäuse weist vorzugsweise ein Metall und/oder eine Metalllegierung, insbesondere Messing (CuZn), auf bzw. ist aus einem Metall und/oder einer Metalllegierung gefertigt. Es versteht sich, dass jedoch das Steckverbindergehäuse auch einen oder mehrere Kunststoffe aufweisen bzw. aus einem oder mehreren Kunststoffen gefertigt sein kann.
  • Die Kontaktelemente können eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckverbindergehäuses, insbesondere in einem Bereich des Steckverbinders, in dem die Kontaktelemente angeordnet sind (also insbesondere im Bereich des Isolators), im Wesentlichen nachbildet bzw. abbildet und/oder nachahmt. Unter der "Kontur eines Körpers" wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung insbesondere ein Umriss bzw. eine äußere Linie (Umrisslinie) des Körpers verstanden. Unter "im Wesentlichen nachbilden, abbilden und/oder nachahmen" wird insbesondere eine tendenzielle und/oder qualitative Nachbildung, Abbildung und/oder Nachahmung verstanden. Weist z.B. die Kontur bzw. der Konturenverlauf des Steckverbindergehäuses einen oder mehrere abrupte Richtungsänderungen bzw. Sprünge nach "außen" (d.h. eine Richtungsänderung bzw. ein Sprung von einem kleineren zu einem größeren Radius) oder nach "innen" (d.h. eine Richtungsänderung bzw. einen Sprung von einem größeren zu einem kleineren Radius) auf, so sind zumindest einige dieser Richtungsänderungen bzw. Sprünge auch in der Kontur der Kontaktelemente ausgebildet. Insbesondere wird eine abrupte Richtungsänderung im Konturenverlauf bzw. ein Kontursprung des Steckverbindergehäuses richtungsgetreu nachgebildet. Dies bedeutet, dass z.B. eine Konturensprung des Steckverbindergehäuses nach "außen" (d.h. eine lokale Richtungsänderung der Kontur bzw. des Konturenverlaufs von einem kleineren Radius zu einem größeren Radius des Steckverbindergehäuses) durch einen Konturensprung der Kontaktelemente ebenfalls nach "außen" (d.h. durch eine lokale Richtungsänderung der Kontur bzw. des Konturenverlaufs von einem kleineren Radius zu einem größeren Radius der Kontaktelemente) nachgebildet ist bzw. wird. Wird also z.B. an einer bestimmten axialen Position des Steckverbinders, insbesondere in einem Bereich, in dem die Kontaktelemente angeordnet sind (also insbesondere im Bereich des Isolators), ein Radius des Steckverbindergehäuses größer, so sind die Kontaktelemente derart ausgestaltet, dass, insbesondere an dieser Position, auch ein Radius der Kontaktelemente größer wird. Entsprechend ist bzw. wird z.B. ein Kontursprung des Steckverbindergehäuses nach "innen" (d.h. eine lokale Richtungsänderung der Kontur bzw. des Konturenverlaufs von einem größeren Radius zu einem kleineren Radius des Steckverbindergehäuses) durch einen Konturensprung der Kontaktelemente ebenfalls nach "innen" (d.h. durch eine lokale Richtungsänderung der Kontur bzw. des Konturenverlaufs von einem größeren Radius zu einem kleineren Radius der Kontaktelemente) nachgebildet. Wird also z.B. an einer bestimmten axialen Position des Steckverbinders, insbesondere in einem Bereich, in dem die Kontaktelemente angeordnet sind (also insbesondere im Bereich des Isolators), ein Radius des Steckverbindergehäuses kleiner, so sind die Kontaktelemente derart ausgestaltet, dass, insbesondere an dieser Position, auch ein Radius der Kontaktelemente kleiner wird. Als "Konturensprung" des Gehäuses bzw. Kontaktelements wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine entlang der Längsachse des Steckverbinders auftretende (insbesondere abrupte) Richtungsänderung der Kontur bzw. des Konturenverlaufs des Gehäuses bzw. Kontaktelements verstanden.
  • Unter einer "axialen Position des Steckverbinders" wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine Position entlang der Längsachse des Steckverbinders (und damit auch der Längsachse der Kontaktelemente) verstanden. Diese Position kann z.B. mit Hilfe eines Koordinatensystems als eine x-Koordinate angegeben werden, wobei die Längsachse des Steckverbinders bzw. der Kontaktelemente die x-Richtung vorgibt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann jedes der Kontaktelemente einen Kontakt-Pin in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Kontaktelements aufweisen, wobei die Kontaktelemente derart im Isolator angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge (bzw. Kontursprünge) der Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators angeordnet sind. Insbesondere sind die Stecker-Pins bzw. verjüngten Endabschnitte der Kontaktelemente vollständig außerhalb des Isolators (insbesondere vollständig außerhalb desjenigen Isolators, in dem die Kontaktelemente vorwiegend angeordnet und/oder eingebettet sind) angeordnet.
  • Alternativ oder zusätzlich kann jedes der Kontaktelemente einen Lötanschluss zum Anlöten eines elektrischen Leiters aufweisen, wobei der Lötanschluss als verbreiterter (insbesondere zylindrischer und/oder radial verbreiterter) Endabschnitt des jeweiligen Kontaktelements mit einer abgeflachten Seite (bzw. zumindest einer daraus resultierenden ebenen Fläche bzw. Oberfläche) ausgebildet ist. Unter den Ausdruck "verbreiteter Endabschnitt" wird insbesondere verstanden, dass der Endabschnitt im Vergleich zu einem benachbarten Abschnitt des Kontaktelements bzw. zum restlichen Abschnitt des Kontaktelements verbreitert ist, also insbesondere eine größere Dimension bzw. einen größeren Radius aufweist. Die Abflachung einer Seite bzw. Seitenfläche des verbreiterten zylindrischen Endabschnitts kann z.B. durch ein Abfräsen, Abschleifen, Abschneiden oder auch durch eine Laserbearbeitung erfolgt sein bzw. erfolgen. Mit anderen Worten kann die durch die Abflachung einer Seite ausgebildete ebene Fläche bzw. Oberfläche durch einen Materialabtrag, insbesondere durch ein Fräsen, Abschleifen, Schneiden (z.B. mit einem Sägeblatt), eine Laserbearbeitung, etc., hergestellt werden.
