GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelanordnung.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Kabel werden in einer lösbaren Verbindung über Verbinder, bevorzugt über Steckverbinder, mit einem anderen Kabel oder mit einer Leiterplatte verbunden. Alternativ kann das Kabel in einer unlösbaren Verbindung, d.h. in einer fixierten Ver bindung, direkt ohne Verwendung eines Verbinders mit einem anderen Kabel oder einer Leiterplatte verbunden sein.

Bei einem Hochfrequenzkabel ist sowohl für den Innenleiter als auch für den Außenleiter jeweils im Fall einer lösbaren Verbindung eine sichere Verbindung mit dem zugehörigen in nenleiterseitigen Kontakt bzw. dem außenleiterseitigen Kon takt des Verbinders zu realisieren. Äquivalent ist im Fall einer unlösbaren Verbindung mit einem anderen Kabel oder ei ner Leiterplatte eine sichere Verbindung zum Innenleiter und Außenleiter des anderen Hochfrequenzkabels bzw. zum innen leiterseitigen und außenleiterseitigen Kontakt auf der Lei terplatte herzustellen.

Für die außenleiterseitige Verbindung hat sich das Crimpen bzw. Verpressen bewährt. Hierzu wird der Außenleiter über einen bestimmten Abschnitt am Kabelende vom Kabelmantel be freit und somit abisoliert. Der Außenleiter des Hochfre quenzkabels ist somit in diesem Abschnitt freigelegt. An schließend wird der freigelegte Abschnitt des Außenleiters mit einem elektrisch leitenden Außenleiterkontaktelement in einem Crimpprozess verbunden. Auf diese Weise ist eine me chanisch stabile Verbindung zwischen dem Außenleiter des Hochfrequenzkabels und dem Außenleiterkontaktelement und da mit ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen Außenleiter und Außenleiterkontaktelement über einen derartigen Leiter- crimp hergestellt.

Das Außenleiterkontaktelement besitzt im Hinblick auf eine hochfrequenztechnisch optimierte Übertragung und Kontaktie rung äquivalent zum Außenleiter des Hochfrequenzkabels eine Koaxialität zum Innenleiter und ist somit bevorzugt hülsen förmig ausgeformt. Ein derartig ausgeformtes Außenleiterkon taktelement wird deshalb auch als Crimphülse bezeichnet.

Zur Verbesserung der Verpressung und zur Verhinderung einer Beschädigung des Innenleiters beim Crimpen ist der freige legte Außenleiter um eine Stützhülse herumgeschlagen, die eine bestimmte Wandstärke aufweist. Die Crimphülse, die mit dem Außenleiter im Bereich der Stützhülse vercrimpt wird, weist somit einen größeren Innendurchmesser als der Innen durchmesser des Außenleiters im Hochfrequenzkabel auf. Diese sprunghafte Änderung des Abstands zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter des Kabels einerseits und zwischen dem Innenleiter des Kabels und dem Außenleiterkontaktelement an dererseits führt nachteilig zu einem induktiveren Hochfre quenzsignalpfad und damit zu einer unerwünschten Änderung der Impedanz im Signalpfad. Um zumindest näherungsweise eine gleichbleibende Impedanz nicht nur innerhalb des Hochfre quenzkabels, sondern entlang der gesamten Längserstreckung des Außenleiterkontaktelements zu verwirklichen, weist die Crimphülse eine radiale Verengung auf. Diese radiale Veren gung der Crimphülse ist, wie beispielsweise aus der DE 20 2015 000 751 Ul hervorgeht, in Kabellängsrichtung im An schluss an den Leitercrimp verwirklicht. Die radiale Veren gung der Crimphülse wird auch als Taillencrimp bezeichnet. Durch die radiale Verengung, d.h. durch den Taillencrimp, wird der Außenleiterkontakt zum Isolatorteil des Hochfre quenzkabels und damit in Richtung des Innenleiters geführt.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen der einzelnen Komponenten und der einzelnen Montageschritte bildet sich zwischen der Crimphülse und dem Isolatorteil des Hochfrequenzkabels im Bereich zwischen dem axialen Ende des Außenleiters des Hoch frequenzkabels und der radialen Verengung der Crimphülse ein Hohlraum aus. Dieser einzig mit Luft gefüllte Hohlraum, der zwischen den einzelnen konfektionierten Kabeln jeweils schwanken kann, stellt eine Störstelle im Hochfrequenzsig nalpfad dar. Im Bereich dieses Hohlraumes ist der Abstand des Außenleiterkontakts zum Innenleiter gegenüber dem Ab stand des Außenleiters bzw. des Außenleiterkontakts zum In nenleiter im übrigen Signalpfad vergrößert. Diese Störstelle im Impedanzverlauf des Hochfrequenzsignalpfads beeinträch tigt nachteilig das Übertragungsverhalten eines Hochfre quenzsignals insbesondere im zwei- oder dreistelligen Gi- gahertzbereich .

Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kabelanordnung umfassend ein Kabel und ein Außenleiterkontaktelement zu schaffen, die in ihrem Hochfrequenzübertragungsverhalten optimiert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kabelanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß ist vorgesehen:

Eine Kabelanordnung mit - einem Kabel, welches einen Außenleiter aufweist,

- einem Außenleiterkontaktelement, welches mit dem Außen leiter elektrisch verbunden ist und eine Durchmesser veränderung aufweist,

- wobei die Kabelanordnung in einem Bereich der Durchmes serveränderung ein elektrisch leitfähiges Füllelement aufweist,

- welches eingerichtet ist, einen Lufteinschluss im Be reich der Durchmesserveränderung zu reduzieren.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Erkennt nis/Idee besteht darin, zumindest einen Teil der im Hohlraum eingeschlossenen Luft, die elektrisch nicht leitfähig ist, durch ein elektrisch leitfähiges Füllelement zu ersetzen. Optimaler Weise wird die im Hohlraum eingeschlossene Luft vollständig durch das elektrisch leitfähige Füllelement er setzt. Auf diese Weise ist außenleiterseitig der Bereich der Durchmesserveränderung des Außenleiterkontaktelements, d.h. der Bereich der radialen Verengung des Außenleiterkontakte lements, in dem sich nach dem Stand der Technik der mit Luft gefüllte Hohlraum ausbildete, bis zum Isolatorteil mit elektrisch leitfähigem Material ausgefüllt. Der außenleiter seitige Innendurchmesser ist somit im Bereich der Durchmes serveränderung des Außenleiterkontaktelements an den außen leiterseitigen Innendurchmesser in den übrigen Bereichen des Hochfrequenzkabels und des Außenleiterkontaktelements ange passt. Somit wird vorteilhaft ein gleichbleibender Impedanz verlauf über den gesamten Hochfrequenzsignalpfad innerhalb des Hochfrequenzkabels und des Außenleiterkontaktelements erreicht und damit der Einsatz des Hochfrequenzkabels, ins besondere im Übergang zu einem Verbinder, für Hochfrequenz signale bis in den zwei- oder dreistelligen Gigahertzbereich erweitert . Bei dem Kabel handelt es sich bevorzugt um ein Hochfrequenz kabel zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals. Ein Hoch frequenzsignal ist im weitesten Sinne ein Signal im Fre quenzbereich zwischen 3 MHz und 30 THz. Ein entsprechend der Erfindung im Automobilbereich zum Einsatz kommendes Hochfre quenzkabel ist für Anwendungen im einstelligen bis dreistel ligen GHz-Bereich bestimmt. Bevorzugt ist das Hochfrequenz kabel ein Koaxialkabel mit einem elektrischen Innenleiter, einem den elektrischen Innenleiter koaxial umschließenden Isolatorteil, einem das Isolatorteil koaxial umschließenden Außenleiter und einem den Außenleiter koaxial umschließenden Kabelmantel. Daneben kann das Hochfrequenzkabel auch zwei elektrische Innenleiter und einen gemeinsamen Außenleiter zur Übertragung eines differenziellen Hochfrequenzsignals umfassen (sogenanntes geschirmtes Twisted-Pair-Kabel ) .

Schließlich kann das Hochfrequenzkabel auch als geschirmtes Stern-Vierer-Kabel mit jeweils zwei überkreuzten und ge schirmten Paaren von elektrischen Innenleitern realisiert sein. Daneben ist ein Hochfrequenzkabel mit einer beliebigen und technisch sinnvollen Anzahl von geschirmten Paaren von elektrischen Innenleitern möglich, die entweder parallel o- der überkreuzt zueinander angeordnet sind.

Der Außenleiter des Kabels ist im Hinblick auf ein geringes Kabelgewicht und eine leichte Fertigbarkeit in Form eines metallischen Drahtgeschlechts oder einer metallischen Folie hergestellt. Der elektrische Innenleiter des Kabels ist als Seele herstellbar, die von einem Isolatorteil umgeben ist. Anstelle eines elektrischen Innenleiters und eines Isolator teils ist auch eine isolierte Ader möglich.

Ein Außenleiterkontaktelement einer Kabelanordnung ist ein Kontaktelement, das den außenleiterseitigen elektrischen Kontakt zwischen dem Außenleiter des Hochfrequenzkabels und einem Außenleiterkontakt eines Verbinders, bevorzugt eines Steckverbinders, verwirklicht. Das Außenleiterkontaktelement einer Kabelanordnung ist mit dem Außenleiterkontakt des Ver binders bzw. des Steckverbinders unlösbar beispielsweise über eine Schweißverbindung verbunden. Alternativ kann das Außenleiterkontaktelement der Kabelanordnung und der Außen leiterkontakt des Verbinders bzw. des Steckverbinders als einziges Bauteil realisiert sein. Neben der elektrischen au ßenleiterseitigen Kontaktierung übernimmt das Außenleiter kontaktelement der Kabelanordnung vor allem eine elektrische Schirmung im Übergangsbereich zwischen dem Hochfrequenzkabel und dem Verbinder bzw. dem Steckverbinder. Äquivalent kann das Außenleiterkontaktelement der Kabelanordnung in einer unlösbaren Verbindung mit dem Außenleiter eines weiteren Ka bels oder mit dem außenleiterseitigen Kontaktanschluss auf einer Leiterplatte oder auf einem Gehäuse elektrisch verbun den sein.

