Die Erfindung betrifft einen geschirmten Steckverbinder sowie ein Verfahren zur Herstellung eines geschirmten Steckverbinders gemäß den Merkmalen der jeweiligen Oberbegriffe der beiden unabhängigen Patentansprüche.
Aus der DE 10 2006 012 194 A1 ist ein geschirmter Steckverbinder, hier in Winkelausführung, bekannt, der eine Baugruppe aufweist, die einen von einer Schirmhülse umgebenen Kontaktträger, in dem am Ende von elektrischen Leitern eines ein Abschirmgeflecht aufweisendes Kabels angeordnete Kontaktpartner angeordnet sind, umfasst, wobei sich ein von der Schirmhülse und einem von einem Ende des Kabel aus erstreckendes Schirmgehäuse gebildetes Abschirmgehäuse von dem Ende des Kabels bis zu dem Kontaktträger erstreckt. Mit einem solchen geschirmten Steckverbinder wird es ermöglicht, dass über die elektrischen Leiter des Kabels und die an deren Ende angeordneten Kontaktpartner Signale, insbesondere hochfrequente Signale übertragen werden können. Wenn der Steckverbinder mit einem Gegensteckverbinder zusammengesteckt wird, ist es erforderlich, nicht nur die Kontaktpartner des Steckverbinders und des korrespondierenden Gegensteckverbinders zusammenzustecken, sondern es muss auch gewährleistet sein, dass durchgängig eine Abschirmung der übertragenen Signale vor Störeinstrahlungen gegeben ist. Gleichzeitig muss mittels einer durchgehenden Abschirmung längs des Kabels und auch im Bereich der Steckverbindung sichergestellt werden, dass verhindert wird, dass von den elektrischen Leitern hochfrequente Signale nach außen abgestrahlt werden. Zu diesem Zweck ist in dem gattungsbildenden Stand der Technik am Ende eines Kabels, welches in an sich bekannter Weise ein Abschirmgeflecht oder dergleichen aufweist, ein Steckverbinder angeordnet. Dieser Steckverbinder weist einen Kontaktträger auf, der seinerseits Kontaktkammern mit daran angeordneten Kontaktpartnern aufweist. Der Kontaktträger besteht aus elektrisch nicht leitendem Material (wie zum Beispiel einem Kunststoff), sodass dieser von einer Abschirmung umgeben werden muss. Dieses Abschirmgehäuse, welches sich von dem Ende des Kabels aus bis zu dem Kontaktträger und ggf. zu einer Rändelmutter oder dergleichen erstreckt, besteht hier aus mehreren Teilen. So ist in axialer Richtung koaxial über den Kontaktträger eine Schirmhülse aus einem elektrisch leitfähigen Material angeordnet. Diese Schirmhülse steht in elektrisch leitender Verbindung mit einem Verbindungselement, zum Beispiel einer Überwurfschraube, einer Rändelmutter oder dergleichen. Mittels dieses Verbindungselementes wird es gewährleistet, dass der Steckverbinder dann, wenn er mit einem Gegensteckverbinder zusammengesteckt worden ist, über dieses Verbindungselement mit einem korrespondierenden Verbindungselement des Gegensteckverbinders mechanisch fixiert (zur Vermeidung des Auseinandersteckens) und gleichzeitig elektrisch kontaktier wird. In Folge dieser elektrischen Kontaktierung wird sichergestellt, dass auch die Abschirmung über die Steckverbindung hinweg gegeben ist.
Weiterhin umfasst in diesem Stand der Technik das Abschirmgehäuse nicht nur die Schirmhülse, sondern auch ein weiteres Schirmgehäuse, wobei dieses in Form von zwei Schirmgehäusehälften gebildet ist. Die Schirmhülse hat eine Zylinderwandung, einen Flansch, mit dem die Schirmhülse an dem Steckereinsatz mittels der Überwurfschraube gehalten wird. Des Weiteren weist die Schirmhülse eine Nut auf, in die Schirmgehäusehälften der Abschirmung mit entsprechenden Falzen eingreifen. Um die korrekte Ausrichtung der Schirmgehäusehälften zu gewährleisten, sind weiterhin Anschläge vorgesehen. Die Schirmgehäusehälften weisen jeweils eine Öffnung zum Einspritzen von Schmelzkleber auf. Weiterhin weisen die Schirmgehäusehälften Zapfen auf, die in entsprechende Bohrungen in der zugehörigen Gehäusehälfte eingreifen. Die Abmessungen sind derart, dass eine Presspassung beim Zusammenbau der Schirmgehäusehälften erfolgt.
Diese Ausgestaltung des Schirmgehäuses in Form von zwei Teilen ist äußerst aufwändig herzustellen, da die beiden miteinander in Verbindung zu bringende Abschirmgehäusehälften eine filigrane Geometrie aufweisen. Außerdem sind die Öffnungen, durch die der Schmelzkleber in das Innere des Schirmgehäuses eingeführt werden muss, aus hochfrequenter Sicht von Nachteil, da diese Öffnungen keine Abschirmung bilden. In Folge dessen können Störsignale über diese Öffnungen in das Innere des Steckverbinders eindringen oder auch nach außen verlassen. Damit ist die geforderte hochfrequente Abdichtung (Abschirmung) nicht zufriedenstellend gewährleistet.