  • Unter einer "ebenen Fläche bzw. Oberfläche" wird 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 einer bevorzugten Ausführungsform weisen sowohl das Steckverbindergehäuse als auch die Kontaktelemente entlang einer Längsachse des Steckverbinders korrespondierende radiale Kontursprünge auf. Unter einem radialen Konturensprung wird insbesondere ein Sprung bzw. eine abrupte Richtungsänderung der Kontur bezüglich einer radialen Richtung des Steckverbinders verstanden. Unter dem Begriff "korrespondierend" wird insbesondere verstanden, dass die Kontursprünge der Kontaktelemente den Kontursprünge des Steckverbindergehäuses, insbesondere qualitativ und/oder tendenziell bzw. richtungsgetreu, entsprechen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Isolator mit den eingebetteten Kontaktelementen derart im Steckverbindergehäuse angeordnet, dass die Kontursprünge des Steckverbindergehäuses und die damit korrespondierenden Kontursprünge der Kontaktelemente im Wesentlichen bezüglich der Längsachse des Steckverbinders übereinanderliegen. Mit anderen Worten treten die Kontursprünge des Steckverbindergehäuses und die korrespondierenden Kontursprünge der Kontaktelemente im Wesentlichen an derselben axialen Position des Steckverbinders auf. Insbesondere weist jedes Kontaktelement zumindest einen (vorzugsweise mehr als einen) axialen Abschnitt mit einem ersten Kontaktelement-Radius und/oder ersten Ausschnitt und zumindest einen (vorzugsweise mehr als einen) zweiten axialen Abschnitt mit einem zweiten Kontaktelement-Radius und/oder zweiten Ausschnitt, der sich vom ersten Kontaktelement-Radius bzw. ersten Ausschnitt unterscheidet, auf. Entsprechend weist das Steckverbindergehäuse zumindest einen (vorzugsweise mehr als einen) axialen Abschnitt mit einem ersten (insbesondere inneren) Steckverbindergehäuse-Radius und zumindest einen (vorzugsweise mehr als einen) zweiten axialen Abschnitt mit einem zweiten (insbesondere inneren) Steckverbindergehäuse-Radius und/oder zweiten Ausschnitt, der sich vom ersten Steckverbindergehäuse-Radius bzw. ersten Ausschnitt unterscheidet, auf. Die jeweiligen (axialen) Längen der soeben beschriebenen ersten axialen Abschnitte des Kontaktelements entsprechen vorzugsweise im Wesentlichen den jeweiligen Längen der soeben beschriebenen ersten axialen Abschnitte des Steckverbindergehäuses. Die jeweiligen Längen der soeben beschriebenen zweiten axialen Abschnitte des Kontaktelements entsprechen vorzugsweise im Wesentlichen den jeweiligen Längen der soeben beschriebenen zweiten axialen Abschnitte des Steckverbindergehäuses. Jedes Kontaktelement ist vorzugsweise derart im Steckverbindergehäuse angeordnet, dass der zumindest erste axiale Abschnitt des Kontaktelements und ein korrespondierender erster axialer Abschnitt des Steckverbindergehäuses, und/oder der zumindest zweite axiale Abschnitt des Kontaktelements und ein korrespondierender zweiter axialer Abschnitt des Steckverbindergehäuses im Wesentlichen übereinanderliegen bzw. im Wesentlichen an gleichen axialen Positionen des Steckverbinders angeordnet sind. Mit anderen Worten ist jedes Kontaktelement vorzugsweise derart im Steckverbindergehäuse angeordnet, dass Übergänge zwischen einem ersten axialen Abschnitt und einem zweiten axialen Abschnitt des jeweiligen Kontaktelements im Wesentlichen an solchen axialen Positionen des Steckverbinders auftreten, an denen das Steckverbindergehäuse eine Konturänderung bzw. einen Kontursprung aufweist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bzw. werden die verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente derart abgeflacht, dass sie jeweils zwei zueinander orthogonal angeordnete ebene Flächen aufweisen. Insbesondere sind die zwei ebenen Flächen des verbreiterten Endabschnitts eines Kontaktelements derart ausgebildet, dass sie zusammen einen L-förmigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere sind die zwei ebenen Flächen des verbreiterten Endabschnitts eines Kontaktelements unterschiedlich groß. Vorteilhafterweise dient eine der beiden ebenen Flächen des verbreiterten Endabschnitts eines Kontaktelements (nämlich insbesondere jeweils die größere Fläche) als Auflagefläche für einen elektrischen Leiter bzw. der Litze eines Kabels, während die anderen der beiden ebenen Flächen des verbreiterten Endabschnitts eines Kontaktelements (nämlich insbesondere jeweils die kleinere Fläche) als Führungselement und/oder Ausrichtungselement für die anzulötenden elektrischen Leiter dient. Vorzugsweise sind die Kontaktelemente derart angeordnet bzw. die ebenen Flächen derart ausgerichtet, dass ein Normalenvektor der kleineren Fläche eines ersten der zwei Kontaktelemente in eine entgegensetzte Richtung zeigt wie ein Normalenvektor der kleineren Fläche eines zweiten der zwei Kontaktelemente.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bzw. werden die Kontaktelemente derart angeordnet, dass die jeweiligen abgeflachten Seiten der verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente einander zugewandt sind.
  • Insbesondere ist eine ebene Fläche eines ersten der zwei Kontaktelemente einer ebenen Fläche eines zweiten der zwei Kontaktelemente zugewandt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bzw. werden die verbreiterten Endabschnitte derart abgeflacht, dass ein Abstand zwischen einer ebenen Fläche eines ersten der zwei Kontaktelemente und einer ebenen Fläche eines zweiten der zwei Kontaktelemente, welche der ebenen Fläche des ersten der zwei Kontaktelemente zugewandt ist, im Wesentlichen einem vordefinierten Abstand entspricht, welcher auf den Durchmesser eines anzulötenden Kabels abgestimmt ist. Insbesondere bezieht sich der oben genannte Abstand auf den Abstand zwischen den jeweils größeren ebenen Flächen der zwei Kontaktelemente. Insbesondere ist der vordefinierte Abstand derart auf den Durchmesser des anzulötenden Kabels abgestimmt, dass die elektrischen Leiter bzw. Litzen zweier Kabel im Wesentlichen parallel (d.h. insbesondere ohne Richtungsänderung und/oder Biegung) an die Lötanschlüsse der Kontaktelemente herangeführt und angelötet werden können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Steckverbinder ein Steckverbinder-Stecker. Entsprechend sind die zwei Kontaktelemente Stecker-Kontaktelemente, insbesondere mit einem oder mehreren der weiter oben unter a) bis c) angeführten Merkmale. Ferner sind die Kontakt-Pins der zwei Kontaktelemente insbesondere ausgelegt, um in ein Buchsen-Kontaktelement eines zu dem Steckverbinder komplementären Steckverbinders eingeführt und/oder eingesteckt zu werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Steckverbinder ein Single-Pair Ethernet Steckverbinder.