Das Außenleiterkontaktelement umschließt den freigelegten elektrischen Innenleiter und das freigelegte Isolatorteil des Kabels und ist deshalb insbesondere im Hinblick auf sei ne Schirmungsaufgabe bevorzugt hülsenförmig ausgeformt. Das hülsenförmige Außenleiterkontaktelement weist zur Realisie rung einer Koaxialität zu einem einzigen elektrischen Innen leiter eines Kabels bevorzugt ein rundes Querschnittsprofil auf. Daneben sind für das Außenleiterkontaktelement insbe sondere bei einem Kabel mit mehreren elektrischen Innenlei tern auch andere Querschnittsprofile wie beispielsweise ein quadratisches, rechteckförmiges oder elliptisches Quer- schnittsprofil von der Erfindung mit abgedeckt. Das jeweils verwendete Querschnittsprofil hängt auch vom verwendeten Crimpverfahren ab.

Das Außenleiterkontaktelement ist mit dem Außenleiter des Kabels bevorzugt über eine Crimp- oder Pressverbindung me- chanisch und elektrisch verbunden. Neben einer Crimpverbin dung ist auch eine Lötverbindung denkbar.

Die Durchmesserveränderung des Außenleiterkontaktelements kann sprunghaft, d.h. unstetig, erfolgen. Fertigungsbedingt verläuft die Durchmesserveränderung des Außenleiterkontakte lements aber bevorzugt über eine bestimmte axiale Erstre ckung und weist einen stetigen Verlauf, d.h. einen ver- schliefenen oder S-förmigen Verlauf, auf.

Das in der erfindungsgemäßen Kabelanordnung verwendete elektrisch leitfähige Füllelement ist aus einem einzigen elektrischen leitfähigen Material oder aus einem Verbundma terial mit mehreren elektrisch leitfähigen Einzelmaterialien hergestellt. Daneben kann das elektrisch leitfähige Füllele ment auch aus einem Verbundmaterial mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Einzelmaterial und mindestens einem dielektrischen Einzelmaterial hergestellt sein. Entscheidend ist hierbei, dass das elektrisch leitfähige Füllelement eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit für Hochfrequenzsig nale im genannten Frequenzbereich aufweist.

Das elektrisch leitfähige Füllelement kann hierbei ein in sich geschlossenes Bauelement ohne Einschlüsse oder ein Bau element mit Einschlüssen sein. Das Füllelement kann entspre chend bekannter Ausformungen, beispielsweise als ringförmige Ausformung, ausgeformt sein oder jede beliebige komplexe und filigrane Ausformung aufweisen. Entscheidend ist hierbei vielmehr, dass durch das elektrisch leitfähige Füllelement der ursprünglich mit Luft gefüllte Hohlraum in der Kabelan ordnung zumindest teilweise durch ein elektrisch leitfähiges Material des Füllelements ersetzt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Be schreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

In einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung ist das elektrisch leitfähige Füllelement benachbart zu einem axia len Ende des Außenleiters des Kabels innerhalb des Außen leiterkontaktelements angeordnet. Das elektrisch leitfähige Füllelement füllt somit vorteilhafterweise in axialer Kabel längsrichtung den Bereich zwischen dem axialen Ende des Au ßenleiters und der Durchmesseränderung des Außenleiterkon taktelements innerhalb des Außenleiterkontaktelements zumin dest teilweise auf. Der Abstand zwischen dem axialen Ende des Außenleiters und der Durchmesserveränderung des Außen leiterkontaktelements, bevorzugt der Abstand zwischen dem axialen Ende des Außenleiters und einem dem Verbinder bzw. dem Steckverbinder zugewandten Ende des bevorzugt S-förmigen Verlaufs der Durchmesserveränderung des Außenleiterkontakte lements, ist bevorzugt kleiner als 2 mm, insbesondere klei ner als 0,5 mm.

Die axiale Längserstreckung des Füllelements ist im nicht eingebauten Zustand des Füllelements somit derart auszule gen, dass das Füllelement im eingebauten Zustand innerhalb der Kabelanordnung den Bereich zwischen dem axialen Ende des Außenleiters und bevorzugt einem dem Verbinder bzw. dem Steckverbinder zugewandten Ende des insbesondere S-förmigen Verlaufs der Durchmesserveränderung des Außenleiterkontakte lements möglichst optimal ausfüllt. Ferner weist das Kabel neben dem Außenleiter einen elektri schen Innenleiter und ein Isolatorteil auf, welches zwischen dem Außenleiter und dem elektrischen Innenleiter angeordnet ist. Am Kabelende, an dem das Kabel mit einem Verbinder bzw. Steckverbinder verbunden ist, ist der elektrische Innenlei ter vom Isolatorteil und das Isolatorteil vom Außenleiter jeweils freigelegt.

