CZ33674U1

CZ33674U1 - Stíněný elektrický konektor

Info

Publication number: CZ33674U1
Application number: CZ2019-36971U
Authority: CZ
Inventors: Daniel Nolting; Manuel TĂĽnker; Valeri Reimchen; AndrĂ© MĂĽhlenbernd; Kathrin Dober; Cord Starke
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2020-02-04
Also published as: EP3641072B1; DK201900112U1; US10374363B2; ES2903426T3; CN107258039A; DE202016008811U1; EP3641072A1; DK3262725T3; JP2018510462A; DE102015102703B4; PL3641072T3; DK201900112Y3; DE102015102703A1; EP3262725A1; US20190312387A1; WO2016135170A1; HUE057700T2; PL3262725T3; CN107258039B; JP6781160B2

Description

Stíněný elektrický konektor

Oblast techniky

Technické řešení se týká stíněného elektrického konektoru pro spojování nebo rozvádění stíněných elektrických vedení nebo zástrčkových konektorů mezi sebou, jakož i způsobu výroby stíněného elektrického konektoru.

Takový stíněný elektrický konektor může mít podobu spojení mezi dvěma koaxiálními kabely nebo spojení mezi větším počtem stíněných kabelů mezi sebou, kde působí jako rozvaděč, nebo to může být spojení mezi stíněným kabelem a zástrčkovým konektorem, nebo může mít podobu stíněného vícenásobného rozvaděče, který spolu spojuje více stíněných zástrčkových konektorů nebo stíněné kabely.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu DE 19613228 B4 je znám elektrický zástrčkový konektor s připojovacím kabelem, s kovovým spojovacím zařízením s převlečnou maticí nebo se šroubem a se směrem dovnitř směřujícím límcem, který je ve styku s krimpovaným pouzdrem a vytváří spojení mezi spojovacím zařízením a stíněním zakončovacího kabelu. Výroba stíněného zástrčkového konektoru s krimpovaným stínícím pouzdrem je složitá, bude potřeba mnoha jednotlivých dílů a příprava připojovaného kabelu se bude provádět ručně, stejně jako montáž mnoha jednotlivých dílů. V případě úhlových zástrčkových konektorů je ještě obtížnější zvládnout jejich výrobu. Elektrické spojování krimpováním dílů dále není vždy bezpečné, zejména se může měnit přechodový odpor na krimpovaném spoji se změnou teploty a se stárnutím, což snižuje kvalitu odstínění zástrčkového konektoru.

Z patentu US 5906513 je známý stíněný injekčně vstřikovaný elektrický konektor, u kterého je na straně kabelu opatřen kovový kryt ve tvaru pouzdra, se štěrbinami pro vytvoření jazýčků, které se přitlačují na kovové opletení tvořící stínění kabelu, načež se kovový plášť ve tvaru pouzdra za kovovým konektorovým spojením, volně položené kovové opletení, tvořící stínění a konec kabelu obstříknou termoplastickým materiálem. Termoplastický materiál obsahuje pramence z tenkého kovového drátu, které jsou během injekčně vstřikovacího procesu přitlačovány proti kovovému krytu ve tvaru pouzdra, aby se zajistila dobrá elektrická kontinuita mezi kabelem a konektorem nebo ke krytům ve tvaru pouzder zástrčkových konektorů. Při změně teploty a stárnutí se také zde může zhoršit přechodový odpor mezi díly stínění.

Ze spisu DE 102008018403 AI aWO 2011/151373 AI je znám zástrčkový konektor s na něm připojeným stíněným kabelem, u kterého je injekčně vystřikované stínící pouzdro z elektricky vodivého materiálu, zejména z elektricky vodivé syntetické hmoty, přičemž elektricky spojuje stínění kabelu se spojovací maticí zástrčkového konektoru. Pod elektricky vodivou syntetickou hmotou se obecně rozumí syntetická hmota s kovovými vlákny jako plnivem. Takový elektricky vodivý materiál může být injekčně vstřikovatelný (viz DIN 24450). Konkrétně jsou konce elektrických vodičů kabelu napojeny v zástrčkovém krytu, na kterém je uspořádáno kovové pouzdro. Návazně na to se injekčně vstřikuje izolující nosič, který sahá od stínění vodiče až do krytu. Kolem izolujících podpěr se injekčně vstřikuje elektricky vodivá část pouzdra, která spojuje stínění vodiče s kovovým pouzdrem, a tím se stíněním pláště elektrického konektoru. Elektricky vodivá syntetická hmota však vytváří pouze slabé kontakty s kovovými povrchy zástrčkového konektoru nebo kabelu, takže přechodový odpor na přechodových plochách mezi elektricky vodivou syntetickou hmotou jako materiálem a kovovými plochami na zástrčkovém konektoru nebo na stínění kabelu má zvýšené hodnoty, které se navíc mohou ještě zhoršit, když se následkem smrštění nebo roztavení syntetické hmoty objeví mezery nebo trhliny na přechodových plochách. Vodivé syntetické hmoty dále vykazují nevýhodně nižší útlum stínění

- 1 CZ 33674 U1 než kov.

Podstata technického řešení

Úkolem technického řešení je poskytnout stíněný elektrický konektor s dobrým spojením stínění mezi stíněnými elektrickými vedeními a/nebo stíněnými zástrčkovými konektory.

Dalším úkolem je poskytnout stíněný elektrický konektor s dlouhou životností, u kterého jsou přechodové odpory mezi zúčastněnými díly stínění stále nízké během celé životnosti konektoru.

Dalším úkolem je poskytnout stíněný elektrický konektor, který je vyrobitelný jednoduše a co nejvíce strojem a který vykazuje co nejmenší počet jednotlivých dílů.

Úkol tohoto technického řešení se řeší předmětem nezávislých nároků na ochranu. Výhodná další zdokonalení tohoto technického řešení jsou definována v závislých nárocích na ochranu.