  • Ein weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Steckverbinder-System, insbesondere ein Single-Pair Ethernet Steckverbinder-System, umfassend:
    • einen erfindungsgemäßen Steckverbinder-Stecker; und
    • eine Steckverbinder-Buchse umfassend:
      • -- zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • -- einen Isolator, in dem die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • -- ein Buchsengehäuse, welches den Buchsen-Isolator und die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt, wobei vorzugsweise die Buchsen-Kontaktelemente jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Buchsengehäuses im Wesentlichen nachbildet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in einem montierten bzw. zusammengesteckten Zustand des Steckverbinder-Systems jeder Kontakt-Pin der Stecker-Kontaktelemente in eine zugehörige Buchse der Buchsen-Kontaktelemente eingesteckt. Alternativ oder zusätzlich sind im montierten bzw. zusammengesteckten Zustand die Konturenübergänge der Stecker-Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt zwischen dem Isolator des Steckverbinder-Steckers und dem Isolator der Steckverbinder-Buchse angeordnet.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steckverbinder-System, welches einen Steckverbinder-Stecker und eine Steckverbinder-Buchse umfasst,
    • wobei der Steckverbinder-Stecker umfasst:
      • zwei elektrisch leitfähige Stecker-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • einen Stecker-Isolator, in dem die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • ein Steckergehäuse, welches den Stecker-Isolator und die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt;
    • und wobei die Steckverbinder-Buchse umfasst:
      • zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • einen Buchsen-Isolator, in dem die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • ein Buchsengehäuse, welches den Buchsen-Isolator und die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt;
    • wobei:
      • die Stecker-Kontaktelemente vorzugsweise jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckergehäuses im Wesentlichen nachbildet, wobei insbesondere sowohl das Steckergehäuse als auch die Stecker-Kontaktelemente entlang einer Längsachse des Steckverbinder-Systems korrespondierende radiale Kontursprünge aufweisen, wobei insbesondere der Stecker-Isolator mit den eingebetteten Stecker-Kontaktelemententen derart im Steckergehäuse angeordnet ist, dass die Kontursprünge des Steckergehäuses und die damit korrespondierenden Kontursprünge der Stecker-Kontaktelemente im Wesentlichen bezüglich der Längsachse des Steckverbinder-Systems übereinanderliegen;
        und/oder
      • die Buchsen-Kontaktelemente vorzugsweise jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Buchsengehäuses im Wesentlichen nachbildet, wobei insbesondere sowohl das Buchsengehäuse als auch die Buchsen-Kontaktelemente entlang der Längsachse des Steckverbinder-Systems korrespondierende radiale Kontursprünge aufweisen, wobei insbesondere der Buchsen-Isolator mit den eingebetteten Buchsen-Kontaktelemententen derart im Buchsengehäuse angeordnet ist, dass die Kontursprünge des Buchsengehäuses und die damit korrespondierenden Kontursprünge der Buchsen-Kontaktelemente im Wesentlichen bezüglich der Längsachse des Steckverbinder-Systems übereinanderliegen.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steckverbinder-System umfassend einen Steckverbinder-Stecker und eine Steckverbinder-Buchse,
    • wobei der Steckverbinder-Stecker umfasst:
      • zwei elektrisch leitfähige Stecker-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • einen Stecker-Isolator, in dem die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • ein Steckergehäuse, welches den Stecker-Isolator und die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt, wobei jedes der Stecker-Kontaktelemente einen Kontakt-Pin in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Stecker-Kontaktelements aufweist, wobei insbesondere die Stecker-Kontaktelemente derart im Stecker-Isolator angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge der Stecker-Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Stecker-Isolators angeordnet sind;
    • und wobei die Steckverbinder-Buchse umfasst:
      • zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • einen Buchsen-Isolator, in dem die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • ein Buchsengehäuse, welches den Buchsen-Isolator und die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt;
    • wobei vorzugweise die Konturenübergänge der Stecker-Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt zwischen dem Stecker-Isolator des Steckverbinder-Steckers und dem Buchsen-Isolator der Steckverbinder-Buchse angeordnet sind.
  • Ein weiterer unabhängiger Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders, umfassend die Schritte:
    • Bereitstellen von zwei elektrisch leitfähigen Kontaktelementen zum Übertragen elektrischer Signale;
    • Bereitstellen eines Isolators; und
    • Bereitstellen eines Steckverbindergehäuses; wobei:
      1. a) die Kontaktelemente jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckverbindergehäuses im Wesentlichen nachbildet; und/oder
      2. b) jedes der Kontaktelemente einen Kontakt-Pin in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Kontaktelements aufweist, wobei die Kontaktelemente derart im Isolator angeordnet und/oder eingebettet werden, dass Konturenübergänge der Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators angeordnet sind; und/oder
      3. c) jedes der Kontaktelemente einen Lötanschluss zum Anlöten eines elektrischen Leiters aufweist, wobei der Lötanschluss als verbreiterter zylindrischer Endabschnitt des jeweiligen Kontaktelements mit einer abgeflachten Seite (bzw. Seitenfläche) ausgebildet wird.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinder-Systems, umfassend die Schritte:
    • Bereitstellen eines Steckverbinder-Steckers, welcher umfasst:
      • -- zwei elektrisch leitfähige Stecker-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • -- einen Stecker-Isolator, in dem die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • -- ein Steckergehäuse, welches den Stecker-Isolator und die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt; und
    • Bereitstellen einer Steckverbinder-Buchse, welche umfasst:
      • -- zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • -- einen Buchsen-Isolator, in dem die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • -- ein Buchsengehäuse, welches den Buchsen-Isolator und die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt;
    wobei:
    • die Stecker-Kontaktelemente jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckergehäuses im Wesentlichen nachbildet, wobei sowohl das Steckergehäuse als auch die Stecker-Kontaktelemente entlang einer Längsachse des Steckverbinder-Systems korrespondierende radiale Kontursprünge aufweisen, wobei der Stecker-Isolator mit den eingebetteten Stecker-Kontaktelemententen derart im Stecker-gehäuse angeordnet wird, dass die Kontursprünge des Steckergehäuses und die damit korrespondierenden Kontursprünge der Stecker-Kontaktelemente im Wesentlichen bezüglich der Längsachse übereinanderliegen; und/oder