Da das Füllelement benachbart zum axialen Ende des Außenlei ters angeordnet ist, befindet sich das Füllelement im Be reich des freigelegten Isolatorteils. Insbesondere ist das Füllelement in einem Bereich zwischen dem axialen Ende des Außenleiters und der Durchmesseränderung des Außenleiterkon taktelements zwischen dem Außenleiterkontaktelement und dem Isolator angeordnet. Das Füllelement umschließt bevorzugt konzentrisch das Isolatorteil des Kabels. Das elektrisch leitfähige Füllelement liegt insbesondere im eingebauten Zu stand innerhalb der Kabelanordnung bevorzugt am Isolatorteil an. Außerdem liegt das elektrisch leitfähige Füllelement be vorzugt am Außenleiterkontaktelement an. Das elektrisch leitfähige Füllelement füllt somit vorteilhafterweise auch in einer Querrichtung zur Längserstreckung des Kabels den Bereich zwischen dem Außenleiterkontaktelement und dem Iso latorteil zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, auf.

Die Durchmesserveränderung des Außenleiterkontaktelements stellt bevorzugt eine radiale Verengung dar. Die radiale Verengung des Außenleiterkontaktelements ist bevorzugt der art auszulegen, dass das Außenleiterkontaktelement im Be reich der kleinsten radialen Verengung am Isolatorteil auf liegt. Somit ist der Bereich, in dem ein Füllelement ange ordnet sein kann, mit dem Beginn des Bereiches mit der engs ten radialen Verengung des Außenleiterkontaktelements abge schlossen . Das Kabel weist vorzugsweise eine Stützhülse auf, die den elektrischen Innenleiter umschließt. Um die Stützhülse herum ist der freigelegte Außenleiter des Kabels zurückgeschlagen. Der Innendurchmesser der Stützhülse ist bevorzugt etwas grö ßer als der Außendurchmesser des Außenleiters ausgelegt, so- dass die Stützhülse problemlos außen auf den Außenleiter aufzubringen ist. Beim Crimp- oder Pressvorgang verhindert die Stützhülse eine Beschädigung des elektrischen Innenlei ters. Außerdem ermöglicht die Stützhülse eine verbesserte Verpressung von Außenleiter und Außenleiterkontaktelement.

Das Außenleiterkontaktelement, das nach dem Crimp- oder Pressvorgang mit dem freigelegten und über die Stützhülse zurückgeschlagenen Außenleiter im Bereich der Stützhülse elektrisch verbunden ist, ist hinsichtlich seines Innen durchmessers an den Außendurchmesser des zurückgeschlagenen Außenleiters angepasst. Der Abstand zwischen dem Außen leiterkontaktelement im Bereich der Stützhülse, d.h. im nicht verengten Durchmesserbereich des Außenleiterkontakte lements, zum Isolatorteil ist bevorzugt kleiner als 1,5 mm, insbesondere kleiner als 1,0 mm. Zusätzlich ist die Querer streckung des Füllelements im nicht eingebauten Zustand des Füllelements somit derart auszulegen, dass das Füllelement im eingebauten Zustand innerhalb der Kabelanordnung den Be reich zwischen dem Außenleiterkontaktelement und dem Isola torteil möglichst optimal ausfüllt.

Da das Außenleiterkontaktelement vorzugsweise im Bereich der Stützhülse mit dem Außenleiter des Kabels vercrimpt ist, ist das Außenleiterkontaktelement insbesondere im Bereich der Stützhülse bevorzugt als Crimphülse realisiert. Als Crimptyp wird bevorzugt der B-Crimp-Typ verwendet, der eine gute me chanische Stabilität der Crimpverbindung garantiert und ein fach zu fertigen ist. Alternativ können aber auch andere Crimp-Typen Verwendung finden. Die Crimpverbindung wird durch eine von radial außen auf das Außenleiterkontaktele ment aufgebrachte Presskraft hergestellt. Die Presskraft wird im Bereich der Stützhülse über den gesamten Umfang der Crimphülse aufgebracht, sodass die Crimphülse den um die Stützhülse zurückgeschlagenen Außenleiter vollständig um läuft .

Neben diesem Leitercrimp wird im Hinblick auf eine stabilere Befestigung des Außenleiterkontaktelements auf das Kabel ein weiterer Crimp zwischen dem Außenleiterkontaktelement und dem Kabelmantel durchgeführt. Dieser weitere Crimp wird als Mantelcrimp oder Isolierungscrimp bezeichnet.

Das elektrisch leitende Füllelement ist in einer bevorzugten Ausprägung elastisch. Insbesondere ist das elektrisch lei tende Füllelement über seine gesamte Erstreckung elastisch. Auf diese Weise lässt sich das Füllelement an fertigungsbe dingt unterschiedlich ausgeformte und fertigungsbedingt un terschiedlich große Hohlräume anpassen. Typischerweise ist das elastische Füllelement im eingebauten Zustand innerhalb der Kabelanordnung somit kleiner dimensioniert als im nicht eingebauten Zustand. Die Elastizität des Füllelements ermög licht auch eine möglichst vollständige Ausfüllung des Hohl raums durch das Füllelement.

