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Die
Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein derartiges Steckverbindungsteil
für den
Einsatz im Bereich mit extremen Umweltanforderungen, beispielsweise
bei Ölbohrplattformen
als Teil einer Steckverbindungfür
Versorgungskabel, Netzwerkkabel, beispielsweise Unterwasserkabel,
die zwei Leitungen mit helixartig verdrillten Adern aufweisen. Derartige
Kabel werden beispielsweise als Netzwerkkabel für das Ethernet verwendet und
weisen üblicherweise
zwei Leitungen mit jeweils zwei Adern, also mit insgesamt vier Adern
auf.
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Bei
derartigen Kabeln wird die Abschirmung üblicherweise an dem Anschlussteil
bzw, der Schraube oder Mutter des Steckverbinderteils befestigt.
Dadurch ergeben sich unerwünschte
Störungen
und eine Anfälligkeit,
insbesondere bei den harten Bedingungen im Off-shorebereich, die
mit hohen Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und Verschmutzung, Öl, usw.
einhergehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steckverbinderteil gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 anzugeben, das ins besondere für Bereiche mit extremen Umweltanforderungen
gut geeignet ist und eine sichere und zuverlässige Verbindung zwischen Kabeln
bietet.
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Gemäß einer
Ausführung
der Erfindung umfasst ein Steckverbinderteil ein Gehäuse und
einen Kontaktträger
zum Anschluss an ein Kabel mit mindestens einer Leitung, die ein
Schirmgeflecht und zumindest zwei Adern aufweist, wobei für die mindestens
eine Leitung ein Kontaktelementträger und eine Abschirmhülse vorgesehen
sind, wobei die Abschirmhülse
den Kontaktelementträger
umschließt, die
Abschirmhülse
in dem Kontaktträger
angeordnet ist und die Abschirmhülse
mit dem Schirmgeflecht elektrisch leitend verbindbar ist.
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Dadurch
ergibt sich der Vorteil, dass die Abschirmung der Leitung gegenüber dem
Gehäuse
und einem eventuellen Anschlussteil zum Anschluss an einen entsprechendes
Gegensteckerteil isoliert werden kann, wodurch sich eine bessere
Sicherheit gegenüber
einstreuenden Störungen
ergibt. Außerdem läßt sich
die Beanspruchbarkeit des Steckverbindungsteil erhöhen.
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Vorzugsweise
ist das Steckverbinderteil zum Anschluss an ein Kabel mit zumindest
zwei oder mehr Leitungen ausgelegt, die jeweils ein Schirmgeflecht
und jeweils zumindest zwei Adern aufweisen, wobei für die zumindest
zwei Leitungen jeweils ein Kontaktelementträger und eine Abschirmhülse vorgesehen
sind, wobei die jeweilige Abschirmhülse den jeweiligen Kontaktelementträger umschließt, die
jeweilige Abschirmhülse
in dem jeweiligen Kontaktträger
angeordnet ist und die jeweilige Abschirmhülse mit dem jeweiligen Schirmgeflecht
der jeweiligen Leitung elektrisch leitend verbindbar ist. Es ergibt
sich der Vorteil, dass die Schirmgeflechte der Leitungen vollkommen
voneinander getrennt sind. Sie können als
eine durchgehende Abschirmung getrennt voneinander durch den gesamten
Steckverbinder geführt
werden, wenn das Gegensteckerteil entsprechend ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß kann (können) die
Abschirmhülse(n)
einteilig ausgebildet sein. Alternativ kann (können) die Abschirmhülse(n) mehrteilig,
vorzugsweise zweiteilig ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß können der
Kontaktträger und
das Gehäuse
einstückig
ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß können der
Kontaktträger und
das Gehäuse
als separate Bauteile ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß kann ein
Dichtelement zur Abdichtung des Gehäuses gegenüber dem Aussenmantel des Kabels
vorgesehen sein, wobei das Dichtelement vorzugsweise eine auf das
kabelseitige Ende des Gehäuses
aufschraubbare Mutter ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Kabel auch
umspritzt werden. Der durch den Umspritzvorgang gebildete feste
Körper
kann dabei das Gehäuse
bilden. Wegen der durch das Umspritzen entstehenden festen Verbindung
zwischen Körper
(Gehäuse)
und Kabel ist das Vorsehen eines Dichtelements nicht unbedingt erforderlich.