    • die Buchsen-Kontaktelemente jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Buchsengehäuses im Wesentlichen nachbildet, wobei sowohl das Buchsengehäuse als auch die Buchsen-Kontaktelemente entlang der Längsachse korrespondierende radiale Kontursprünge aufweisen, wobei der Buchsen-Isolator mit den eingebetteten Buchsen-Kontaktelemententen derart im Buchsengehäuse angeordnet wird, dass die Kontursprünge des Buchsengehäuses und die damit korrespondierenden Kontursprünge der Buchsen-Kontaktelemente im Wesentlichen bezüglich der Längsachse übereinanderliegen.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinder-Systems, umfassend die Schritte:
    • Bereitstellen eines Steckverbinder-Steckers, welcher umfasst:
      • -- zwei elektrisch leitfähige Stecker-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • -- einen Stecker-Isolator, in dem die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
      • -- ein Steckergehäuse, welches den Stecker-Isolator und die Stecker-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt, wobei jedes der Stecker-Kontaktelemente einen Kontakt-Pin in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Stecker-Kontaktelements aufweist, wobei die Stecker-Kontaktelemente derart im Stecker-Isolator angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge der Stecker-Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Stecker-Isolators angeordnet sind; und
    • Bereitstellen einer Steckverbinder-Buchse, welche umfasst:
      • -- zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente zum Übertragen elektrischer Signale;
      • -- einen Buchsen-Isolator, in dem die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise eingebettet werden; und
      • -- ein Buchsengehäuse, welches den Buchsen-Isolator und die Buchsen-Kontaktelemente zumindest bereichsweise umgibt;
      wobei die Konturenübergänge der Stecker-Kontaktelemente zum jeweils verjüngten Endabschnitt zwischen dem Isolator des Steckverbinder-Steckers und dem Buchsen-Isolator der Steckverbinder-Buchse angeordnet werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1
    zeigt eine schematische Schnitt-Zeichnung eines herkömmlichen Single-Pair-Ethernet Steckverbinder-Systems;
    Figur 2
    zeigt eine schematische Schnitt-Zeichnung eines Steckverbinder-Systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Figur 3
    zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Schnitt-Zeichnung des Steckverbinder-Systems von Figur 2;
    Figur 4
    zeigt eine perspektivische Schnitt-Zeichnung eines Ausschnitts des Steckverbinder-Systems von Figur 2;
    Figur 5a
    zeigt eine schematische Zeichnung zur Anbindung zweier Kabel an die Lötanschlüsse des Steckverbinders gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Seitenansicht;
    Figur 5b
    zeigt eine schematische Zeichnung zur Anbindung zweier Kabel an die Lötanschlüsse des Steckverbinders gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Vorderansicht.
    Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • 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.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnitt-Zeichnung eines herkömmlichen Single-Pair-Ethernet Steckverbinder-Systems 10. Das Steckverbinder-System 10 umfasst einen Steckverbinder-Stecker 1a und eine Steckverbinder-Buchse 2. Der Steckverbinder-Stecker 1a umfasst ein Stecker-Gehäuse 20a sowie zwei Stecker-Kontaktelemente 4a, die in einem Isolator 18a des Steckverbinder-Steckers 1a eingebettet sind. Die Steckverbinder-Buchse 1b umfasst ein Buchsen-Gehäuse 20b sowie zwei Stecker-Kontaktelemente 4b, die in einem Isolator 18b der Steckverbinder-Buchse 1b eingebettet sind. Im gezeigten montierten bzw. zusammengesteckten Zustand des Steckverbinder-Systems 10 sind Kontakt-Pins 5 der Stecker-Kontaktelemente 4a entlang einer Einführrichtung, die einer Längsrichtung des Steckverbinder-Systems 10 entspricht, in Buchsen 6 der Buchsen-Kontaktelemente 4b eingesteckt. Ferner ist an jedem Stecker-Kontaktelement 4a ein Kabel 8 bzw. ein elektrischer Leiter 7 des Kabels 8 angelötet. Die Steckverbinder-Buchse 1b kann an eine Leiterplatte (in der Figur 1 nicht zu sehen) angeschlossen werden. Durch den mit L bezeichneten Pfeil ist eine Längsrichtung bzw. Längsachse des Steckverbinder-Systems 10 bzw. der Steckverbinder 1a und 1b gekennzeichnet, und durch den mit R bezeichneten Pfeil ist eine radiale Richtung des Steckverbinder-Systems 10 bzw. der Steckverbinder 1a und 1b gekennzeichnet.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass es bei dem in der Figur 1 gezeigten herkömmlichen Steckverbinder-System 10 hinsichtlich der Signal- bzw. Datenübertragung einige Schwachstellen gibt. So wurde beispielsweise erkannt, dass die Gehäuse 20a und 20b der Steckverbinder 1a und 1b Kontursprünge 14 aufweisen, die sich negativ auf die Übertragungsqualität der Kontaktelemente 4a und 4b, welche herkömmlicherweise eine geradlinige Kontur aufweisen, auswirken. Ferner wurde erkannt, dass die an den Kontaktelementen 4a anzuschließenden Kabel gebogen werden müssen, um diese anzulöten. Diese Biegung bzw. ein damit verbundener Knick in den Kabeln kann zu unerwünschten Einflüssen in der Signalübertragung führen. Des Weiteren wurde erkannt, zwischen dem Isolator 18a des Steckverbinder-Steckers 1a und dem Isolator 18b der Steckverbinder-Buchse 1b ein Luftspalt 9 vorliegt. Auch dieser Luftspalt 9 kann zu unerwünschten Einflüssen in der Signalübertragung führen.
  • Die Figur 2 zeigt eine schematische Schnitt-Zeichnung eines Steckverbinder-Systems 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich zum in der Figur 1 gezeigten herkömmlichen Steckverbinder-System 10 wurden beim Steckverbinder-System 100 der Figur 2 insbesondere die Kontaktelemente der beiden Steckverbinder des Steckverbinder-Systems modifiziert, um die elektrischen Eigenschaften und/oder die Signalübertragungseigenschaften der Steckverbinder bzw. des Steckverbinder-Systems zu verbessern.
  • Wie das herkömmliche Steckverbinder-System 10 umfasst auch das Steckverbinder-System 100 der Figur 2 einen Steckverbinder-Stecker 50a und eine Steckverbinder-Buchse 50b. Der Steckverbinder-Stecker 50a umfasst ein Stecker-Gehäuse 20a sowie zwei Stecker-Kontaktelemente 13a, die in einem Isolator 18a des Steckverbinder-Steckers 50a eingebettet sind. Die Steckverbinder-Buchse 50b umfasst ein Buchsen-Gehäuse 20b sowie zwei Stecker-Kontaktelemente 13b, die in einem Isolator 18b der Steckverbinder-Buchse 13b eingebettet sind. Im gezeigten montierten bzw. zusammengesteckten Zustand des Steckverbinder-Systems 100 sind Kontakt-Pins 5 der Stecker-Kontaktelemente 13a entlang einer Einführrichtung, die einer Längsrichtung L des Steckverbinder-Systems 100 bzw. der Steckverbinder 50a und 50b entspricht, in Buchsen 6 der Buchsen-Kontaktelemente 13b eingesteckt. Ferner ist an jedem Stecker-Kontaktelement 13a ein Kabel 8 bzw. ein elektrischer Leiter 7 des Kabels 8 angelötet. Die Steckverbinder-Buchse 13b kann an eine Leiterplatte (in der Figur 2 nicht zu sehen) angeschlossen werden. Durch den mit L bezeichneten Pfeil ist eine Längsrichtung bzw. Längsachse des Steckverbinder-Systems 100 bzw. der Steckverbinder 50a und 50b gekennzeichnet, und durch den mit R bezeichneten Pfeil ist eine radiale Richtung des Steckverbinder-Systems 100 bzw. der Steckverbinder 50a und 50b gekennzeichnet.