Konkrétně obsahuje stíněný elektrický konektor jeden nebo více prvků vedení, které patří k nejméně jednomu vedení nebo k nejméně jednomu zástrčkovému konektoru. V případě více vedení mohou být tato vedení alespoň částečně spolu propojena, aby se vytvořil rozvaděč. Prvky vedení mohou být vytvořeny například jako žíly vedení elektrického kabelu nebo jako pokračování zástrčkových kontaktních prvků zástrčkového konektoru. Konektor dále zahrnuje jeden nebo více stínících obalů a/nebo jeden nebo více stínících plášťů, které patří jako stínění kabelu alespoň k jednomu vedení, popřípadě jako stínící prvky pláště nejméně kjednomu konektoru. Technické řešení dále zahrnuje stínící plášť, který spojuje buď větší počet stínících obalů mezi sebou, nebo alespoň jeden stínící obal s alespoň jedním stínícím pláštěm, nebo více stínících plášťů mezi sebou, nebo tvoří část stínícího pláště. Stínící plášť sestává z odlitého kovového tělesa, které bylo odlité in sítu na prstencové oblasti jak jednoho stínícího obalu, nebo na více stínících obalů, tak i na prstencové oblasti jednoho stínícího pláště nebo na více stínících plášťů, a tam vytváří ukotvení s nízkým elektrickým přechodovým odporem a úplné stínění konektoru, které je zejména bez mezer. Stínící plášť se může také rozprostírat mezi dvěma stíněnými kabely nebo skupinami kabelů, které mají být spolu spojeny.

Jinými slovy stínící plášť s výhodou nesestává z prefabrikovaných částí skořepiny nebo pouzdra, nýbrž je odlit při sestavování, resp. při konfekčním procesu konektoru bezprostředně na konektor, zejména na díly konektoru, které jsou ze syntetické hmoty, a kolem nich. Podle toho se tedy tekutý kov, respektive tekutá slitina kovů, lije přímo na díly konektoru, které jsou ze syntetické hmoty a kolem nich.

Tím se lze vyhnout vytváření mezer, které se mohou například vyskytnout, když se pouzdro krimpuje na stínící obal kabelu nebo když stínění obsahuje dvě krimpovaná pouzdra. Dále je nízký přechodový odpor mezi stínícími obaly kabelů a/nebo stínícími plášti zástrčkových konektorů, a k stínícímu plášti odlitému in sítu z kapalného kovu a spojujícímu spolu stínící obaly a/nebo stínící plášť. Elektrická spojení, vytvořená stínícím pláštěm odlitým in sítu, jsou dále trvanlivá a podléhají pouze v malé míře procesům stárnutí. Protože se u technického řešení nepracuje s prefabrikovanými stínícími pouzdry, určenými k namontování, je výroba konektoru zjednodušena. Obzvláště veliké zjednodušení a zlepšení jakosti je patrné u úhlových konektorů.

Při výrobě pouzdra stínícího pláště litím kovu přímo na stínící obaly a/nebo stínící plášť dochází k dobrému ukotvování a těsnému spojování mezi sousedními díly stínění, což vede k nízkému přechodovému odporu mezi díly stínění. Při odpovídající volbě materiálů spojovaných dílů může dojít dokonce k metalurgickému spojování. Takové spojování je obzvláště trvanlivé a má stejnoměrnou jakost.

Podle jednoho provedení technického řešení je stínící plášť alespoň částečně nalit a oblit(zalit)

-2CZ 33674 U1 kolem mezilehle umístěného izolačního tělesa z tepelně odolného elektricky izolačního materiálu, který chrání prvky vedení během procesu odlévání stínícího pláště. Za účelem manipulace s prvky vedení při sestavování konektoru jsou konce prvků vedení, například žíly vedení u kabelu, uvolněny ze stínícího obalu, který obvykle sestává z kovového opletení. I kdyby měly být prvky vedení obklopeny izolací vedení, může být výhodné, aby byly prvky vedení lépe chráněny dodatečným mezilehle umístěným izolačním tělesem proti toku roztaveného kovu během odlévání stínícího pláště. Mezilehle umístěné izolační těleso může být vyrobeno z tepelně odolného, elektricky izolujícího materiálu a může být zhotoveno jako dostatečně tlusté na to, aby splňovalo požadavky při odlévání stínícího pláště.

V případě zástrčkového konektoru pro párová spojení se zástrčkovým konektorem se zpětná pokračování kontaktních prvků konektoru zástrčkového konektoru využívají jako prvky vedení. Kontaktní prvky nebo prvky vedení jsou vhodně uloženy v elektricky izolujícím plášti konektoru. Kolem tohoto pláště konektoru, který drží kontaktní prvky vedení, je vytvořena polovina spojky zástrčkového konektoru, která má spolupracovat s druhou polovinou spojky protilehlého zástrčkového konektoru, která je účinná jako elektrické stínící spojení k protilehlému zástrčkovému konektoru. To představuje jednoduchou a bezpečnou konstrukci stíněného zástrčkového konektoru.

Stínící plášť zástrčkového konektoru může zahrnovat kovový spojovací díl a poloviny tvořící kovové skořepiny, které jsou upevněny na izolujícím plášti konektoru pomocí převlečného kroužku a tvoří část spojovací poloviny zástrčkového konektoru. Zadní okrajová část kovového spojovacího dílu je oblita stínícím pláštěm, takže je dáno dobré elektrické připojení ke stínícímu plášti zástrčkového konektoru, což dělá stínící kvalitu zástrčkového konektoru.

Pokud je zástrčkový konektor uzpůsoben pro datové vedení a vykazuje s výhodou více prvků vedení, jsou tyto prvky chráněny prostředním mezilehle umístěného izolačního tělesa z elektricky izolujícího a tepelně špatně vodivého materiálu. Tepelná vodivost materiálu mezilehle umístěného izolačního tělesa je v tomto případě výhodně mezi 0,01 alOW/ητΚ. V úvahu přicházejí například polyetylentereftalát (PET), polyurethanový kompakt (PUR), polyimid (např. Kapton®), polyterimid (PEI), polytetrafluoretylen (PTFE), polyvinylchlorid (PVC), polyamid (např. Nylon® nebo Perlon®), polypropylen (PP), polykarbonát (PP) (např. Makrolon®), epoxidová pryskyřice, polymetylmetakrylát (PMMA), polyetylén (PE), polystyren (PS), polysiloxan (silikon) a polybutylentereftalát (PBT). Popřípadě sestává mezilehle umístěné izolační těleso z pěnové syntetické hmoty, pomocí které lze dosáhnout tepelné vodivosti mezi 0,01 a 0,1 W/m«K, s výhodou 0,02 W/m«K. Tím se dosáhne dobré ochrany citlivé izolace drátů během odlévání stínícího pláště.