Die Abdichtmutter kann daher entfallen.
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Erfindungsgemäß kann in
dem bzw. in jedem Kontaktelementträger eine der Zahl der Adern
entsprechende Anzahl an Kontaktelementen vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann das
Steckverbinderteil ein Steckerteil sein und können die Kontaktelemente derart
ausgebildet sein, dass an ihrer Außenfläche ein Kontakt mit einem entsprechenden
Gegenkontaktelement ausbildbar ist.
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Erfindungsgemäß kann das
Steckverbinderteil ein Gegensteckerteil sein und können die
Kontaktelemente derart ausgebildet sein, dass ein Kontakt an ihrer
Innenfläche
mit einem entsprechenden Gegenkontaktelement ausbildbar ist.
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Erfindungsgemäß können die
Kontaktelemente Zwitterkontaktelemente sein.
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Erfindungsgemäß kann ein
Anschlussteil zum Anschluss des Steckverbinderteils an ein Gegenstückverbinderteil
vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann das
Anschlussteil eine Schraube mit einem Außengewinde zum Anschluss an
ein Gegenanschlussteil (Mutter) mit einem Innengewinde sein.
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Erfindungsgemäß kann das
Anschlussteil eine Mutter mit einem Innengewinde zum Anschluss an
ein Gegenanschlussteil (Schraube) mit einem Außengewinde sein.
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Erfindungsgemäß kann das
Anschlussteil, vorzugsweise in einem Gleitring, drehbar auf dem Kontaktträger gelagert
sein.
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Erfindungsgemäß kann eine
Dichtung zur Abdichtung des Kontaktträgers gegenüber dem Gehäuse vorgesehen sein, wobei
die Dichtung vorzugsweise ein O-Ring ist.
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Erfindungsgemäß kann ein
Dichtungselement in dem Anschlussteil zur Abdichtung mit einem Gegenanschlussteil
vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann ein
Dichtungselement zur Abdichtung eines Kontaktelementträgers gegenüber dem
Kontaktträger
bzw. können
mehrere Dichtungselemente zur Abdichtung der Kontaktelementträger gegenüber dem
Kontaktträger
vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann ein
Dichtungselement zur Abdichtung der Abschirmhülse(n) gegenüber dem
(den) Kontaktelementräger(n)
vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann ein
Dichtungselement bzw. Dichtungselemente zur Abdichtung der Abschirmhülse(n) gegenüber dem
Kontaktträger
vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß kann das
Schirmgeflecht der Leitungen) mit der bzw. mit jeweils einer Abschirmhülse mittels
einer Crimphülse
verbindbar sein.
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Erfindungsgemäß kann (können) die
Abschirmhülse
(die Abschirmhülsen)
gegenüber
dem Anschlussteil elektrisch isoliert sein.
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Die
Erfindung betrifft auch ein konfektioniertes Kabel mit einem erfindungsgemäßen Steckverbinderteil
bzw. einem mit erfindungsgemäßen Steckverbinderteilen
und/oder erfindungsgemäßen konfektionierten
Kabeln.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispiele
näher beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische teilweise aufgeschnittene Darstellung eines
zusammengebauten Steckverbinders mit zwei Steckverbinderteilen gemäß einer
Ausführung
der Erfindung.
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1A zeigt
eine teilweise geschnittene Teilansicht des Steckverbinders von 1.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders von 1.
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3 zeigt
eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines konfektionierten
Kabels mit einem Steckerteil gemäß einer
Ausführung
der Erfindung.
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4 zeigt
eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Gegensteckerteils
gemäß einer
Ausführung
der Erfindung.
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Die 5A bis 5C zeigen
ein Verfahren zur Herstellung des Steckerteils gemäß 3.
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Die 6A bis 6C zeigen
die Schritte des Herstellungsverfahrens des Gegensteckerteils gemäß 4.