  • Wie in der Figur 2 ersichtlich, weisen die Kontaktelemente 13a des Steckverbinders 50a entlang der Längsachse L im Unterschied zu den Kontaktelementen 4a des herkömmlichen Steckverbinders 1a von Figur 1 entsprechend der Kontur bzw. den Kontursprüngen 14 des Steckverbindergehäuses 20a des Steckverbinder-Steckers 50a eine nachgebildete Kontur bzw. korrespondierende Konturensprünge 16 auf. Entsprechend weisen auch die Kontaktelemente 13b des Steckverbinders 50b entlang der Längsachse L im Unterschied zu den Kontaktelementen 4b des herkömmlichen Steckverbinders 1b von Figur 1 entsprechend der Kontur bzw. den Konturensprüngen 14 des Steckverbindergehäuses 20b der Steckverbinder-Buchse 50b eine nachgebildete Kontur bzw. korrespondierende Konturensprünge 16 auf. Auf diese Weise können unerwünschte Einflüsse der Konturensprünge 14 auf die Signalübertragung vermindert oder vermieden werden. Insbesondere erfolgen die Konturensprünge 14 und 16 im Wesentlichen in die radiale Richtung R.
  • Der Isolator 18a mit den eingebetteten Kontaktelemententen 13a ist derart im Steckverbindergehäuse 20a angeordnet, dass die Kontursprünge 14 des Steckverbindergehäuses 20a und die damit korrespondierenden Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13a im Wesentlichen bezüglich der Längsachse L des Steckverbinders 50a übereinanderliegen (bzw. im Wesentlichen die gleiche axiale Position aufweisen). Entsprechend ist auch der Isolator 18b mit den eingebetteten Kontaktelemententen 13b derart im Steckverbindergehäuse 20b angeordnet, dass die Kontursprünge 14 des Steckverbindergehäuses 20b und die damit korrespondierenden Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13b im Wesentlichen bezüglich der Längsachse L des Steckverbinders 50b übereinanderliegen (bzw. im Wesentlichen die gleiche axiale Position aufweisen).
  • Wie ferner in der Figur 2 ersichtlich, weist jedes der Kontaktelemente 13a einen Kontakt-Pin 5 in Form eines verjüngten Endabschnitts auf. Im Gegensatz zum Steckverbinder 1a der Figur 1 sind die Kontaktelemente 13a des Steckverbinders 50a jedoch derart im Isolator 18a angeordnet und/oder eingebettet, dass Konturenübergänge bzw. Konturensprünge 11 der Kontaktelemente 13a zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators 18a bzw. im Luftspalt 9 angeordnet sind. Die Konturenübergänge 11 der Stecker-Kontaktelemente 13a zum jeweils verjüngten Endabschnitt sind somit zwischen dem Isolator 18a des Steckverbinder-Steckers 50a und dem Isolator 18b der Steckverbinder-Buchse 50b angeordnet. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass im Vergleich zum Steckverbinder-System 10 der Figur 1 das Volumen des Luftspalts 9 verringert wird, was wiederum zu verbesserten elektrischen Eigenschaften bzw. zu einer verbesserten Signalübertragung führt.
  • Wie ferner in der Figur 2 ersichtlich, weist jedes der Kontaktelemente 13a einen Lötanschluss 15 zum Anlöten eines elektrischen Leiters 7 auf. Die Lötanschlüsse 15 sind im Gegensatz zu den herkömmlich verwendeten Lötkelchen der Kontaktelemente 4a des Steckverbinders 1a von Figur 1 als ein verbreiterter zylindrischer Endabschnitt mit einer abgeflachten Seite bzw. einer abgeflachten Seitenfläche S ausgebildet (siehe hierzu auch die Figuren 4a und 4b). Somit können die anzulötenden Kabel 8 im Wesentlichen parallel, d.h. ohne Richtungsänderung bzw. ohne eine Verbiegung und/oder einen Knick, an die Kontaktelemente 13a herangeführt und am Lötanschluss 15 angelötet werden. Durch die Vermeidung einer Verbiegung und/oder eines Knicks des Kabels 8 kann erreicht werden, dass sich die elektrischen Eigenschaften bzw. die Signalübertragungseigenschaften des Steckverbinders 13a, und damit auch des gesamten Steckverbinder-Systems 100, verbessern.
  • Die Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Schnitt-Zeichnung des Steckverbinder-Systems 100 von Figur 2. Insbesondere sind in diesem vergrößerten Ausschnitt die Kontur bzw. die Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13a und 13b noch etwas deutlicher erkennbar. Mit Hilfe der in Figur 3 dargestellten vertikalen gestrichelten Linie sind an einer axialen Position des Steckverbinders 50b Kontursprünge 14 des Steckverbindergehäuses 20b sowie damit korrespondierende Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13b beispielhaft gekennzeichnet.
  • Die Figur 4 zeigt eine perspektivische Schnitt-Zeichnung eines Ausschnitts des Steckverbinder-Systems 100, insbesondere des Steckverbinder-Steckers 50a, von Figur 2. Die Isolatoren 18a und 18b, in denen jeweils die Kontaktelemente 13a und 13b eingebettet sind, wurden zur besseren Darstellung des Konturenverlaufs der Kontaktelemente 13a in der Figur 4 ausgeblendet. Insbesondere sind dadurch die Kontursprünge 14 des Steckverbinder-Gehäuses 20a und die korrespondierenden Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13a besser ersichtlich sind. Wie durch die axialen Abschnitte A1 und A2 gekennzeichnet, weisen die Kontaktelemente 13a jeweils entlang der Längsachse L unterschiedliche Radien auf. Die Kontursprünge 14 des Steckverbindergehäuses 20a und die damit korrespondierenden Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13a liegen bezüglich der Längsachse L des Steckverbinder-Steckers 50a im Wesentlichen übereinander. Die Kontursprünge 14 des Steckverbindergehäuses 20a und die korrespondierenden Kontursprünge 16 der Kontaktelemente 13a treten also im Wesentlichen an derselben axialen Position des Steckverbinder-Steckers 50a auf.