Die DE 20 2006 000 336 U1 betrifft einen Steckverbinder mit vereinfachter Kabelführung in einem isolierenden Gehäuse, wobei die Enden der elektrischen Leiter bereits mit Stiftkontakten oder Buchsenkontakten fest verbunden sind. Eine derartige Ausführung wird benötigt, um mit geringem Aufwand vorkonfektionierte Kabel mittels entsprechend geformter Trägerteile zu einem Steckverbinder auszubilden, der spritztechnisch ummantelt oder mit einer separaten Steckerhülse umgeben werden kann. Hierzu ist vorgesehen, dass die elektrischen Leiter in halboffene Kammern längs eines zylinderförmigen Grundkörpers eingelegt sind, dass der Grundkörper von einer Fixierhülse umgeben ist, und dass die Stift- und Buchsenkontakte an den Enden der elektrischen Leiter in Kontaktöffnungen eines an die Fixierhülse anfügbaren Kontaktträgers gehalten sind.
Die DE 10 2009 010 492 B3 betrifft einen Steckverbinder mit einem kabelordnenden Einsatz für eine vereinfachte Anordnung von elektrischen Adern innerhalb eines Steckverbindergehäuses und zur Gewährleistung einer ausreichenden Kabellänge der elektrischen Adern mit daran anzufügenden elektrischen Kontakten. Ein derartiger Kabelmanager wird verwendet, um in einen Steckverbinder einzulegende elektrische Adern mit daran angefügten elektrischen Kontakten passgenau in dazu vorgesehenen Kammern zu ordnen und zu fixieren. Hierbei ist die Montage von elektrischen Adern und deren zugehörigen elektrischen Kontakte zum Einsatz in einem Steckverbindergehäuse möglichst einfach und effektiv, insbesondere unter Einbeziehung einer vor Ort oder Feldmontage zu gestalten. Dies wird dadurch ermöglicht, dass innerhalb des Steckverbindergehäuses ein kabelordnender Einsatz in Form eines Kabelmanagers zur ordnenden Aufnahme der elektrischen Adern vorgesehen ist, dass an dem Kabelmanager ein axial ausgerichteter Längenstift, angeformt ist, und dass innerhalb des Steckverbindergehäuses ein Kontaktträger für die elektrischen Adern mit daran angefügten elektrischen Kontakten vorgesehen ist, wobei mindestens eine elektrische Ader im Zentrum des aus zwei Halbschalen gebildeten Kontaktträgers angeordnet ist.
Die WO 2008/117132 A1 betrifft einen Verbinder mit einem Gehäuse und einem Anschlussträger, der in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei das Gehäuse ein Umgehäuse für das Gehäuse definiert, mit einem Terminalträger und einem Durchgang zur Aufnahme eines abgeschirmten Kabels zur Verbindung mit dem Terminalträger, wobei das Gehäuse eine abgeschirmte einheitliche Konstruktion mit zwei Gehäuseteilen bildet, die relativ zueinander bewegbar sind, um so das Gehäuse in einen geschlossenen Zustand zu bringen, um einen Kabelkanal zu bilden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen geschirmten Steckverbinder und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen geschirmten Steckverbinders bereitzustellen, mit dem die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll sichergestellt werden, dass eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Abschirmwirkung gegeben ist, wobei gleichzeitig auch die Herstellung des Steckverbinders vereinfacht und die Teilevielfalt reduziert werden soll.
Hinsichtlich der Konstruktion des geschirmten Steckverbinders ist zur Lösung der Aufgabe die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 vorgesehen. Nach der Erfindung ist unter anderem das Abschirmgehäuse einstückig ausgebildet. Es ist insbesondere in einem Presssitz an dem Kabel festgelegt. Somit wird das Abschirmgehäuse, welches in dem Stand der Technik von der Schirmhülse und den beiden Abschirmgehäusehälften gebildet wird, ersetzt durch die Schirmhülse zusammen mit dem einstückig ausgebildeten Abschirmgehäuse. Dies hat den Vorteil, dass die Teilevielfalt reduziert wird. Außerdem weist das einstückig ausgebildete Abschirmgehäuse vorzugsweise keine Öffnungen zwecks Zufuhr von Schmelzkleber oder dergleichen auf, sodass nur diejenigen Öffnungen vorhanden sind, die zum Einsetzen der Baugruppe (Schirmhülse, Kontaktträger, Verbindungselement und dergleichen) erforderlich sind. Weitere Öffnungen weist das Abschirmgehäuse nicht auf, sodass es den Innenbereich, in dem der Endbereich des Kabels und der Kontaktträger angeordnet sind, hochfrequenzmäßig vollständig abdichtet. Sollte eine weitere Öffnung zwecks Zufuhr von Füllmaterial (wie Schmelzkleber) vorhanden sein, ist diese so klein gewählt, dass dadurch eine hochfrequente Abschirmung sichergestellt ist. Damit wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass in dem Steckverbinder keine Störstrahlungen von außen eindringen können und auch verhindert wird, dass hochfrequente Signale aus dem Steckverbinder nach außen abgestrahlt werden. Weiterhin ist insbesondere das einstückig ausgebildete Abschirmgehäuse in einem Presssitz an dem Kabel festgelegt, sodass dadurch die Montage wesentlich vereinfacht wird. Denn mit Festlegung des Abschirmgehäuses an dem Kabel wird auch gleichzeitig das Abschirmgeflecht des Kabels kontaktiert und gleichzeitig eine Zugentlastung realisiert.