In einer ersten Variante ist das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement aus einem elektrisch leitfähigen Elastomer hergestellt. Hierbei handelt es sich bevorzugt um ein Elastomer, in dem in einer bestimmten Dichte elektrisch leitfähige Partikel, bevorzugt metallische Partikel, ver streut enthalten sind. Größe und Ausformung der einzelnen metallischen Partikel können geringfügig schwanken oder op timalerweise jeweils übereinstimmen. Größe, Anordnung und Verteilung der einzelnen metallischen Partikel innerhalb des Elastomers sind so zu wählen, dass das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit über seine gesamte Erstreckung für ein Hoch frequenzsignal im genannten Frequenzbereich aufweist.

In einer zweiten Variante weist das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement einen elektrisch leitfähigen Draht, d.h. einen metallischen Draht, auf, der dreidimensio nal geflochten ist. Die dreidimensionale Flechtung des me tallischen Drahts kann vollkommen ungeordnet oder in einer bestimmten Ordnungsstruktur vorliegen. Typischerweise ist der dreidimensional geflochtene metallische Draht im Hin blick auf eine bestimmte Form und eine bestimmte Ausdehnung im nicht eingebauten Zustand des Füllelements innerhalb des Füllelements zusammengepresst. Auch kann der dreidimensional geflochtene metallische Draht innerhalb des Füllelements in einem Elastomer integriert sein.

Weist das Kabel nur einen einzigen elektrischen Innenleiter auf, so ist das Isolatorteil und der Außenleiter jeweils ko axial zum einzigen elektrischen Innenleiter angeordnet. Ein Füllelement, das in eine derartige Kabelanordnung eingefügt ist, ist somit ebenfalls bevorzugt koaxial zum einzigen elektrischen Innenleiter angeordnet. Somit weist ein derar tiges Füllelement eine rotationssymmetrische Ausformung, be vorzugt eine ringförmige oder eine hohlzylindrische Ausfor mung, auf.

Schließlich umfasst die Erfindung auch eine Verbinderanord nung mit einem Verbinder, bevorzugt einem Steckverbinder, und einer Kabelanordnung. Das Außenleiterkontaktelement der Kabelanordnung ist hierbei mit dem Außenleiterkontakt des Verbinders bzw. des Steckverbinders verbunden. Alternativ kann das Außenleiterkontaktelement der Kabelanordnung und der Außenleiterkontakt des Verbinders bzw. des Steckverbin- ders als einziges Element realisiert sein. Anstelle eines Steckverbinders kann der Verbinder auch als Schraubverbinder oder mittels einer anderen Verbindungstechnik verwirklicht sein .

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementie rungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Aus führungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Ins besondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungs beispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1A eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemä ßen Verbinderanordnung mit einem als Stecker reali sierten Steckverbinder,

Fig. 1B eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemä ßen Verbinderanordnung mit einem als Kuppler reali sierten Steckverbinder,

Fig. 2A eine Draufsicht eines Füllelement

Fig. 2B eine Querschnittsdarstellung einer ersten Variante des Füllelements und Fig. 2C eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Varian te des Füllelements

Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusam menhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - so fern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und über greifend beschrieben.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Die in Fig. 1A schematisch dargestellte erfindungsgemäße Verbinderanordnung 10, die als Steckverbinderanordnung rea lisiert ist, umfasst einen Verbinder 20 und ein daran ange schlossenes Kabel 30. Der Verbinder 20 ist als Steckverbin der realisiert, welcher wiederum als Stecker ausgeführt ist. Bei der in Fig. 1A dargestellten Verbinderanordnung handelt es sich um eine koaxiale Verbinderanordnung aus einem koaxi alen Steckverbinder und einem koaxialen Kabel. Alternativ sind auch nicht koaxiale Verbinderanordnungen aus einem nicht koaxialen Verbinder bzw. Steckverbinder und einem zu gehörigen nicht koaxialen Kabel von der Erfindung mit abge deckt, wie weiter oben schon erwähnt wurde. Das als Koaxialkabel ausgeführte Kabel 30 weist einen elektrischen Innenleiter 31, ein den elektrischen Innenlei ter 31 koaxial umschließendes Isolatorelement 32, einen das Isolatorelement 32 koaxial umschließenden Außenleiter 33 aus einem Drahtgeflecht oder einer leitenden Folie und einen den Außenleiter 33 umschließenden Kabelmantel 34 aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise Kunst stoff.

Wie aus Fig. 1A deutlich zu erkennen ist, ist der elektri sche Innenleiter 31 des Kabels 30 an seinem dem Verbinder 20 zugewandten Ende abisoliert, d.h. gegenüber dem Isolatorteil 32 freigelegt. Auch das Isolatorteil 32 ist an seinem dem Verbinder 20 zugewandten Ende gegenüber dem Außenleiter 33 freigelegt. Schließlich ist auch der Außenleiter 33 an sei nem dem Verbinder 20 zugewandten Ende vom Kabelmantel 34 freigelegt .

Das dem Verbinder 20 zugewandte Kabelende des Kabels 30 ist in einem hülsenförmigen Außenleiterkontaktelement 35 aufge nommen. Der Innendurchmesser des Außenleiterkontaktelements 35 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Ka belmantels 34, sodass das Kabelende des Kabels 30 ein schließlich eines bestimmten Abschnittes des Kabelmantels 34 in eine Öffnung des Außenleiterkontaktelements 35 einführbar ist und ein anschließender Crimp- bzw. Verpressprozess zwi schen dem Außenleiterkontaktelement 35 und dem Kabel 30 mög lich ist.