  • Jedes Kontaktelement 13a weist in der gezeigten Ausführungsform der Figur 4 mehrere erste axiale Abschnitte A1 mit einem ersten Kontaktelement-Radius und mehrere zweite axialen Abschnitt mit einem zweiten Kontaktelement-Radius, der sich vom ersten Kontaktelement-Radius unterscheidet bzw. kleiner als der erste Kontaktelement-Radius ist, auf. Entsprechend weist das Steckverbindergehäuse 20a mehrere erste axiale Abschnitte mit einem ersten inneren Steckverbindergehäuse-Radius und mehrere zweite axiale Abschnitte mit einem zweiten inneren Steckverbindergehäuse-Radius, der sich vom ersten inneren Steckverbindergehäuse-Radius unterscheidet bzw. kleiner als der erste innere Steckverbindergehäuse-Radius ist, auf. Jedes Kontaktelement 13a ist derart im Steckverbindergehäuse 20a angeordnet, dass die ersten axialen Abschnitte A1 des Kontaktelements 13a und die jeweils korrespondierenden ersten axialen Abschnitte des Steckverbindergehäuses 20a im Wesentlichen übereinanderliegen bzw. im Wesentlichen an gleichen axialen Positionen des Steckverbinders-Steckers 50a angeordnet sind. Ferner ist jedes Kontaktelement 13a derart im Steckverbindergehäuse 20a angeordnet, dass die zweiten axialen Abschnitte A2 des Kontaktelements 13a und die jeweils korrespondierenden zweiten axialen Abschnitte des Steckverbindergehäuses 20a im Wesentlichen übereinanderliegen bzw. im Wesentlichen an gleichen axialen Positionen des Steckverbinders-Steckers 50a angeordnet sind. Somit ist jedes Kontaktelement 13a derart im Steckverbindergehäuse 20a angeordnet, dass Übergänge zwischen einem ersten axialen Abschnitt A1 und einem zweiten axialen Abschnitt A2 des jeweiligen Kontaktelements 13a im Wesentlichen an solchen axialen Positionen des Steckverbinders bzw. Steckverbinder-Steckers 50a auftreten, an denen das Steckverbindergehäuse 20a eine Konturänderung bzw. einen Kontursprung 14 aufweist. Solche Übergänge sind in der Figur 4 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
  • Auch wenn in der Figur 4 beispielhaft nur der Konturenverlauf der Kontaktelemente 13a des Steckverbinder-Steckers 50a, welcher am Konturenverlauf des Gehäuses 20a des Steckverbinder-Steckers 50a angepasst ist, gezeigt ist, so versteht sich, dass auch die Kontaktelemente 13b der Steckverbinder-Buchse bzw. des Steckverbinder-Sockels 50b einen entsprechenden Konturenverlauf, welcher am Konturenverlauf des Gehäuses 20b der Steckverbinder-Buchse 50b angepasst ist, aufweisen können.
  • Die Figur 5a zeigt eine schematische Zeichnung eines Abschnitts des Steckverbinders 50a, um die Anbindung zweier Kabel 8 an die Lötanschlüsse 15 des Steckverbinders 50a gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen. Ferner zeigt die Figur 5b eine entsprechende schematische Zeichnung eines Abschnitts des Steckverbinders 50a in einer perspektivischen Vorderansicht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der Figur 5b die elektrischen Leiter 7 bzw. Kabel 8 nicht dargestellt. Die Lötanschlüsse 15 sind jeweils als ein verbreiterter zylindrischer Endabschnitt, welcher eine abgeflachte (insbesondere abgefräste) Seite aufweist, ausgebildet. In der abgeflachten Seite des verbreiterten Endabschnitts ist ein elektrischer Leiter 7 des Kabels 8 eigeführt und an eine ebene Fläche F1 (siehe Figur 5b) angelötet. Die verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente 13a sind derart abgeflacht, dass sie jeweils zwei zueinander orthogonal angeordnete ebene Flächen F1 und F2 aufweisen. Die Flächen F1 und F2 sind dabei derart angeordnet, dass sie zusammen einen L-förmigen Querschnitt bilden. Die Kontaktelemente 13a sind derart angeordnet, dass die jeweiligen abgeflachten Seiten der verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente 13a einander zugewandt sind. Ferner sind die verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente 13a derart abgeflacht (insbesondere abgefräst), dass ein Abstand d zwischen einer ebenen Fläche F1 eines ersten der zwei Kontaktelemente 13a und einer ebenen Fläche F1 eines zweiten der zwei Kontaktelemente 13a im Wesentlichen einem vordefinierten Abstand entspricht, welcher auf den Durchmesser des anzulötenden Kabels 8 abgestimmt ist. Wie bereits oben erwähnt, können somit die anzulötenden Kabel 8 im Wesentlichen parallel, d.h. ohne Richtungsänderung bzw. ohne eine Verbiegung und/oder einen Knick, an die Kontaktelemente 13a herangeführt und am Lötanschluss 15 angelötet werden. Durch die Vermeidung einer Verbiegung und/oder eines Knicks des Kabels 8 kann erreicht werden, dass sich die elektrischen Eigenschaften bzw. die Signalübertragungseigenschaften des Steckverbinders 13a, und damit auch des gesamten Steckverbinder-Systems 100, verbessern.
    • Bezugszeichenliste
    • 1a
    Steckverbinder-Stecker (Steckverbinder)
    1b
    Steckverbinder-Buchse bzw. Steckverbinder-Sockel (Steckverbinder)
    4a
    Stecker-Kontaktelement (Kontaktelement)
    4b
    Buchsen-Kontaktelement (Kontaktelement)
    5
    Kontakt-Pin
    6
    Buchse
    7
    Litze (elektrischer Leiter)
    8
    Kabel
    9
    Luftspalt
    10
    Steckverbinder-System
    11
    Übergang bzw. Sprung zu einem verjüngten Endabschnitt
    13a
    Stecker-Kontaktelement (Kontaktelement)
    13b
    Buchsen-Kontaktelement (Kontaktelement)
    14
    Kontursprung des Steckverbindergehäuses
    15
    Lötanschluss
    16
    Kontursprung des Kontaktelements
    18a
    Isolator des Steckverbindungssteckers (Isolator)
    18b
    Isolator der Steckverbinderbuchse (Isolator)
    20a
    Gehäuse des Steckverbinder-Steckers (Steckverbindergehäuse)
    20b
    Gehäuse der Steckverbinder-Buchse (Steckverbindergehäuse)
    50a
    Steckverbinder-Stecker (Steckverbinder)
    50b
    Steckverbinder-Buchse bzw. Steckverbinder-Sockel (Steckverbinder)
    100
    Steckverbinder-System
    A1
    erster axialer Abschnitt
    A2
    zweiter axialer Abschnitt
    F1
    erste ebene Fläche
    F2
    zweite ebene Fläche
    L
    Längsrichtung bzw. Längsachse
    R
    radiale Richtung
    S
    abgeflachte Seite

Claims (15)

  1. Steckverbinder (50a; 50b) umfassend:
    - zwei elektrisch leitfähige Kontaktelemente (13a; 13b) zum Übertragen elektrischer Signale;
    - einen Isolator (18a; 18b), in dem die Kontaktelemente (13a; 13b) zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
    - ein Steckverbindergehäuse (20a; 20b), welches den Isolator (18a; 18b) und die Kontaktelemente (13a; 13b) zumindest bereichsweise umgibt;
    dadurch gekennzeichnet, dass:
    a) die Kontaktelemente (13a; 13b) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckverbindergehäuses (20a; 20b) im Wesentlichen nachbildet; und/oder
    b) jedes der Kontaktelemente (13a) einen Kontakt-Pin (5) in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Kontaktelements (13a) aufweist, wobei die Kontaktelemente (13a) derart im Isolator (18a) angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge (11) der Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators (18a) angeordnet sind; und/oder
    c) jedes der Kontaktelemente (13a) einen Lötanschluss (15) zum Anlöten eines elektrischen Leiters (7) aufweist, wobei der Lötanschluss (15) als verbreiterter zylindrischer Endabschnitt des jeweiligen Kontaktelements (13a) mit einer abgeflachten Seite (S) ausgebildet ist.