Weiterhin weist das Abschirmgehäuse einen Schlitz auf. Mittels dieses Schlitzes ist es möglich, die Baugruppe einschließlich des Kabels in das Abschirmgehäuse einzusetzen und den Bereich des Abschirmgehäuses um den Schlitz herum zusammenzudrücken, um damit den Presssitz zu realisieren, wobei dann in dem Bereich des zusammengedrückten Schlitzes ein Ende des Kabels oder auch ein vorbereiteter Endbereich des Abschirmgeflechtes des Kabels angeordnet ist.
Nach der Erfindung ist im Bereich des Schlitzes des Abschirmgehäuses koaxial umgebend eine Crimphülse angeordnet. Mit dieser Crimphülse kann der Bereich des Abschirmgehäuses, in dem der Schlitz vorhanden ist, mit dem Abschirmgeflecht kontaktiert werden. Außerdem hat die Crimphülse dann, wenn sie aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, den Vorteil, dass der unverändert verbleibende Schlitz des Abschirmgehäuses hochfrequent verschlossen wird. Das gilt auch für den Fall, dass er nach dem Zusammendrücken noch geringfügig vorhanden sein sollte, den verbleibenden Spalt verschließt und die hochfrequente Abschirmung nochmals verbessert wird. Außerdem kann mit der Anordnung und dem Zusammendrücken der Crimphülse auch eine weitere Montagevereinfachung einhergehen. Denn wenn die Baugruppe in das Abschirmgehäuse eingesetzt worden ist und der Schlitz noch nicht zusammengedrückt wurde, kann die Crimphülse über den noch nicht zusammengedrückten Schlitz geschoben und beides gleichzeitig zusammengedrückt werden.
In Weiterbildung der Erfindung liegt das Abschirmgeflecht innen an dem Schirmgehäuse und/oder außen an dem Abschirmgehäuse an. Dadurch stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, das Abschirmgeflecht elektrisch und mechanisch an das Abschirmgehäuse anzubinden. So liegt es in vorteilhafter Weise außen an, wenn zusätzlich die Crimphülse verwendet wird. Durch das Zusammendrücken der Crimphülse wird damit das Abschirmgeflecht außen anliegend an das Abschirmgehäuse gedrückt und in seiner Lage mechanisch fixiert sowie gleichzeitig bei diesem Vorgang elektrisch kontaktiert. Alternativ oder ergänzend dazu kann das Abschirmgeflecht auch innen an dem Abschirmgehäuse anliegen. In diesem Fall wird zum Beispiel das Ende des Kabels so präpariert, dass das Abschirmgeflecht freigelegt und in Richtung des verbleibenden Endes des Kabelmantels umgelegt, sodass der eine Endbereich des Abschirmgehäuses, insbesondere der Bereich mit dem Schlitz, dort angeordnet und zusammengedrückt wird. Auch hier kann, muss aber nicht, die Crimphülse zum Einsatz kommen. In diesen beiden genannten Fällen stehen montagetechnisch sehr einfache Varianten zur Anbindung des Abschirmgeflechtes an das Abschirmgehäuse zur Verfügung. Wenn auch weniger praxisrelevant, so aber auch denkbar, kann das Abschirmgeflecht so präpariert und der Montagevorgang so ausgeführt werden, dass das Abschirmgeflecht sowohl innen als auch außen an dem Abschirmgehäuse anliegt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass unter dem Begriff "Abschirmgeflecht" alle Varianten einer Abschirmung eines Kabels, insbesondere eines Koaxialkabels, zu verstehen sind. Das heißt, dass die Abschirmung, die den zumindest einen, oftmals auch mehrere Innenleiter des Kabels umgibt und die unterhalb des Kabelmantels koaxial angeordnet ist, nicht zwangsweise als ein Geflecht, sondern auch in anderer Form ausgebildet sein kann.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Abschirmgehäuse in dem Bereich, in dem das Abschirmgehäuse die Schirmhülse umgibt, wenigstens einen Vorsprung auf. In besonders vorteilhafter Weise sind mehrere über den Umfang des Schirmgehäuses verteilte Vorsprünge vorgesehen. Durch diese Vorsprünge, die vorzugsweise als Rippen rausgebildet sind, entstehen beim Einpressen der Schirmhülse definierte Kontaktstellen zwischen der Schirmhülse (genauer dessen Oberfläche) und dem einstückigen Schirmgehäuse (genauer dessen innerer Oberfläche).
In Weiterbildung der Erfindung ist zumindest auf seiner äußeren Oberfläche und/oder in seinem Inneren des Schirmgehäuses ein Schmelzkleber angeordnet. Dadurch wird eine mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Ende des Kabels, dem Kontaktträger und dem Abschirmgehäuse (gebildet von dem Schirmgehäuse und der Schirmhülse) erzielt. Das Ausfüllen des Hohlraumes innerhalb des Abschirmgehäuses mit einem Schmelzkleber erzeugt einen mediendichten Verbund, welcher das Eintreten von Wasser und dergleichen zwischen den metallischen Teilen des Abschirmgehäuses in den inneren Bereich des geschirmten Steckverbinders verhindert. Hier ist insbesondere eine Längswasserdichtheit des Steckverbinders durch das Ausfüllen mit Schmelzkleber gegeben.