Pokud jeden z prvků vedení zástrčkového konektoru vede ochranné uzemnění (PE vodič), je stínící plášť s výhodou odlit s odlitou odbočkou bezprostředně na ochranné uzemnění. To představuje jednoduché a bezpečné spojení mezi vnějším stíněním a uvnitř procházejícím ochranným uzemněním (vodič PE), které celkově zjednodušuje konstrukci zástrčkového konektoru.

V případě zástrčkového konektoru je mezilehle umístěné izolační těleso vyrobeno z elektricky izolujícího a tepelně vysoce vodivého materiálu. Stínící plášť je s výhodou opatřen chladicími žebry a je odlit in sítu z kovu, zejména včetně chladicích žeber, na tepelně dobře vodivém mezilehle umístěném izolačním tělesu. Tepelná vodivost materiálu mezilehle umístěného izolačního tělesa je v tomto případě výhodně mezi 0,2 a 10 W/m«K. V úvahu přicházejí například LATICONTHER® nebo prefabrikované mezilehle umístěné izolační těleso z keramiky. Při velkém zatížení a vysokém vývoji tepla u výkonového zástrčkového konektoru se tím může u jednoduché nástavby výkonového zástrčkového konektoru přesto dosáhnout dobrého odvádění tepla.

Mezilehle umístěné izolační těleso může být použito jak u datového konektoru, tak také

-3 CZ 33674 U1 u výkonového konektoru, buď jako prefabrikované mezilehle umístěné izolační těleso, nebo když se používá termoplast, který je injekčně vstřikovaný, předtím, než se odlévá stínící plášť, což umožňuje efektivní výrobní proces.

Konektor podle technického řešení může být také vytvořen jako vícenásobný rozvaděč pro jedno nebo pro více stíněných vedení a/nebo jeden nebo více stíněných zástrčkových konektorů. Je opatřeno těleso rozvaděče s více napojovacími místy pro prvky vedení, které patří buď do jedné nebo do více vedení, nebo do jednoho nebo do více zástrčkových konektorů. Toto těleso rozvaděče a sousední prvky vedení jsou chráněny při výrobě stínícího pláště, a také později během provozu vícenásobného rozvaděče. Stínící plášť obklopuje přímo mezilehle umístěné izolační těleso a je podle partnera pro spojování a rozvádění odléván in situ v závislosti na spojovacích a distribučních partnerech buď na prstencové oblasti stínících obalů stíněných vedení a/nebo na koncových částech stínění konektoru odlit, a tím těsně napojeno. Konstrukce rozvaděče tak umožňuje celou řadu různých vícenásobných rozvaděčů, kde lze také používat smíšeně jeden nebo více zástrčkových konektorových napojení nebo jedno nebo více bezprostředních napojení vedení také smíšeně.

Za účelem vytvoření příjemného vzhledu technického řešení a pro elektrickou izolaci stínícího pláště tak, jak je komerčně obvyklé, se stínící plášť s výhodou obklopuje izolujícím ochranným pláštěm vyrobeným ze syntetické hmoty.

Stínící plášť, sestávající z kovové slitiny, může být např. z kovové slitiny s nízkou teplotou tavení. Teplota tuhnutí leží přitom např. mezi 120 °C a 420 °C. Kovovou slitinou může být zejména kovová pájka, např. Cínová kovová pájka. Při použití cínové pájky (teplota tavení asi 230 °C) se např. neprokázala žádná poškození oblitých dílů ze syntetické hmoty, jako jsou izolace vedení a mezilehle umístěná izolační tělesa. Zejména při použití kovové pájky může stínící plášť při in sítu odlévání natavit díly, např. způsobit pocínování stínícího obalu nebo natavit stínící plášť a spojit se s ním, což umožňuje vznik obzvláště nízkoohmového spojení se stíněním.

Technické řešení se také týká způsobů výroby stíněného elektrického konektoru v jeho různých provedeních.

Způsob výroby stíněného elektrického konektoru se tedy provádí v jeho obecné podobě následovně:

a) provádí se spojování volných konců prvků vedení dohromady,

b) případně se provádí nanášení mezilehle umístěného izolačního tělesa na volných koncích spolu spojených prvků vedení,

c) provádí se oblévání jednoho nebo více odkrytých stínících obalů a/nebo jednoho nebo více stínících plášťů a případně mezilehle umístěného izolačního tělesa tekutým kovem pro vytvoření stínícího pláště.

Nanášení případného mezilehle umístěného izolačního tělesa lze přitom provádět v závislosti na materiálu injekčním vstřikováním mezilehle umístěného izolačního tělesa in sítu nebo mezilehle umístěné izolační těleso lze použít jako již prefabrikovaný díl.

Když má stíněný elektrický konektor spolu spojit dvě stíněná vedení, tak se stínící obaly a prvky vedení na konci obou vedení uvolní, volné konce prvků vedení se spolu spojí a mezilehle umístěné izolační těleso se dá na volné konce spolu spojených prvků vedení. Následně se mezilehle umístěné izolační těleso a uvolněné stínící obaly oblijí tekutým kovem k vytvoření stínícího pláště. Tímto způsobem vznikne konektor s nízkým elektrickým přechodovým odporem mezi stínícími obaly spolu propojovaných vedení a stínícím pláštěm konektoru. Tento nízký

-4CZ 33674 U1 elektrický přechodový odpor slibuje, že zůstane trvale nízký, a to i při robustní manipulaci s konektorem.