Wie bereits erwähnt erfolgt der Crimp- bzw. Verpressungvor- gang zwischen dem Kabel 30 und dem Außenleiterkontaktelement 35 in drei verschiedenen Abschnitten des Außenleiterkontak- telement 35: In einem ersten Abschnitt des Außenleiterkontaktelements 35, der in Fig. 1A mit A gekennzeichnet ist, erfolgt eine Fixie rung des Außenleiterkontaktelement 35 am Kabelmantel 34 mit tels eines Isolierungscrimps . Der Außendurchmesser des Ka belmantels 34 ist aufgrund des Isolierungscrimmps, wie aus Fig. 1A zu erkennen ist, im Bereich des Isolierungcrimps ge ringfügig reduziert bzw. eingequetscht.

In einem zweiten Abschnitt des Außenleiterkontaktelements 35, der in Fig. 1A mit B gekennzeichnet ist, ist das freige legte Schirmungsgeflecht des Außenleiters 33 um eine Stütz hülse 36 zurückgeschlagen. Der Innendurchmesser der Stütz hülse 36 entspricht im nicht verpressten Zustand im Wesent lichen dem Außendurchmesser des Außenleiters 33, um ein leichtes Einfügen des Kabels 23 mit seinem Außenleiter 33 in die Bohrung der Stützhülse 36 zu ermöglichen. Nach dem Ein fügen des Außenleiters 33 des Kabels 23 in die Stützhülse 36 wird die Stützhülse 36 mittels Crimpen am Außenleiter 33 des Kabels 23 fixiert. Der Außenleiter 33, der aufgrund seiner Ausführung als Schirmungsgeflecht oder leitende Folie leicht um die fixierte Stützhülse 36 herum zurückgeschlagen werden kann, ist von seiner Länge derart ausgelegt, dass er über die gesamte Längserstreckung der Stützhülse 36 zurückge schlagen werden kann. Dadurch, dass der Außenleiter radial außerhalb der Stützhülse 36 entlang der gesamten Längser streckung der Stützhülse 36 auf der Stützhülse 36 aufliegt, ist eine bestmögliche Haltekraft zwischen dem Außenleiter 33 und der Außenleiterkontakt Hülse 36 realisierbar.

Um das Kabel 30 mit seinem um die Stützhülse 36 zurückge schlagenen Außenleiter 33 leicht in die Öffnung des Außen leiterkontaktelements 35 einfügen zu können, entspricht der Außendurchmesser des um die Stützhülse 36 zurückgeschlagenen Außenleiters 33 im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Au ßenleiterkontaktelement 35. Die Stützhülse 36, die sowohl radial innerhalb wie auch radial außerhalb vom Außenleiter 33 umgeben ist, ermöglicht eine stabilere Fixierung des Au ßenleiterkontaktelement 35 am Außenleiter 33 des Kabels 30 beim Crimp- bzw. Verpressvorgang . Außerdem verhindert die Stützhülse 36 bei einem derartigen Leitercrimp die Beschädi gung des elektrischen Innenleiters 31. Insbesondere der ra dial innerhalb der Stützhülse 36 befindliche Abschnitt des Außenleiters 33 weist aufgrund des Leitercrimps im Bereich der Stützhülse 36 einen geringfügig reduzierten bzw. einge quetschten Außendurchmesser auf, wie aus Fig. 1A zu erkennen ist .

In einem dritten Abschnitt des Außenleiterkontaktelements 35, der in Fig. 1A mit C gekennzeichnet ist und sich zwi schen dem axialen Ende des Außenleiters 33 und einem dem Verbinder 20 zugewandten Ende des Außenleiterkontaktelement 35 befindet, liegt ein so genannter Taillencrimp vor. Bei diesem Taillencrimp weist das Außenleiterkontaktelement 35 eine radiale Verengung auf. Das Außenleiterkontaktelement 35 liegt im Bereich seiner engsten radialen Verengung am frei gelegten Isolatorteil 32 des Kabels 30 auf.

Da im Abschnitt des Hochfrequenzsignalpfades zwischen dem axialen Ende des Außenleiters 33 und dem Verbinder 20 kein Außenleiter 33 des Kabels 30 vorliegt, wird der außenleiter seitige Hochfrequenzsignalpfad durch das Außenleiterkontak telement 35 gebildet. Ohne Realisierung einer radialen Ver engung des Außenleiterkontaktelements 35 würde sich der Ab stand zwischen der außenleiterseitigen und der innenleiter seitigen Signalführung und damit die Impedanz in diesem Ab schnitt gegenüber den Abschnitten des Hochfrequenzsignalpfa des ändern, in denen jeweils ein Außenleiter 33 des Kabels 30 noch vorliegt. Diese Fehlanpassung der Impedanz bewirkt nachteilig Reflexionen von höherfrequenten Signalanteilen und verschlechtert die Übertragungscharakteristik des Hoch- frequenzsignalpfades . Durch die radiale Verengung des Außen leiterkontaktelement 35 wird der Innendurchmesser des Außen leiterkontaktelement 35 im Bereich der engsten radialen Ver engung auf den Innendurchmesser des Außenleiters 33 des Ka bels 30 zurückgeführt. Auf diese Weise ist die Impedanz des Hochfrequenzsignalpfades im Bereich der engsten radialen Verengung des Außenleiterkontaktelement 35 wieder an die Im pedanz des Hochfrequenzsignalpfades innerhalb des Kabels 30 und im Bereich des Außenleiterkontaktelement 35 bis zum axi alen Ende des Außenleiters 33 angepasst.