In Weiterbildung der Erfindung ist zumindest das Schirmgehäuse zumindest auf seiner äußeren Oberfläche von einer Umspritzung umgeben. Durch die Umspritzung des Steckverbinders wird ein Gehäuse erzielt, welches sich von dem Ende des Kabels (auch ggf. ein Stück des Kabels übergreifend) bis in Richtung des Verbindungselementes für den Gegensteckverbinder (Rändelmutter, Überwurfmutter oder dergleichen) erstreckt. Dies kann in einfacher Art und Weise automatisiert in einem Kunststoff-Spritzgussvorgang erfolgen, wobei der vormontierte Steckverbinder in eine Spritzgussform eingelegt und anschließend das Gehäuse aus Kunststoff gespritzt wird. Dabei ist sicherzustellen, dass das Verbindungselement sich nach wie vor noch um die Schirmhülse herum frei bewegbar drehen kann.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines geschirmten Steckverbinders ist die Merkmalskombination des Patentanspruches 7 vorgesehen. Unter anderem ist vorgesehen, dass zwischen einem Endbereich der Schirmhülse und einem Endbereich des Kabels ein einstückig ausgebildetes Schirmgehäuse angeordnet und in einem Presssitz an dem innen an dem Abschirmgehäuse anliegenden Abschirmgeflecht des Kabels festgelegt wird. Durch das einstückig ausgebildete Schirmgehäuse lässt sich, wie schon ausgeführt, die Teilevielfalt reduzieren und die Montage vereinfachen, da nur noch ein Teil bei der Montage gehandhabt werden muss. Dieses eine Teil hat den Vorteil, dass die vorbereitete Baugruppe, die am Ende des Kabels angeordnet ist, in das einstückig ausgebildete Schirmgehäuse eingesetzt und dieses zur Erzielung des Presssitzes zusammengedrückt werden muss. Durch das Zusammendrücken wird das Schirmgehäuse an dem Ende des Kabels festgelegt und gleichzeitig elektrisch mit dem Abschirmgeflecht des Kabels kontaktiert.
Weiterhin ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass ein Schlitz in dem Schirmgehäuse zusammengepresst wird, sodass sich dieser Bereich des Schirmgehäuses lagefixierend um das Ende des Kabels legt. Damit kann der Bereich des Schirmgehäuses, in dem der Schlitz angeordnet ist, auf dem Außenmantel des Kabels festgelegt werden, wobei weitere Maßnahmen erforderlich sind, um das Abschirmgeflecht an dem Abschirmgehäuse, insbesondere dessen Schirmhülse oder dem Schirmgehäuse, elektrisch zu kontaktieren. Alternativ oder ergänzend dazu ist vorgesehen, dass sich der Bereich des Schirmgehäuses, in dem sich der Schlitz befindet, auch elektrisch kontaktierend um das Abschirmgeflecht legt. Damit sind entweder zwei Schritte erforderlich, um einerseits das Schirmgehäuse mechanisch an dem Kabel in seiner Lage zu fixieren und das Abschirmgehäuse mit dem Abschirmgeflecht elektrisch zu kontaktieren. Bevorzugt wird dies jedoch in einem Schritt ausgeführt. Ebenfalls alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass nach dem Zusammenpressen des Schlitzes das Abschirmgeflecht außen um das Schirmgehäuse gelegt und anschließend von einer Crimphülse koaxial lagefixierend und elektrisch kontaktierend umgeben wird. Mittels der Crimphülse ist es also zusätzlich möglich, den Schlitz (sollte er nach dem Zusammenpressen noch einen kleinen Spalt aufweisen) hochfrequenzmäßig abzudichten, wobei auch mittels der Crimphülse das Abschirmgeflecht an dem Schirmgehäuse lagefixierend und elektrisch kontaktierend festgelegt wird. Zu diesem Zweck befindet sich dann das Abschirmgeflecht koaxial zwischen dem Inneren der Crimphülse und dem Äußeren des Schirmgehäuses im Bereich des Schlitzes, ggf. auch übergreifend.
Ein Ausführungsbeispiel eines geschirmten Steckverbinders sowie sein Verfahren zur Herstellung ist im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
- Figur 1 zeigt als Prinzipskizze einen beispielhaften Aufbau eines Steckverbinders 1, der hier als Winkelsteckverbinder ausgeführt ist. Daneben sind auch gerade Ausführungen denkbar. Der Steckverbinder 1 ist am Ende eines Kabels 2 angeordnet, wobei er einen Kontaktträger 3 sowie ein Verbindungselement zu einem hier nicht dargestellten Gegensteckverbinder aufweist. Das Verbindungselement ist als Rändelmutter 4, Überwurfschraube oder dergleichen ausgebildet. Bevorzugt ist der Steckverbinder 1 in Rundbauweise ausgeführt, wobei jedoch auch andere Bauweisen nicht ausgeschlossen sind. Zur Erzielung einer durchgehenden Abschirmung weist der Steckverbinder 1 ein Abschirmgehäuse 5, auf das im Folgenden noch eingegangen wird, auf. Das Kabel 2 ist in diesem Fall ein Datenkabel mit einem oder mehreren elektrischen Leitern, über die Datensignale übertragen werden. Zur Vermeidung von Störeinstrahlungen in das Kabel 2 oder Störabstrahlungen aus dem Kabel 2 weist es eine Abschirmung auf, wobei es grundsätzlich wichtig ist, dass diese Abschirmung mit dem Abschirmgehäuse 5 elektrisch kontaktiert wird. Über das Abschirmgehäuse 5 und das ebenfalls elektrisch damit kontaktierte Verbindungselement, welches auch aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen muss, wird sichergestellt, dass die Abschirmung durchgehend realisiert ist, wenn der Steckverbinder 1 mit einem nicht dargestellten Gegensteckverbinder zusammengebracht wird. Hierbei versteht es sich von selbst, dass der Gegensteckverbinder ebenfalls ein entsprechendes Abschirmgehäuse und ein Datenkabel aufweist, welches seinerseits wieder ein Abschirmgeflecht aufweist. Anstelle des Gegensteckverbinders kann der Steckverbinder 1 auch mit einem zum Beispiel auf einer Platine oder einem nach außen aus einem Gehäuse eines Steuergerätes oder dergleichen herausragenden Gegensteckverbinder in Verbindung gebracht werden.