Při výrobě elektrického stíněného zástrčkového konektoru, u kterého se prvky vedení u stíněného vedení připojují ke kontaktním prvkům konektoru, se stínící obal a prvky vedení uvolňují na konci stíněných vedení, kontaktní prvky zástrčkového konektoru se umístí na koncích prvků vedení stíněných vedení a vložením do izolujícího pláště konektoru se kontaktní prvky izolují od sebe navzájem. Mezi izolujícím pláštěm konektoru a místem, ve kterém byly prvky vedení zbaveny společného izolačního pláště, tj. na nadále volných nebo jednotlivě izolovaných prvcích vedení, se nanese mezilehle umístěné izolační těleso, např. obstříknutím tepelně odolnou syntetickou hmotou. Výhodně se použije syntetická hmota, která má teplotní odolnost až do rozmezí přibližně 180 °C až 230 °C. Následně se mezilehle umístěné izolační těleso a uvolněný stínící obal vedení oblijí tekutým kovem, aby se vytvořil stínící plášť. Tímto způsobem se vyrábět zástrčkový konektor s jednoduchou, robustní konstrukcí, u kterého je elektrický přechodový odpor mezi stínícím obalem přívodního vedení a stínícím pláštěm zástrčkového konektoru nízký a slibuje, že zůstane nízký také během životnosti zástrčkového konektoru.

V jednom provedení konektoru jako vícenásobného rozvaděče se v závislosti na tom, zdali má být vícenásobný rozvaděč přímo spojen s jedním nebo více vedeními, nebo zdali má být vícenásobný rozvaděč opatřen jedním nebo více samostatnými zástrčkovými konektory, se stínící obal a prvky vedení na konci připojovaného vedení nebo připojovaných vedení uvolní a/nebo se dají k dispozici zástrčkové konektory s příslušným stínícím krytem a příslušnými prvky vedení. Následně se prvky vedení spojí s tělesem rozvaděče. Poté se mezilehle umístěné izolační těleso nanese na uvolněné prvky vedení a kolem tělesa rozvaděče, např. obstříknutím syntetickou hmotou. Následně se oblije mezilehle umístěné izolační těleso a každý uvolněný stínící obal a/nebo okrajová oblast stínícího krytu v případě zástrčkového konektoru tekutým kovem pro vytvoření stínícího pláště. Technické řešení tím umožňuje velkou variabilitu konstrukce elektricky stíněných vícenásobných rozvaděčů.

Ve způsobu podle technického řešení se mohou provést pájené spoje mezi stínícím pláštěm a stínícím obalem vytvořeny částečným roztavením na daném stínícím obalu. Takové pájené spoje vznikají při odlévání kovu stínícího pláště, když se splnily příslušné přípravy na příslušném stínícím obalu, například když se používá drátové opletení jako stínící obal.

V následujícím se blíže objasňuje technické řešení pomocí příkladů provedení a s odkazem na obrázky, přičemž stejné a podobné prvky jsou částečně opatřeny stejnými vztahovými značkami a znaky různých příkladů provedení mohou být spolu kombinovány.

Objasnění výkresů

Příklady provedení technického řešení se popisují s odkazem na výkresy, přičemž se zobrazuje následující:

obr. 1: dva koaxiální kabely s proto sobě umístěnými odizolovanými vnitřními vodiči a s uvolněnými konci stínících obalů, obr. 2: vnitřní vodiče spojené se spojovacím pouzdrem, obr. 3: spojovací pouzdro opatřené mezilehle umístěným izolačním tělesem, obr. 4: znázorňuje stínící obaly obou koaxiálních kabelů spojené přes stínící plášť, obr. 5: konektor koaxiálního kabelu podle obr. 4 opatřený ochranným pláštěm,

-5 CZ 33674 U1 obr. 6: podélný řez konektorem koaxiálního kabelu z obr. 5, obr. 7: stíněný kabel s krimpovanými kontaktními prvky na odizolovaných koncích drátu, obr. 8: kontaktní prvky zastrčené krytu konektoru, obr. 9: žíly vně krytu konektoru s mezi ně vloženou izolací, obr. 10: konec kabelu zalitý kovovým stínícím pláštěm, který vykazuje prstencovou přírubu, obr. 11: stíněný zástrčkový konektor, obr. 12: zástrčkový konektor podle obr. 11 obklopený ochranným pláštěm, obr. 13: podélný řez zástrčkovým konektorem podle obr. 12, obr. 14: připravený konec kabelu na jednu hlavici zástrčkového konektoru, obr. 15: konec kabelu s hlavicí zástrčkového konektoru vloženou do nástroje pro injekční vstřikování, obr. 16: konec kabelu poblíž hlavice zástrčkového konektoru s mezilehle umístěným izolačním tělesem, obr. 17: hlavice zástrčkového konektoru s obstříknutým koncem kabelu vloženým do nástroje na lití kovu, obr. 18: zástrčkový konektor s kovovým stínícím pláštěm, obr. 19: zástrčkový konektor z obr. 18, který je opatřen ochranným pláštěm, obr. 20: podélný řez výkonovým zástrčkovým konektorem s napojením na ochranné uzemnění, obr. 21: zvětšený podélný řez hlavicí výkonového zástrčkového konektoru v pootočené rovině řezu, obr. 22: prostorové znázornění výkonového zástrčkového konektoru, obr. 23: výkonový zástrčkový konektor v úhlovém provedení, obr. 24: těleso rozvaděče u vícenásobného rozvaděče, obr. 25: těleso rozvaděče s obstříknutým mezilehle umístěným izolačním tělesem, obr. 26: vícenásobný rozvaděč se stínícím pláštěm, obr. 27: vícenásobný rozvaděč z obr. 26 s ochranným pláštěm, obr. 28: podélný řez vícenásobným rozvaděčem podle obr. 27.