  2. Steckverbinder (50a; 50b) nach Anspruch 1, wobei sowohl das Steckverbindergehäuse (20a; 20b) als auch die Kontaktelemente (13a; 13b) entlang einer Längsachse (L) des Steckverbinders (50a; 50b) korrespondierende radiale Kontursprünge (16) aufweisen.
  3. Steckverbinder (50a; 50b) nach Anspruch 2, wobei der Isolator (18a; 18b) mit den eingebetteten Kontaktelemententen (13a; 13b) derart im Steckverbindergehäuse (20a; 20b) angeordnet ist, dass die Kontursprünge (14) des Steckverbindergehäuses (20a; 20b) und die damit korrespondierenden Kontursprünge (16) der Kontaktelemente (13a, 13b) im Wesentlichen bezüglich der Längsachse (L) des Steckverbinders (50a; 50b) übereinanderliegen.
  4. Steckverbinder (50a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kontaktelemente (13a) die unter c) aufgeführten Merkmale aufweisen, und wobei die verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente (13a) derart abgeflacht sind, dass sie jeweils zwei zueinander orthogonal angeordnete ebene Flächen (F1, F2) aufweisen.
  5. Steckverbinder (50a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kontaktelemente (13a) die unter c) aufgeführten Merkmale aufweisen und derart angeordnet sind, dass die jeweiligen abgeflachten Seiten (S) der verbreiterten Endabschnitte der Kontaktelemente (13a) einander zugewandt sind.
  6. Steckverbinder (50a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kontaktelemente die unter c) aufgeführten Merkmale aufweisen, und wobei die verbreiterten Endabschnitte derart abgeflacht sind, dass ein Abstand (d) zwischen einer ebenen Fläche (F1) eines ersten der zwei Kontaktelemente (13a) und einer ebenen Fläche (F1) eines zweiten der zwei Kontaktelemente (13a), welche der ebenen Fläche (F1) des ersten der zwei Kontaktelemente (13a) zugewandt ist, im Wesentlichen einem vordefinierten Abstand entspricht, welcher auf den Durchmesser eines anzulötenden Kabels (8) abgestimmt ist.
  7. Steckverbinder (50a) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Steckverbinder (50) ein Steckverbinder-Stecker ist, wobei die zwei Kontaktelemente (13a) Stecker-Kontaktelemente mit einem oder mehreren der unter a) bis c) angeführten Merkmale sind, und wobei die Kontakt-Pins (5) der zwei Kontaktelemente (13a) ausgelegt sind, um in ein komplementäres Buchsen-Kontaktelement (13b) eines komplementären Steckverbinders (50b) eingeführt und/oder eingesteckt zu werden.
  8. Steckverbinder (50a; 50b) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Steckverbinder (50a; 50b) ein Single-Pair Ethernet Steckverbinder ist.
  9. Steckverbinder-System (100) umfassend:
    - einen Steckverbinder (50a) nach Anspruch 7 oder 8; und
    - eine Steckverbinder-Buchse (50b) umfassend:
    -- zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente (13b) zum Übertragen elektrischer Signale;
    -- einen Buchsen-Isolator (18b), in dem die Buchsen-Kontaktelemente (13b) zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
    -- ein Buchsengehäuse (20b), welches den Buchsen-Isolator (18b) und die Buchsen-Kontaktelemente (13b) zumindest bereichsweise umgibt, wobei vorzugsweise die Buchsen-Kontaktelemente (13b) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Buchsengehäuses (20b) im Wesentlichen nachbildet.
  10. Steckverbinder-System (100) nach Anspruch 9, wobei in einem montierten Zustand:
    jeder Kontakt-Pin (5) der Stecker-Kontaktelemente (13a) in eine zugehörige Buchse (6) der Buchsen-Kontaktelemente (13b) eingesteckt ist, und/oder
    die Konturenübergänge (11) der Stecker-Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt zwischen dem Stecker-Isolator (18a) des Steckverbinder-Steckers (50a) und dem Buchsen-Isolator (18b) der Steckverbinder-Buchse (50b) angeordnet sind.
  11. Steckverbinder-System (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei:
    die Stecker-Kontaktelemente (13a) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckergehäuses (20a) im Wesentlichen nachbildet, wobei sowohl das Steckergehäuse (20a) als auch die Stecker-Kontaktelemente (13a) entlang einer Längsachse (L) des Steckverbinder-Systems (100) korrespondierende radiale Kontursprünge (16) aufweisen, wobei der Stecker-Isolator (18a) mit den eingebetteten Stecker-Kontaktelemententen (13a) derart im Steckergehäuse (20a) angeordnet ist, dass die Kontursprünge (14) des Steckergehäuses (20a) und die damit korrespondierenden Kontursprünge (16) der Stecker-Kontaktelemente (13a) im Wesentlichen bezüglich der Längsachse (L) übereinanderliegen; und/oder
    die Buchsen-Kontaktelemente (13b) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Buchsengehäuses (20b) im Wesentlichen nachbildet, wobei sowohl das Buchsengehäuse (20b) als auch die Buchsen-Kontaktelemente (13b) entlang der Längsachse (L) korrespondierende radiale Kontursprünge (16) aufweisen, wobei der Buchsen-Isolator (18b) mit den eingebetteten Buchsen-Kontaktelemententen (13b) derart im Buchsengehäuse (20b) angeordnet ist, dass die Kontursprünge (14) des Buchsengehäuses (20b) und die damit korrespondierenden Kontursprünge (16) der Buchsen-Kontaktelemente (13a) im Wesentlichen bezüglich der Längsachse (L) übereinanderliegen.