- In Figur 2 sind einmal in Draufsicht (links) und einmal in Schnittdarstellung (rechts) die Elemente der Baugruppe, die am Ende des Kabels 2 angeordnet sind, gezeigt. Es handelt sich hierbei um die elektrischen Leiter 6, die im Inneren des Kabels 2 angeordnet sind. Mit 7 ist ein Abschirmgeflecht des Kabels 2 bezeichnet. Weiterhin sind ein oder mehrere Kontaktpartner 8 in entsprechenden Kontaktkammern in dem Kontaktträger 3, der aus elektrisch nicht leitfähigem Material (zum Beispiel Kunststoff) besteht, angeordnet. Weiterhin ist eine Schirmhülse, die koaxial den Kontaktträger 3 zumindest teilweise umgibt vorhanden, wobei diese Schirmhülse 9 (analog zum Stand der Technik) Bestandteil des Abschirmgehäuses 5 ist. Für die weitere Herstellung des Steckverbinders 1 wird also die Baugruppe, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, vorbereitet. Das bedeutet, dass am Ende der elektrischen Leiter 6 die Kontaktpartner 8 angeordnet, zum Beispiel verlötet, vercrimpt oder dergleichen, werden und die Kontaktpartner 8 in die zugehörigen Kontaktkammern des Kontaktträgers 3 eingesetzt werden. Außerdem wird die Rändelmutter 4 in Wirkverbindung mit der Schirmhülse 9 gebracht, wobei gewährleistet sein muss, dass sich die Rändelmutter 4 noch um die Schirmhülse 9 drehen lässt. Außerdem wird das Kabel 2 endseitig so vorbereitet, dass ein Teil des Abschirmgeflechtes 7 freigelegt und damit für die weitere Kontaktierung zugänglich ist. Bezüglich der Verbindung zwischen den elektrischen Leitern 6 und den Kontaktpartnern 8 ist noch folgendes zu erwähnen. Es ist eine Ausführung denkbar, bei der die elektrischen Leiter 6 des Kabels 2 direkt bis in den Bereich des Kontaktträgers 3 geführt sind, wo sie mit dem zugehörigen Kontaktpartner 8 verbunden sind. Alternativ dazu ist es denkbar, dass die elektrischen Leiter 6 kurz hinter dem Ende des Kabels 2 enden und dort weitere elektrische Leiter angeordnet sind, die ihrerseits zu den Kontaktpartnern 8 führen. In dieser Variante ist es auch denkbar, dass die Kontaktpartner 8 so ausgeführt sind, dass sie einerseits die Kontaktierung in Richtung der Stirnseite des Kontaktträgers 3 ermöglichen und in die andere Richtung einstückig bis zu dem Ende des elektrischen Leiters 6 des Kabels 2 führen und dort kontaktiert werden.
- In Figur 3 ist der nächste Montageschritt gezeigt, wobei die gemäß Figur 2 vorbereitete Baugruppe in ein einstückig ausgebildetes Schirmgehäuse 10 eingesetzt wird. Dabei ist erkennbar, dass das Abschirmgeflecht 7 so vorbereitet wurde, dass es mit dem (bei Betrachtung der Figur 3) nach unten weisenden Ende des Schirmgehäuses 10 in Wirkverbindung, vor allen Dingen elektrisch kontaktierend, gebracht werden kann. Gleichzeitig wird das Schirmgehäuse 10 mit dem einen Ende der Schirmhülse 9 in Verbindung gebracht, wobei die beiden Teile, nämlich die Schirmhülse 9 und das Schirmgehäuse 10, das komplette Abschirmgehäuse 5 (siehe Figur 1) bilden. Durch das Zusammenspiel von Schirmhülse 9 und einstückig ausgebildetem Schirmgehäuse 10, in deren Inneren die vorbereitete Baugruppe sitzt, wird eine weitestgehend vollständige Abschirmung erzielt. Diese Abschirmung wird vor allen Dingen deshalb erzielt, weil das eine Ende des einstückig ausgebildeten Schirmgehäuses 10 mit dem Abschirmgeflecht 7 verbunden wird, wobei das andere Ende des einstückig ausgebildeten Schirmgehäuses 10 mit dem einen Ende der Schirmhülse 9 verbunden ist. Das andere Ende der Schirmhülse 9 weist in Richtung des stirnseitigen Endes des Kontaktträgers 3, reicht aber nicht bis an die Stirnseite heran. Um auch den Bereich des Kontaktträgers 3, der nicht von der Schirmhülse 9 umgeben ist, hochfrequenzmäßig abzuschirmen, ist das Verbindungselement, hier insbesondere die Rändelmutter 4, vorhanden, das den Kontaktträger 3 koaxial unter Bildung eines Spaltes umgibt. Der Spalt ist dazu geeignet und ausgebildet, ein in Verbindung mit dem Verbindungselement (insbesondere der Rändelmutter 4) in Wirkverbindung zu bringendes korrespondierendes Verbindungselement des Gegensteckverbinders zu bringen. Dadurch ist die vollständige Abschirmung einer solchen zusammengesetzten Steckverbindung, bestehend aus Steckverbinder 1 und Gegensteckverbinder, realisiert. Weiterhin ist in Figur 3 noch eine das Kabel 2 koaxial umgebende Crimphülse 11 gezeigt, die vorhanden sein kann, aber nicht muss. Die Crimphülse 11 ist in Figur 3 in ihrer Vormontageposition gezeigt. Auf ihre Montage und Endlage wird noch einzugehen sein.