Příklady uskutečnění technického řešení

Obrázky 1 až 6 znázorňují vytvoření konektoru koaxiálního kabelu. Koaxiální kabely tvoří první stíněné vedení ]_ a druhé stíněné vedení 2. Každé vedení zahrnuje prvek 11, resp. 21 vedení,

-6CZ 33674 U1 izolaci 12. 22 vedení, stínící obal JO, resp. 20 a izolační plášť 13. resp. 23. Aby se prvky 11. 21 vedení spojily dohromady, používá se kovové spojovací pouzdro 31. které spolu elektricky spojuje oba holé konce prvků 11 a 21 vedení. V prostoru mezi izolacemi 12 a 22 vedení je injekčně vstriknuto mezilehle umístěné izolační těleso 32 z tepelně odolné izolující syntetické hmoty, takže se izolace vedení obou koaxiálních kabelů setkávají zhruba na stejném průměru. Mezera mezi oběma odkrytými izolačními plášti 13 a 23 se uzavírá stínícím pláštěm 30, který elektricky spolu spojuje stínící obaly 10 a 20. Stínící obaly 10, 20 sestávají například z pletiva z kovového drátu, takže se během oblévání dosahuje dobré ukotvení a dobrý elektrický kontaktu se stínícím pláštěm 30. To vede k nízkému elektrickému přechodovému odporu mezi stínícími obaly 10, 20 na jedné straně a stínícím pouzdrem 30 na druhé straně. Stínící plášť 30 tedy sestává z kovového tělesa odlitého in sítu, které se vyrábí pomocí nástroje na lití kovů. Odpovídající nástroj na lití kovů je znázorněn na obr. 17. Popřípadě se in sítu odlitý stínící plášť 30 vyrábí technikou horkého kanálu bez vtoků, jako je to popsáno např. v DE 102012009790, který se tím se zahrnuje formou odkazu.

V podobě podle obr. 4 je konektor koaxiálního kabelu použitelný sám o sobě. Obvykle se však ještě klade ochranný plášť 33 kolem stínícího pláště 30 štítu a přilehlých konců vedení j_ a 2. Tím se získá komerční podoba konektoru 3. Stíněné spojení mezi oběma vedeními 1 a 2 je tím kompletní.

Obrázky 7 až 13 znázorňují vytvoření zástrčkového konektoru, který napojuje stíněné vedení 1 na kontaktní prvky 34 zástrčkového konektoru. Stíněné vedení 1 jako kabel obsahuje jeden nebo více prvků 11 vedení, izolaci 12 vedení, stínící obal 10 a izolační plášť 13 kolem dokola. Jak je to patrné z obr. 7, je přední konec vedení 1 odizolován, takže holé konce prvků 11 vedení, na které nakrimpují kontaktní prvky 34, vyčnívají z izolace 12 vedení a také stínící obal 10 a izolační plášť 13 byly na předním konci vedení J. zkráceny řezem v místě 14. Dále byl izolační plášť 13 zkrácen řezem v místě 15 až k dosažení stínícího obalu 10 a okrajová část 16 izolačního pláště byla posunuta dopředu ve směru konce vedení, aby se dala volně položit axiálně oboustranně ohraničená stínící prstencová oblast 101. Dále je převlečná matice 351 posunuta jako součást spojovací poloviny 35 na konec vedení J_, až dosáhne na neporušený izolační plášť 13.

Konce prvků 11 vedení se nyní navíc posouvají nakrimpovanými kontaktními prvky 34 do otvorů izolujícího krytu 36 konektoru, načež vznikne stav znázorněný na obr. 8. Jak je to patrné, existuje volná oblast 17 krytem 36 konektoru a okrajovou části 16 izolujícího pláště, ve které se nalézají jednotlivé prvky 11 vedení, opatřené izolací 12 vedení, jak je znázorněno na obr. 8. Tato volná zbývající oblast 17 se injekčním vstřikováním uzavře izolující syntetickou hmotou, např. hmotou Macromelt, aby se vytvořilo mezilehle umístěné izolační těleso 32, jak je to znázorněno na obr. 9.

Vycházeje ze stavu znázorněného na obr. 9 se stínící plášť 30 vyrábí z tekutého kovu oblitím mezilehle umístěného izolačního tělesa 32 a stínícího obalu 10 v prstencovité oblasti 101. Takto in sítu odlitý stínící plášť 30 sahá také částečně kolem izolujícího krytu 36 konektoru a tvoří tam prstencovou přírubu 301. Zachycená převlečná matice 351 může být nyní posunuta přes stínící plášť 30 až na doraz na prstencovou přírubu 301. jak je znázorněno na obr. 11. To představuje použitelný stav zástrčkového konektoru. Aby se dosáhlo komerčně běžné podoby provedení, ještě se injekčně vystříkne ochranný plášť 33 přes stínící plášť 30. přičemž konektor nabude vzhledu podle obr. 12 a 13.

Výroba dalšího zástrčkového konektoru 4 je vysvětlována podle obr. 14 až 19. Nejprve se hlavice zástrčkového konektoru 4 napojí na konec prvků 11 vedení u vedení E Za tímto účelem byly prvky 11 vedení a stínící obal 10 uvolněny v stínící prstencové oblasti 101 tak, jak to bylo popsáno s odkazem na obr. 7.

Hlavice zástrčkového konektoru 4 vykazuje převlečnou matici 451. která je součástí poloviny spojky, která spolupracuje s protilehlým zástrčkovým konektorem (není znázorněn), aby byl zástrčkový konektor 4 párově spojen s protilehlým zástrčkovým konektorem. Je patrný

-7CZ 33674 U1 převlečnou maticí 451 zakrytý přední konec elektricky izolujícího krytu 46 konektoru, ve kterém jsou uspořádány kontaktní prvky, které jsou spojeny s holými konci prvků 11 vedení. Hlavice zástrčkového konektoru 4 zahrnuje ještě kovový spojovací díl 41, který vyčnívá na zadním konci hlavice zástrčkového konektoru a rozprostírá se dopředu a kolem elektricky izolujícího krytu 46 konektoru, aby se u spojky s protilehlým zástrčkovým konektorem zajistilo stínění k němu.

Na obr. 15 je znázorněna otevřená forma 5 pro injekční vstřikování, která vykazuje dutinu pro uložení kompozitu z hlavice zástrčkového konektoru 4 a vedení L Kovový spojovací díl 41 vykazuje první utěsňovací oblast 411. která definuje licí dutinu 50 společně s okrajovou částí 16 izolačního pláště. Do této licí dutiny 50 vede vstřikovací kanál 51, kterým je vstřikována elektricky izolující syntetická hmota, který obklopuje prvky 11 vedení. Po ochlazení se vytvoří mezilehle umístěné izolační těleso 32 tak, jak je to znázorněno na obr. 16.