Wie ebenfalls aus Fig. 1A zu erkennen ist, weist das Außen leiterkontaktelement 35 einen Abschnitt auf, der in Fig. 1A mit D gekennzeichnet ist, in dem einerseits kein Außenleiter 33 des Kabels 30 vorliegt und andererseits der Abstand zwi schen dem Außenleiterkontaktelement 35 und dem elektrischen Innenleiter 33 nicht dem angepassten Abstand zwischen der außenleiterseitigen und der innenleiterseitigen Signalfüh rung entspricht. Dies liegt einerseits daran, dass die

Durchmesserveränderung des Außenleiterkontaktelement 35 nicht sprunghaft, d.h. unstetig, sondern in einem stetig verlaufenden Übergang über eine gewisse axiale Längserstre ckung erfolgt. Andererseits resultiert dieser Abschnitt D aus Fertigungstoleranzen der einzelnen Komponenten, bei spielsweise des Außenleiters 33, der Stützhülse 36, des Au ßenleiterkontaktelement 35, des Verbinders 20 usw., und der einzelnen Montageschritte, beispielsweise des Leitercrimmps und des Taillencrimps .

Der Abstand zwischen dem axialen Ende des Außenleiters 33 und dem Beginn der engsten radialen Verengung, in dem das Außenleiterkontaktelement 35 auf dem Isolatorteil 33 auf liegt, ist typischerweise kleiner als 2 mm, bevorzugt klei ner als 0,5 mm. In diesem Bereich des Hochfrequenzsignalpfa des zwischen dem axialen Ende des Außenleiters 33, des Au- ßenleiterkontaktelement 35 und dem Isolatorteil 33 bildet sich nach dem Stand der Technik ein Hohlraum aus, der einzig mit Luft gefüllt ist. Innerhalb dieses Bereiches weist der Hochfrequenzsignalpfad in seinem Impedanzverlauf eine Unste tigkeit auf, die die Übertragungscharakteristik insbesondere für höherfrequenten Signalanteile im zwei bzw. dreistelligen Gigahertzbereich verschlechtert.

Zur Überwindung dieses technischen Nachteiles ist in diesem Bereich, der sich benachbart zum axialen Ende des Außenlei ters 33 befindet, ein elektrisch leitfähiges und elastisches Füllelement 37 angeordnet. Durch die Elastizität des Fül lelement 37 ist es möglich, dass der sich bildende Hohlraum zwischen dem axialen Ende des Außenleiters 33, dem Außen leiterkontaktelement 35 und dem Isolatorteil 33 weitest mög lich mit dem Füllelement 37 ausgefüllt ist. Auf diese Weise ist es auch möglich, dass das elektrisch leitfähige Füllele ment 37 den Bereich bis zum Isolatorteil 33 ausfüllt und so mit ein im Wesentlichen gleichbleibender außenleiterseitiger Innendurchmesser vom Außenleiter 33 des Kabels 30 im Ab schnitt B über das elektrisch leitfähige und elastische Fül lelement 37 im Abschnitt D bis zur engsten radialen Veren gung des Außenleiterkontaktelements 35 im Abschnitt C ver wirklicht ist. Der Hochfrequenzsignalpfad weist somit in diesen Abschnitten im Wesentlichen keine Unstetigkeiten in seinem Impedanzverlauf auf und ermöglicht ein optimiertes Übertragungsverhalten für Hochfrequenzsignale bis in den zwei- und dreistelligen Gigahertzbereich.

Das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement 37 um schließt das Isolatorelement 33 und weist somit eine rotati onssymmetrische Ausformung, bevorzugt eine ringförmige oder hülsenförmige Ausformung, gemäß Fig. 2A auf. In einer ersten Variante ist das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement 37 gemäß Fig. 2B aus einem Elastomer mit integrierten elektrisch leitfähigen Partikeln, bevorzugt metallischen Partikeln, hergestellt. Die Anzahl, die Größe, die Ausformung und die Anordnung der einzelnen elektrisch leitfähigen Partikel innerhalb des aus Elastomer hergestell ten Füllelements 37 ist so zu wählen, dass das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit für Hochfrequenzsignale bis in den zwei- bzw. dreistelligen Gigahertzbereich aufweist.