- In Figur 4 ist das einstückig ausgebildete Schirmgehäuse 10 noch einmal in seiner Gesamtheit und im Detail (Einzelheit D) gezeigt. Hierbei ist erkennbar, dass das Schirmgehäuse 10 eine Öffnung 12 aufweist, die dazu geeignet und ausgebildet ist, die gemäß Figur 2 vorbereitete Baugruppe, insbesondere das eine Ende der Schirmhülse 9, aufzunehmen. Weiterhin ist ein Schlitz 13 vorhanden, wobei dieser in dem der Öffnung 12 abgewandtem Teil des Schirmgehäuses 10 angeordnet ist. Die Breite des Schlitzes 13 ist dabei so gewählt, dass die gemäß Figur 2 vorbereitete Baugruppe, insbesondere der Endbereich des Kabels 2 (oder alternativ der von dem Endbereich des Kabels 2 ausgehende Bereich mit den elektrischen Leitern 6) durch den Schlitz 13 eingeführt werden kann. Weiterhin ist in Figur 4 erkennbar, dass derjenige Innenbereich des Schirmgehäuses 10, der in Wirkverbindung mit dem Endbereich der Schirmhülse 9 gebracht werden soll, zumindest einen Vorsprung 14, vorzugsweise mehrere über den Umfang verteilte Vorsprünge 14, aufweist. Durch diese Vorsprünge 14, insbesondere als Rippen ausgebildet, entstehen beim Einpressen der Schirmhülse 9 in den zugehörigen Endbereich des Schirmgehäuses 10 auf der Seite, wo sich die Öffnung 12 befindet, definierte Kontaktstellen zwischen der Oberfläche der Schirmhülse 9 und dem Innenbereich des Schirmgehäuses 10. Dadurch ist eine hohe Kontaktsicherheit zur Realisierung der durchgehenden Abschirmung gewährleistet.
- Figur 5 zeigt eine Ausführung des Steckverbinders 1 im Schnitt, bei dem die gemäß Figur 2 vorbereitete Baugruppe in das Schirmgehäuse 10 eingesetzt worden ist, wobei die Schirmhülse 9 in das Schirmgehäuse 10 lagefixiert angeordnet, zum Beispiel verpresst, wurde. In dem bei Betrachtung der Figur 5 unteren Teil ist das Schirmgehäuse 10 in einem Presssitz an dem Kabel 2, genauer an dem Abschirmgeflecht 7, das ein Bestandteil des Kabels 2 ist, festgelegt. In dieser Variante befindet sich das Abschirmgeflecht 7 auf der äußeren Oberfläche des Schirmgehäuses 10 und dem Innenbereich der Crimphülse 11. Das bedeutet, dass hier die Crimphülse 11 dafür eingesetzt wird, einerseits den Schlitz 13 nach seinem Verpressen (sofern noch ein Spalt verblieben ist) zusätzlich abzudichten und andererseits das Abschirmgeflecht 7 auf der Oberfläche des Schirmgehäuses 10 in seiner Lage zu fixieren und gleichzeitig elektrisch zu kontaktieren. Eine alternative Variante wäre es, das Ende des Kabels 2 bis in Richtung des unteren Endes des Schirmgehäuses 10 in dieses hineinzuführen, sodass dann auch ein Endbereich des Kabelmantels des Kabels 2 bis in das Schirmgehäuse 10 hineinragt. Diese Variante hat den Vorteil, dass dadurch gleichzeitig auch eine Zugentlastung gegeben ist.
Bei der Variante, die in Figur 5 gezeigt ist, bei dem nicht das Kabel 2 direkt, sondern dessen Abschirmgeflecht 7 in einem Presssitz an dem Schirmgehäuse 10 festgelegt ist, ist es noch erforderlich, zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen, um eine mechanische Stabilität des späteren Steckverbinders 1 zu erzielen. Diese mechanische Stabilität kann auf verschiedene Art und Weise erzielt werden. So ist in Figur 6 gezeigt, dass der Innenbereich des Schirmgehäuses 10, übergreifend bis in Richtung eines Stückes des Endbereiches des Kabels 2, mit einem Schmelzkleber 15 versehen wird. Ein solcher Schmelzkleber 15 hat den Vorteil, dass er einerseits die in dem Schirmgehäuse 10 verbleibenden Hohlräume füllt und damit einen mediendichten Verbund erzielt, welcher das Eintreten von Wasser, Schmutzpartikeln und dergleichen zwischen den metallischen Teilen in den inneren Bereich des Steckverbinders 1 verhindert. Außerdem wird durch den Schmelzkleber 15, der auch im Bereich des Abschirmgeflechtes 7 und des Endbereiches des Kabels 2 (genauer dessen Kabelmantel) vorhanden ist, nicht nur die Längswasserdichtheit erzielt, sondern auch eine mechanische, vorzugsweise erste Stabilität erzeugt. Denn im Regelfall wird das Abschirmgeflecht 7 in der Form, wie es in Figur 5 dargestellt ist, noch nicht die für den Betrieb des Steckverbinders 1 erforderliche mechanische Stabilität aufweisen. Diese Stabilität wird erst durch den Schmelzkleber 5, wie in Figur 6 dargestellt, erzielt. Für den Falls, dass die mit dem Schmelzkleber 15 gemäß Figur 6 erzielte mechanische Stabilität noch nicht ausreichend ist oder der Schmelzkleber 15 nicht über den Endbereich des Kabels 2 hinüberreicht, kann alternativ oder ergänzend gemäß Figur 7 eine Umspritzung 16 vorgesehen werden. Entweder wird diese Umspritzung 16 so ausgeführt, dass sie auch bis in den Innenraum des Schirmgehäuses 10 reicht und diesen ausfüllt und gleichzeitig ein Außergehäuse des Steckverbinders 1 bildet. In einem solchen Fall kann der Schmelzkleber 15 entbehrlich sein. Ist jedoch der Schmelzkleber 15 zu Realisierung des Längswasserdichtheit eingebracht worden, kann dieser zusätzlich mit der Umspritzung 16 deshalb in besonders vorteilhafter Weise umgeben werden, weil mit dem Schmelzkleber 15 (oder einem vergleichbaren Material, welches einen mediendichten Verbund zwischen den beteiligten Materialien erzielt) die Längswasserdichtheit erreicht wird und die mechanische Stabilität erst durch die Umspritzung 16 erzielt wird oder im Zusammenspiel mit dem Schmelzkleber 15 gesteigert wird.