Surový zástrčkový konektor podle obr. 16 se vkládá do dutiny kovového odlévacího nástroje 6 (obr. 17), přičemž licí dutina 60 je definována mezi izolačním pláštěm 13 vedení 1 a druhou utěsňovací prstencovou oblastí 412. Do této licí dutiny 60 vedou vstřikovací kanály 61 a 62. kterými se dovnitř přivádí tekutý kov kovové slitiny, např. cínová pájka. Po ochlazení se vytvoří ze ztuhlé kovové slitiny stínící plášť 30, který obklopuje mezilehle umístěné izolační těleso 32, okrajovou část 16 izolačního pláště a stínící obal 10 ve stínící prstencové oblasti 101. Pokud odlitek není odlit bez nálitků, tak se eventuálně tyto vzniklé nálitky odstraní, načež se obdrží sám osobě použitelný zástrčkový konektor, jak je to znázorněno na obr. 18. Komerčně obvyklé stíněné zástrčkové konektory však vykazují ještě ochranný plášť 33 kolem stínícího pláště 30 tak, jak je to znázorněno na obr. 19 a 20.

Za účelem výroby takového komerčně dostupného zástrčkového konektoru se sám o sobě použitelný zástrčkový konektor vloží do licí dutiny dalšího, neznázoměného nástroje pro injekční vstřikování tak, aby byl vstřikovací nástroj utěsněn jednak na utěsňovací prstencové oblasti 412, ale také na neovlivněné části izolačního pláště 13 mimo stínícího pláště 30. Poté se zástrčkový konektor z obr. 18 obstříkne mezi utěsňující prstencovou oblastí 412 a neovlivněnou oblastí izolačního pláště 13 izolující syntetickou hmotou, čímž vznikne ochranný plášť 33, který obklopuje stínící plášť 30 a obdrží se obvyklý komerční zástrčkový konektor podle obr. 19.

Popsané pracovní kroky lze provádět zcela automaticky. Rozdělením na jednotlivé kroky a provedením těchto kroků podél výrobní linky, která může být také vytvořena jako kruhová deska, je možná rychlá výroba. Celý čas cyklu může být přitom kratší, než kdyby byl zástrčkový konektor vyráběn jediným, ale pak tlustostěnným obstříknutím. Když se obstříknutí izolující syntetickou hmotou a oblití roztaveným kovem provádí současně pro tři po sobě následující zástrčkové konektory, je doba cyklu v přepočtu na jeden kus zástrčkového konektoru určována nejdelší dobou cyklu ve výrobním procesu. Je třeba poznamenat, že oblití kovem má velmi krátkou dobu cyklu.

Obrázky 20 a 21 znázorňují podélný řez výkonovým zástrčkovým konektorem s napojením ochranného uzemnění (PE-napojením) stínícího pláště 30. Jak to z toho vyplývá, jsou holé konce 110 prvků 11 vedení spojeny mechanicky, a tím také elektricky s kontaktními prvky 44, například letováním, smáčknutím nebo krimpováním. Hlavice zástrčkového konektoru 4 vykazuje elektricky izolovaný kryt 46 konektoru, skrz jehož axiální otvory jsou prostrčeny přední konce kontaktních prvků 44. Kolem krytu 46 konektoru se rozprostírá trubkovitý kovový spojovací díl 41, který je opatřen zabírajícími výstupky 413 pro držení kovových poloskořepin 42. které spolu se sroubeními 420 tvoří část poloviny 45 spojky zástrčkového konektoru 4. Poloskořepiny 42, které jsou například dvě, jsou přidržovány převlečným kroužkem 43 na kovovém spojovacím dílu 41 a izolujícím krytu 46 konektoru přitlačovací silou. Kovový spojovací díl 41 apoloskořepiny 42 tvoří kolem příslušného konektoru 4 stínící kryt 40. který vykazuje zadní prstencovou oblast 401. na které je stínícím pláštěm 30 na základě odlévání kovu in sítu stínícího pláště vnitřně spojen.

- 8 CZ 33674 U1

Výkonový zástrčkový konektor podle obr. 20 a 21 se vyrábí podobně jako ten, který byl popsán pomocí obr. 14 až 19. Konec vedení 1 se opatřuje stínící prstencovou oblastí 101 pro odkrytí stínícího obalu 10 na hlavici zástrčkového konektoru 4 se nalézá kovový spojovací díl 41, který společně s poloskořepinami 42 představuje stínění na celé hlavici zástrčkového konektoru. Stínění na zástrčkovém konektoru 4 je provedeno pomocí stínícího pláště 30. který se vyrábí odléváním kovu in sítu způsobem popsaným podle obr. 14 až 19.

Kontaktní prvek 440 (obr. 20) vede ochranné uzemnění (PE) a je spojen přes odbočení 303. které je odlito přímo spolu s in sítu odlitým stínícím pláštěm 30. Mezilehle umístěné izolační těleso 32 sestává v tomto příkladu z elektricky izolujícího a tepelně špatně vodivého materiálu, aby se prvky 11 vedení při výrobě stínícího pláště 30 odléváním kovu chránily proti teplu působícímu z roztaveného kovu.

Obrázky 22 a 23 znázorňují výkonový zástrčkový konektor, který může být vnitřně konstruován podobným způsobem jako zástrčkový konektor z obrázků 20 a 21, avšak mezilehle umístěné izolační těleso 32 sestává z elektricky izolujícího, ale dobrého tepelně vodivého materiálu, aby se za provozu dalo lépe odvádět odpadní teplo z výkonového zástrčkového konektoru. Pomocí syntetických hmot s plnivem lze dosáhnout tepelné vodivosti 0,2 W/mK až téměř 10 W/mK za dobré elektrické izolace. Mezilehle umístěné izolační těleso 32 může ale také sestávat z prefabrikovaného keramického konstrukčního dílu, který může vykazovat ještě vyšší tepelnou vodivost. Stínící pouzdro 30 je zde dále opatřeno chladicími žebry 302, aby se ještě lépe odvádělo teplo z vnitřku výkonového zástrčkového konektoru směrem ven.

Na příkladu výkonového zástrčkového konektoru z obr. 23 se ukazuje, že takový konektor může být také zkonstruován jako úhlový zástrčkový konektor. To se však týká i ostatních popsaných konstrukčních typů. V podstatě jsou pro to potřeba jen přizpůsobené nástroje na injekční vstřikování, resp. nástroje na odlévání kovu, které jsou opatřeny odlévací dutinou pro tvar do úhlu.