In einer zweiten Variante ist das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement 37 gemäß Fig. 2C aus einem Elastomer mit einem integrierten elektrisch leitfähigen Draht herge stellt, der dreidimensional geflochten ist. Die dreidimensi onale Flechtung des elektrisch leitfähigen Drahtes kann da bei vollkommen ungeordnet oder in einer bestimmten Ordnungs struktur erfolgen. Auch für die zweite Variante gilt, dass die Länge, der Durchmesser, die Art der Flechtung und die Dichte des elektrisch leitfähigen und dreidimensional ge flochtenen Drahtes so zu wählen ist, dass das elektrisch leitfähige und elastische Füllelement eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit für Hochfrequenzsignale bis in den zwei- bzw. dreistelligen Gigahertzbereich aufweist.

Das Außenleiterkontaktelement 35 ist gemäß Fig. 1A an seinem dem Verbinder 20 zugewandten Ende, an dem es den gleichen Durchmesser wie an seinem dem Kabel 30 zugewandten Ende auf weist, mit dem Außenleiterkontakt 21 bevorzugt mittels einer Schweißverbindung verbunden. Diese Schweißverbindung zwi schen dem Außenleiterkontaktelement 35 und dem Außenleiter kontakt 21 des als Steckverbinder ausgeführten Verbinders 20 kann, wie in Fig. 1A dargestellt ist, radial innerhalb des Außenleiterkontakt 21, aber auch radial außerhalb des Außen leiterkontakt 21 des Verbinders 20 realisiert sein. Alterna- tiv zur zweiteiligen Lösung aus einem Außenleiterkontaktele ment 35 und einem Außenleiterkontakt 21 des Verbinders 20 ist auch eine einteilige Lösung denkbar, bei der das Außen leiterkontaktelement 35 und der Außenleiterkontakt 21 des Verbinders 20 gemeinsam ein einziges Bauteil bilden.

Der elektrische Innenleiter 31 des Kabels 30 ist am kabel seitigen Ende des als Steckverbinder realisierten Verbinders 20 über eine Crimpverbindung 22 mit dem Innenleiterkontakt 23 des Verbinder 20 elektrisch und mechanisch stabil verbun den. Anstelle einer Crimpverbindung zwischen dem elektri schen Innenleiter 31 des Kabels 30 und dem Innenleiterkon takt 23 des Verbinder 20 ist alternativ auch eine Lötverbin dung denkbar. Der Innenleiterkontakt 23 ist über mindestens ein Isolatorteil 24 koaxial zum Außenleiterkontakt 21 inner halb des Verbinders 20 angeordnet.

Der als Steckverbinder ausgeführte Verbinder 20 ist in der in Fig. 1A dargestellten Variante als Stecker realisiert.

Der Innenleiterkontakt 23 ist somit am steckseitigen Ende des Steckverbinders stiftförmig innerhalb des buchsenförmig ausgeführten Außenleiterkontakts 21 ausgeformt.

In der in Fig. 1B dargestellten Variante einer Verbinderano rdnung 10 ist der als Steckverbinder ausgeführte Verbinder 20 als Kuppler realisiert. Am steckseitigen Ende des Verbin ders 20 ist der Innenleiterkontakt 23 des Verbinders 23 so mit buchsenförmig ausgeführt. Der buchsenförmig ausgeführte Außenleiterkontakt 21 des als Kuppler ausgeführten Verbin ders 20 ist als Federkorb bzw. Federhülse ausgebildet, um steckseitig eine Elastizität zu realisieren, die für einen Steckvorgang mit einem als Stecker ausgeführten Verbinder 20 die notwendige Elastizität bildet. Die übrigen Elemente der in Fig. 1B dargestellten Variante einer Verbinderanordnung 10 entsprechen denen der in Fig. 1A dargestellten und bereits beschriebenen Variante einer Ver binderanordnung. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird deshalb an dieser Stelle verzichtet und auf die zugehörige Beschreibung der Fig. 1A verwiesen.

An dieser Stelle sei noch einmal erwähnt, dass das Kabel 30 mit dem daran befestigten Außenleiterkontaktelement 35 eine Kabelanordnung bildet. Das Außenleiterkontaktelement 35 muss nicht zwingend in einer Verbinderanordnung 10 mit einem Ver binder 20 verbunden sein. Alternativ kann das Außenleiter kontaktelement 35 an seinem dem Kabel 30 abgewandten Ende mit einem weiteren Kabel, bevorzugt einem Hochfrequenzkabel, fest in einer unlösbaren Verbindung verbunden sein. Schließ lich ist auch eine unlösbare Verbindung, d.h. bevorzugt eine Lötverbindung, des Außenleiterkontaktelements 35 mit einem außenleiterseitigen Kontaktanschluss bzw. Masseanschluss auf einer Leiterplatte oder in einem Gehäuse möglich. Der elekt rische Innenleiter 31 des Kabels 30 ist hierbei bevorzugt über eine Lötverbindung mit einem innenleiterseitigen Kon taktanschluss auf einer Leiterplatte bzw. in einem Gehäuse verbunden .

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausfüh rungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Bezugs zeichenliste

10 Verbinderanordnung

2 0 Verbinder

21 Außenleiterkontakt

22 Crimpverbindung

23 Innenleiterkontakt

24 Isolatorteil

30 Kabel

31 elektrischer Innenleiter

32 Isolatorteil

33 Außenleiter

34 Kabelmantel

35 Außenleiterkontaktelernent

3 6 Stützhülse

37 Füllelement