In den Figuren 8 bis 13 ist eine weitere erfindungswesentliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1 gezeigt, dessen wesentlichen Elemente, seine Funktion und seine Herstellung auf dem Steckverbinder 1 beruht, der in den Figuren 1 bis 7 dargestellt ist.
In Figur 8 ist erkennbar, dass das Schirmgehäuse in seinem oberen zylinderförmigen Bererich an seiner einen Stirnseite, die der Öffnung in Richtung des Steckgesichtes abgewandt ist, eine Öffnung 17 aufweist. Diese Öffnung 17 ist in einer leicht nach außen gewölbten Erhebung in dem Schirmgehäuse 10 angeordnet. Durch diese Öffnung 17 kann in das Innere des Schirmgehäuses 10 (und auch ggf. in das Innere der Schirmhülse 9) Füllmaterial, wie ein Schmelzkleber oder dergleichen, eingefüllt werden. Der Durchmesser der Öffnung 17 ist dabei so gewählt, dass er einerseits groß genug ist, um die gewünschte Menge an Füllmaterial in einem vertretbaren Zeitraum in das Innere zu befördern und gleichzeitig sicherzustellen, dass eine hochfrequente Abdichtung gewährleistet ist. Der Durchmesser der Öffnung 17 richtet sich nach dem Gesamtdurchmesser des zylinderförmigen Teiles des Schirmgehäuses 10 und ist deutlich kleiner als dieser. Weiterhin weist das Schirmgehäuse 10 zwei gegenüberliegende Absätze 18 auf, die unterhalb der Längsachse des zylinderförmigen Teiles des Schirmgehäuses 10 vorhanden sind. Weiterhin ist in dem Schirmgehäuse 10 noch eine Rastnase 19 vorhanden, die im Bereich einer Öffnung 20 angeordnet ist. Die Rastnase 19 bewirkt, dass das Schirmgehäuse 10 rastend mit der Schirmhülse 9 (siehe hierzu Figur 9) verbunden werden kann. Hierzu weist die Schirmhülse 9 eine Aussparung 21 auf, wobei die Kanten der Aussparung 21 auf den Absätzen 18 des Schirmgehäuses 10 zur Anlage kommen, wenn die Schirmhülse 9 koaxial in das Schirmgehäuse 10 eingesetzt wird. Dabei kommen auch die Rastnase 19 und eine Öffnung 22 in der Schirmhülse 9 in Wirkverbindung, wodurch die Schirmhülse 9 rastend an dem Schirmgehäuse 10 festgelegt wird. Dieser Montagezustand ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Während in der Figur 10 dargestellt ist, dass das Innere der Schirmhülse 9 und des Schirmgehäuses 10 noch nicht mit Füllmaterial aufgefüllt sind (aber ausgefüllt sein können), ist in der Figur 11, linke Darstellung, gezeigt, dass das Innere und/oder das Äußere von Schirmhülse 9 und Schirmgehäuse 10 mit der Umspritzung 16 ausgefüllt und/oder umgeben sind. In Figur 11 ist in der rechten Darstellung ein Ring 23 gezeigt, der vorhanden sein kann, aber nicht muss. Dieser Ring 23 kann ebenfalls durch einen Schmelzkleber, eine Umspritzung oder dergleichen gebildet sein und umgibt die in ihm liegenden Elemente wie z.B. den Kontaktträger 3, die Kontaktpartner 8 und dergleichen, um eine Längswasserdichtheit zu realisieren. In Figur 12 ist schließlich der fertige Steckverbinder 1 im Schnitt dargestellt, wobei die Umspritzung 16 mit einer weiteren, ein Gehäuse bildende Umspritzung 24 umgeben ist. Der Schmelzkleber 15, die Umspritzung 16 und die Umspritzung 24 können in nacheinander folgenden Verfahrensschritten hergestellt werden und aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen. Hierbei ist zu erwähnen, dass nicht alle drei Materialien verwendet werden müssen, sondern dass es ggf. auch ausreichend ist, nur die das Gehäuse bildende Umspritzung 16 oder die Umspritzung 24 (z.B. dann ohne den Schmelzkleber 15) vorzusehen.