Datový zástrčkový konektor se vyrábí podle toho, přičemž pro mezilehle umístěné izolační těleso 32 se může používat syntetická hmota, která má nízkou tepelnou vodivost, protože za provozu postačuje odvádět méně tepla. To má naproti tomu tu výhodu, že při in sítu odlévání stínícího pláště 30 jsou prvky 11, 21 vedení ještě lépe chráněny před působením tepla.

Obrázky 24 až 28 znázorňují stíněný vícenásobný rozvaděč, který představuje konektor pro spojování většího počtu stíněných zástrčkových konektorů 7 dohromady. Spojování jednotlivých zástrčkových konektorů 7 se provádí prostřednictvím tělesa 8 rozvaděče. Toto těleso 8 rozvaděče obsahuje dvě desky 81 a 82 plošných spojů s rozdělovacími vedeními mezi napojovacími místy 83. 84 a 85. Napoj ovací místa 85 jsou spolu spojeny přes příčná spojovací vedení 86.

Zástrčkové konektory 7 zahrnují kovový spojovací díl, který tvoří vnější stínící kryt 70 (obr. 28) a který slouží ke spojování s komplementárním protilehlým zástrčkovým konektorem. Uvnitř stínícího krytu 70 je umístěn elektricky izolující kryt 76 konektoru, aby uchovával kontaktní prvky 74. Kontaktní prvky 74 jsou napojeny na přidružená napojovací místa 83 nebo 84 na tělesu 8 rozvaděče a vykazují prodloužení, která tvoří prvky 71 vedení. Vycházeje ze stavu na obr. 24 se mezilehle umístěné izolační těleso 32 injekčně vstřikuje kolem prvků 71 vedení a tělesa 8 rozvaděče, takže je dosaženo stavu podle obr. 25. Kolem mezilehle umístěného izolačního tělesa 32 se následně odlévá stínící plášť 30 (obr. 26), což se také provádí jako odlévání kovového tělesa in sítu, který zuby zapadá do stínícího krytu 70 zástrčkového konektoru 7 (obr. 28), a tím způsobuje obzvláště malý přechodový odpor mezi díly 70 a 30. Stínící plášť 30 obklopuje bez mezer mezilehle umístěné izolační těleso 32 a poskytuje tak dobré stínění souhrnu konektorů také v oblasti tělesa 8 rozvaděče.

Aby se konektoru dodal obvyklý komerční vzhled, položí se ještě injekčním vstřikováním ochranný plášť 33 kolem stínícího pláště 30. Takto dokončený zástrčkový konektor je znázorněn

-9CZ 33674 U1 na obr. 27.

Konektor podle obr. 27, vytvořený jako vícenásobný rozvaděč, může být také upraven tak, aby obsahoval jeden nebo více stíněných vedení bez všech zástrčkových konektorů 7. Jinými slovy, jeden, některé nebo všechny zástrčkové konektory 7 mohou být nahrazeny přímo napojenými stíněnými vedeními 1 nebo 2. V tomto případě jsou prvky 11, 21 vedení příslušných vedení ve smyslu prvků 71 vedení napojeny na těleso 8 rozvaděče. Poté se mezilehle umístěné izolační těleso 32 vyrobí obstříknutím injekčním vstřikováním a mezilehle umístěné izolační těleso 32 se oblije stínícím pláštěm 30 z kovu a současně se vytvoří elektrické spojení ke stínícímu obalu 10, 20 příslušného napojeného vedení 2. Poté se - pokud je to žádoucí - připevní ochranný plášť 33.

Pro účely technického řešení jsou použitelné různé kovy a kovové slitiny s nízkou teplotou tavení, zejména kovové pájky. Je možné použít všechny cínové pájky obsahující olovo, všechny bezolovnaté cínové pájky, také pájky typu Sn-Bi s teplotou tavení kolem 130 °C, jakož i stříbrné pájky. Stínící obal 10 příslušných vedení nebo spojovací díl 41 příslušně vytvarovaného konektoru mohou být pocínovány, což je potřebné k spojování se stínícím pláštěm 30 štítu, zejména pokud ten sestává z cínové pájky, takže se roztavením spojí se stínícím pláštěm 30. Také je možné poniklování zmíněných dílů. Zmíněné díly mohou ale také sestávat z holé nerezavějící oceli. Stínící pláště mohou být také provedeny jako stínící pletenina s holými měděnými dráty.

Pro stabilitu spojení mezi spojovacím dílem 41 na jedné straně a stínícím pláštěm 30 na druhé straně, resp. mezi stínícím obalem 10 a stínícím pláštěm 30 je výhodné, když existují tenká žebra a tenké stínící drátky, které se mohou silně zahřát při oblití kovem, takže když jsou tyto tenké díly pocínovány, tak se povrch těchto tenkých dílů lokálně dobře nataví a dojde tam k dobrému sletování. To má za následek obzvláště nízký elektrický přechodový odpor.

U provedených testů má zástrčkový konektor podle technického řešení přechodový odpor v oblasti miliohmů. Tento velmi nízký přechodový odpor zůstal nezměněn i u provedených velikých střídáních teplot.

Další pozoruhodnou vlastností konektoru podle technického řešení je vytvoření stínícího pláště 30 jako zcela uzavřené jednotky, když se odhlédne od axiálních otvorů pro přívodní vedení nebo pro jednotlivé zástrčkové konektory. Na těchto otvorech je napojeno stínění příslušného napojeného vedení, resp. hlavice zástrčkového konektoru a dokončuje se tím stínění v rozsahu 360°, tj. kolem dokola. Jinými slovy je stínící plášť 30 podle toho přednostně v rozsahu spojení radiálně úplný a je zcela uzavřen. Stínící plášť 30 podle toho tvoří zejména kovový obal, který je uzavřen kolem celého obvodu stíněného spojení.