  12. Steckverbinder-System (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    wobei jedes der Stecker-Kontaktelemente (13a) einen Kontakt-Pin (5) in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Stecker-Kontaktelements (13a) aufweist, wobei die Stecker-Kontaktelemente (13a) derart im Stecker-Isolator (18a) angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge (11) der Stecker-Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Stecker-Isolators (18a) angeordnet sind; und
    wobei in einem montierten Zustand die Konturenübergänge (11) der Stecker-Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt zwischen dem Stecker-Isolator (18a) des Steckverbinder-Steckers (50a) und dem Buchsen-Isolator (18b) der Steckverbinder-Buchse (50b) angeordnet sind.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders (50a; 50b), umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen von zwei elektrisch leitfähigen Kontaktelementen (13a; 13b) zum Übertragen elektrischer Signale;
    - Bereitstellen eines Isolators (18a; 18b); und
    - Bereitstellen eines Steckverbindergehäuses (20a; 20b);
    dadurch gekennzeichnet, dass:
    a) die Kontaktelemente (13a; 13b) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckverbindergehäuses (20a; 20b) im Wesentlichen nachbildet; und/oder
    b) jedes der Kontaktelemente (13a) einen Kontakt-Pin (5) in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Kontaktelements (13a) aufweist, wobei die Kontaktelemente (13a) derart im Isolator (18a) angeordnet und/oder eingebettet werden, dass Konturenübergänge (11) der Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Isolators (18a) angeordnet sind; und/oder
    c) jedes der Kontaktelemente (13a) einen Lötanschluss (15) zum Anlöten eines elektrischen Leiters (7) aufweist, wobei der Lötanschluss (15) als verbreiterter zylindrischer Endabschnitt des jeweiligen Kontaktelements (13a) mit einer abgeflachten Seite (S) ausgebildet wird.
  14. Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinder-Systems (100), umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen eines Steckverbinder-Steckers (50a) nach dem Verfahren gemäß Anspruch 13, so dass der Steckverbinder-Stecker (50a) umfasst:
    -- zwei elektrisch leitfähige Stecker-Kontaktelemente (13a) zum Übertragen elektrischer Signale;
    -- einen Stecker-Isolator (18a), in dem die Stecker-Kontaktelemente (13a) zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
    -- ein Steckergehäuse (20a), welches den Isolator (18a) und die Stecker-Kontaktelemente (13a) zumindest bereichsweise umgibt; und
    - Bereitstellen einer Steckverbinder-Buchse (50b) nach dem Verfahren gemäß Anspruch 13, so dass die Steckverbinder-Buchse (50b) umfasst:
    -- zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente (13b) zum Übertragen elektrischer Signale;
    -- einen Buchsen-Isolator (18b), in dem die Buchsen-Kontaktelemente (13b) zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
    -- ein Buchsengehäuse (20b), welches den Buchsen-Isolator (18b) und die Buchsen-Kontaktelemente (13b) zumindest bereichsweise umgibt;
    wobei:
    die Stecker-Kontaktelemente (13a) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Steckergehäuses (20a) im Wesentlichen nachbildet, wobei sowohl das Steckergehäuse (20a) als auch die Stecker-Kontaktelemente (13a) entlang einer Längsachse (L) des Steckverbinder-Systems (100) korrespondierende radiale Kontursprünge (16) aufweisen, wobei der Stecker-Isolator (18a) mit den eingebetteten Stecker-Kontaktelemententen (13a) derart im Steckergehäuse (20a) angeordnet wird, dass die Kontursprünge (14) des Steckergehäuses (20a) und die damit korrespondierenden Kontursprünge (16) der Stecker-Kontaktelemente (13a) im Wesentlichen bezüglich der Längsachse (L) übereinanderliegen; und/oder
    die Buchsen-Kontaktelemente (13b) jeweils eine Kontur aufweisen, welche eine Kontur des Buchsengehäuses (20b) im Wesentlichen nachbildet, wobei sowohl das Buchsengehäuse (20b) als auch die Buchsen-Kontaktelemente (13b) entlang der Längsachse (L) korrespondierende radiale Kontursprünge (16) aufweisen, wobei der Buchsen-Isolator (18b) mit den eingebetteten Buchsen-Kontaktelemententen (13b) derart im Buchsengehäuse (20b) angeordnet wird, dass die Kontursprünge (14) des Buchsengehäuses (20b) und die damit korrespondierenden Kontursprünge (16) der Buchsen-Kontaktelemente (13a) im Wesentlichen bezüglich der Längsachse (L) übereinanderliegen.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinder-Systems (100), umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen eines Steckverbinder-Steckers (50a) nach dem Verfahren gemäß Anspruch 13, so dass der Steckverbinder-Stecker (50a) umfasst:
    -- zwei elektrisch leitfähige Stecker-Kontaktelemente (13a) zum Übertragen elektrischer Signale;
    -- einen Stecker-Isolator (18a), in dem die Stecker-Kontaktelemente (13a) zumindest bereichsweise eingebettet sind; und
    -- ein Steckergehäuse (20a), welches den Stecker-Isolator (18a) und die Stecker-Kontaktelemente (13a) zumindest bereichsweise umgibt, wobei jedes der Stecker-Kontaktelemente (13a) einen Kontakt-Pin (5) in Form eines verjüngten Endabschnitts des jeweiligen Stecker-Kontaktelements (13a) aufweist, wobei die Stecker-Kontaktelemente (13a) derart im Stecker-Isolator (18a) angeordnet und/oder eingebettet sind, dass Konturenübergänge (11) der Stecker-Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt außerhalb des Stecker-Isolators (18a) angeordnet sind; und
    - Bereitstellen einer Steckverbinder-Buchse (50b) nach dem Verfahren gemäß Anspruch 13, so dass die Steckverbinder-Buchse (50b) umfasst:
    -- zwei elektrisch leitfähige Buchsen-Kontaktelemente (13b) zum Übertragen elektrischer Signale;
    -- einen Buchsen-Isolator (18b), in dem die Buchsen-Kontaktelemente (13b) zumindest bereichsweise eingebettet werden; und
    -- ein Buchsengehäuse (20b), welches den Buchsen-Isolator (18b) und die Buchsen-Kontaktelemente (13b) zumindest bereichsweise umgibt; wobei die Konturenübergänge (11) der Stecker-Kontaktelemente (13a) zum jeweils verjüngten Endabschnitt zwischen dem Stecker-Isolator (18a) des Steckverbinder-Steckers (50a) und dem Buchsen-Isolator (18b) der Steckverbinder-Buchse (50b) angeordnet werden.
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