Figur 13 zeigt noch einmal im Detail die Ausgestaltung des Schirmgehäuses 10 gemäß Figur 4 oder gemäß Figur 8. In diesem Fall hat das Schirmgehäuse 10 entweder keine Öffnung oder eben die Öffnung 17. In beiden Varianten ist zur Lagefixierung der Schirmhülse 9 in dem Schirmgehäuse 10 jeweils ein Absatz 18 vorhanden, wobei sich zwei Absätze 18 gegenüber liegend in dem Schirmgehäuse 10 befinden. Die Ebene, in denen sich die beiden Absätze 18 befinden, befindet sich außerhalb einer Ebene, die durch die Längsachse des zylinderförmigen Oberteiles des Schirmgehäuses 10 bzw. der Schirmhülse 9 läuft. Dadurch ist sichergestellt, dass die Schirmhülse 9 mit ihren Längskanten der Aussparung 21 an den beiden Absätzen 18 zur Anlage kommt, um verdrehsicher in dem Schirmgehäuse angeordnet zu werden. Darüber hinaus sind andere Formgebungen denkbar, mit denen die Schirmhülse verdrehsicher in dem Schirmgehäuse 10 gelagert wird. Schließlich ist in Figur 13 noch das Detail zu erkennen, dass das Schirmgehäuse 10 eine Oberflächenerhebung in seinem nach unten weisenden Endbereich, d.h. im Bereich des Schlitzes 13, aufweist. Durch diese Oberflächengestaltung, vorzugsweise in nach unten weisender axialer Richtung Erhebungen und Vertiefungen (wechselweise) wird sichergestellt, dass für das Abschirmgeflecht 7 eine größere Oberfläche und damit einhergehend eine größere Kontaktsicherheit realisiert wird.
Figur 14 zeigt im oberen Teil einen fertigen Steckverbinder 1 in einer dreidimensionalen Ansicht. In der unteren linken Darstellung ist der Steckverbinder 1 mit Blick auf sein Steckgesicht gezeigt und in der unteren rechten Darstellung ist er noch einmal in einer Schnittdarstellung zu erkennen.
Bezüglich der Anbindung des Schirmgeflechtes 7 an den bei Betrachtung der Figuren nach unten weisenden zylinderförmigen Teil des Schirmgehäuses ist noch Folgendes auszuführen. Zum einen kann das Abschirmgeflecht 7 innerhalb des zylinderförmigen Teiles des Schirmgehäuses 10 angeordnet werden. In diesem Fall ist es denkbar, dass die elektrischen Leiter 6 von einem gemeinsamen Mantel umgeben sind, der wiederum von dem Abschirmgeflecht 7 umgeben ist. In diesem Fall kann sich das Abschirmgeflecht 7 entweder auf den elektrischen Leitern 6 (nachdem der Mantel entfernt worden ist) und/oder auf dem Mantel des Kabels 2 abstützen, wenn der zylinderförmige Teil des Schirmgehäuses 10 darüber angeordnet und dann im Presssitz festgelegt wird. Dies setzt voraus, dass das Schirmgehäuse 10 so gestaltet ist und aus einem solchen Material besteht, dass es zusammengedrückt werden kann, wodurch sich der Schlitz 13 verkleinert. Ergänzend oder alternativ dazu ist es denkbar, das gesamte Abschirmgeflecht 7 auf der äußeren Oberfläche des nach unten weisenden zylinderförmigen Endbereiches des Schirmgehäuses 10 oder teilweise innerhalb und teilweise außerhalb dort anzuordnen. Besonders bevorzugt ist die Anordnung des Abschirmgeflechtes 7, genauer dessen Ende, auf der äußeren Oberfläche des unteren Endbereiches des Schirmgehäuses 10. Dabei ist das Schirmgehäuse 10 so gestaltet und besteht aus einem solchen Material, dass dann, wenn das Abschirmgeflecht in einem Presssitz auf dem Schirmgehäuse 10 festlegt wird, sich dieses beim Andrücken des Abschirmgeflechtes bzw. beim Aufschieben und Zusammencrimpen der Crimphülse 11, nicht verformt (bzw. nur unwesentlich verformt), sodass das Schirmgehäuse 10 zur Realisierung des Presssitzes eine stabile Gegenkraft bietet. Alternativ oder ergänzend zu dem Presssitz ist es denkbar, das Abschirmgeflecht 7 auch mit anderen Methoden und/oder Mitteln innerhalb und/oder außerhalb des Schirmgehäuses 10 dort festzulegen und elektrisch zu kontaktieren.
Hier kommt z.B. Verschweißen, Verstemmen, Verkleben (mit einem elektrisch leitfähigen Kleber) oder dergleichen in Betracht.
Bezugszeichenliste:
- 1. Steckverbinder
- 2. Kabel
- 3. Kontaktträger
- 4. Rändelmutter
- 5. Abschirmgehäuse
- 6. Elektrische Leiter
- 7. Abschirmgeflecht
- 8. Kontaktpartner
- 9. Schirmhülse
- 10. Schirmgehäuse
- 11. Crimphülse
- 12. Öffnung
- 13. Schlitz
- 14. Vorsprung
- 15. Schmelzkleber
- 16. Umspritzung
- 17. Öffnung
- 18. Absatz
- 19. Rastnase
- 20. Öffnung
- 21. Aussparung
- 22. Öffnung
- 23. Ring
- 24. Umspritzung
- 25. Dichtung