Další možné obměny

Mezilehle umístěné izolační těleso 32 slouží k ochraně a/nebo izolaci prvků vedení (žil vedení v případě kabelu nebo zadních konců kontaktních prvků v případě zástrčkového konektoru) a může být vyrobeno jiným způsobem než obstříknutím prvků vedení izolující syntetickou hmotou. Je možno opatřit těsnění, smršťovací hadice, kryt ze syntetické hmoty a lepicí hmoty nebo prefabrikované díly ktomu, aby se prvky vedení chránily vůči tekutému kovu, když se vyrábí stínící plášť 30.

U mnohé formy provedení mezilehle umístěného izolačního tělesa 32 je možné nechat stínící obal 10 přečnívat přes plochu 14 řezu, aby se stínící plášť 30 na tomto přečnívajícím konci stínícího obalu 10 elektricky napojil oblitím tekutým kovem.

Výroba mezilehle umístěného izolačního tělesa 32 se dá také provést nízkotlakým způsobem, což umožňuje utěsnění přímo na prvcích 11 vedení nebo na stínícím obalu 10.

- 10 CZ 33674 U1

Ochranný plášť 33 nemusí být nutně vyroben obstříknutím syntetickou hmotou. Může to být také předem vyrobený konstrukční díl, třeba průchodka, která je použita jako ochranný plášť 33.

Odborníkovi v oboru bude zřejmé, že výše popsaná provedení je třeba chápat jako příklady a že se toto technické řešení není omezeno jen na ně, nýbrž že se může mnoha způsoby obměňovat, aniž by došlo k vychýlení se mimo rozsah nároků. Rovněž je patrné, že znaky, nezávisle na tom, zda jsou uvedeny v popisu, nárocích, obrázcích nebo jinak, definují také jednotlivě podstatné znaky technického řešení, i když jsou popsány společně s jinými znaky.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Stíněný elektrický konektor pro spojování nebo rozvádění stíněných elektrických vedení nebo zástrčkových konektorů mezi sebou, vyznačující se tím, že zahrnuje:

jeden nebo více prvků (11, 21, 71) vedení, které patří k nejméně jednomu vedení (1, 2) nebo nejméně k jednomu zástrčkovému konektoru (4, 7), jeden nebo více stínících obalů (10, 20) nebo stínících krytů (40, 70), které přísluší k nejméně jednomu vedení (1, 2) nebo nejméně jednomu zástrčkovému konektoru (4, 7), stínící plášť (30), který spolu spojuje buď více stínících obalů (10, 20), nebo nejméně jeden stínící obal (10) s nejméně jedním stínícím krytem (40), nebo více stínících krytů (70) mezi sebou, nebo tvoří část stínícího krytu, přičemž stínící plášť (30) sestává z odlitého kovového tělesa, které je odlito in sítu na prstencové oblasti (101, 201, 401, 701) jednoho nebo více stínících obalů (10, 20), nebo jednoho nebo více stínících krytů (40, 70), a tam poskytuje ukotvení s malým elektrickým přechodovým odporem a způsobuje úplné odstínění konektoru.
2. Konektor podle nároku 1, vyznačující se tím, že stínící plášť (30) je odlitek in sítu nejméně částečně na a kolem mezilehle umístěného izolačního tělesa (32) z tepelně odolného, elektricky izolujícího materiálu, přičemž mezilehle umístěné izolační těleso (32) chrání prvky vedení (11, 21, 71) při úkonu lití stínícího pláště (30).
3. Konektor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je vytvořený jako zástrčkový konektor (4) k paralelnímu spojování s protilehlým zástrčkovým konektorem, přičemž kontaktní prvky (34, 44) zástrčkového konektoru (4) tvoří jeho prvky vedení, aje opatřen elektricky izolující konektorový kryt (36, 46), ve kterém jsou drženy kontaktní prvky, přičemž je dále na zástrčkovém konektoru (4) vytvořena polovina (45) spojky, která působí jako elektrické stínící spojení k protilehlému zástrčkovému konektoru.
4. Konektor podle nároku 3, vyznačující se tím, že stínící kryt (40) vykazuje kovový spojovací díl (41) a kovové poloskořepiny (42), které jsou upevněny na izolujícím krytu (46) konektoru pomocí převlečného kroužku (43) a tvoří část poloviny (45) spojky.
5. Konektor podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jeden z prvků (110) vedení vede ochranné uzemnění (PE) a stínící kryt (40) je napojen odlitou odbočkou (303) elektricky na ochranné uzemnění (PE).
6. Konektor podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že zástrčkový konektor (4) je

- 11 CZ 33674 U1 vytvořen jako datový zástrčkový konektor a vykazuje více prvků (11) vedení, které jsou obklopeny mezilehle umístěným izolačním tělesem (32), které vykazuje elektricky izolující a teplo špatně vodicí materiál.
7. Konektor podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že zástrčkový konektor (4) je vytvořen jako výkonový zástrčkový konektor a vykazuje více prvků vedení, které jsou obklopeny mezilehle umístěným izolačním tělesem (32), které je elektricky izolující, jakož i vykazuje tepelně dobře vodicí materiál a je in sítu odlitý na a kolem stínícího pláště (30) s chladicími žebry (302).
8. Konektor podle některého z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že je vytvořený jako vícenásobný rozvaděč pro jedno nebo více stíněných vedení a/nebo projeden nebo více stíněných zástrčkových konektorů (7), zahrnujících:

těleso (8) rozvaděče s více napojovacími místy (83, 84) pro prvky (11, 21, 71) vedení, které patří buď k jednomu nebo více vedením, nebo kjednomu nebo více zástrčkovým konektorům (7), mezilehle umístěné izolační těleso (32), které obklopuje těleso (8) rozvaděče a hraničící prvky (11, 21, 71) vedení, přičemž stínící plášť (30) obklopuje mezilehle umístěné izolační těleso (32), jakož i je odlit in sítu buď na prstencovou oblast stínících obalů stíněných vedení a/nebo na okrajové oblasti (701) stínících krytů (70) zástrčkových konektorů (7).
9. Konektor podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že stínící plášť (30) je obklopen elektricky izolujícím ochranným pláštěm (33).
10. Konektor podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že stínící plášť (30) sestává z kovové slitiny stavící se při nízké teplotě.
11. Konektor podle nároku 10, vyznačující se tím, že kovovou slitinou je cínová pájka.