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In
der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
werden folgende Bezugszeichen verwendet:
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- 10
- Steckerteil
- 11
- Gehäuse
- 12
- Kontaktträger
- 13
- Schraube
(Anschlussteil)
- 14
- Aussengewinde
- 15
- Dichtungselement
(O-Ring)
- 16
- Kabel
- 17
- Mutter
(Dichtungsmutter)
- 18
- Gleitring
- 20
- Leitung
- 21
- Mantel
- 22
- Crimphülse
- 23
- Abschirmhülse
- 231
- Codierungsschlitz
- 24
- Kontaktelementträger
- 241
- Codierungssteg
- 25
- Kontaktelement
- 26
- Ader
- 27
- Ader
- 30
- Gegensteckerteil
- 31
- Gehäuse
- 32
- Kontaktträger
- 33
- Mutter
(Anschlussteil)
- 34
- Innengewinde
- 35
- Dichtungselement
(O-Ring)
- 36
- Kabel
- 37
- Mutter
(Dichtungsmutter)
- 38
- Gleitring
- 40
- Leitung
- 41
- Mantel
- 42
- Crimphülse
- 43
- Abschirmhülse
- 431
- Codierschlitz
- 44
- Kontaktelementträger
- 441
- Codierungssteg
- 45
- Kontaktelement
- 46
- Ader
- 47
- Ader
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1 zeigt
eine Steckverbindung mit zwei konfektionierten Kabeln, an denen
Steckverbinderteile gemäß der Erfindung
angeordnet sind. Die Steckverbindung ist für den Einsatz in Bereichen
mit extremen Umweltanforderungen, beispielsweise bei Ölbohrplattformen
für Versorgungskabel,
Netzwerkkabel, beispielsweise Unterwasserkabel, die zwei Leitungen
mit helixartig verdrillten Adern aufweisen, vorgesehen und muss
den dort herrschenden extremen Bedingungen standhalten.
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Die
Steckverbindung weist das in 3 im Detail
gezeigte Steckerteil 10 und das im Detail in 4 gezeigte
Gegensteckerteil 30 auf. Eine Detailansicht im Ausschnitt
ist in
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1A gezeigt.
Das Kabel 16 wird mit dem Kabel 36 über die
Steckverbindung verbunden. Das Kabel 16 und das Kabel 36 weisen
jeweils zwei Leitungen 20 bzw. 40 auf, in denen
jeweils zwei Adern 26, 27 bzw. 46, 47 verdreht
angeordnet sind (das wird beispielsweise beim Ethernet als twisted
pair bezeichnet). Das Steckerteil 10 weist ein Gehäuse 11 auf,
das mit dem Mantel des Kabels 16 über eine Mutter 17 abdichtend
verbunden ist. Das Gehäuse 11 ist
mit einem Kontaktträger 12 verbunden.
Zwischen dem Kontaktträger 12 und
dem Gehäuse 11 ist
ein O-Ring 15 zur Abdichtung vorgesehen. Der Kontakttträger nimmt
einen Gleitring 18 auf, in dem eine Schraube 13 mit
einem Außengewinde
zum Anschluss an ein Gegenanschlussstück drehbar angeordnet ist.
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Das
Gegensteckerteil 30 weist ein Gehäuse 31 auf, das über eine
Mutter 37 mit dem Mantel des Kabels 36 abdichtend
verbunden ist. An der der Mutter 37 gegenüberliegenden
Seite nimmt das Gehäuse 31 einen
Kontaktträger 32 auf,
der gegen das Gehäuse 31 über ein
O-Ring 35 abgedichtet ist. In dem Kontaktträger 32 ist
ein Gleitring 38 angeordnet, in dem eine Mutter 33 drehbar
aufgenommen ist. Die Mutter 33 weist ein Innengewinde 34 zum
Anschluss an das Aussengewinde 14 der Schraube 13 des
Steckerteils 10 auf.
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In
den Kontaktträgern 32 bzw. 12 sind
entsprechende Codierungen vorgesehen, um eine richtige Orientierung
bei dem Zusammenbau des Steckverbinders sicherzustellen.
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Es
ist auch möglich,
dass das Gehäuse 11 mit
dem Kontaktträger 12 einstückig ausgebildet
ist. Ebenso könnte
der Gleitring 18 in den Kontaktträger 12 integriert
sein. Das Gehäuse 11 und
der Kontaktträger 12 sind
vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Die Schraube 13 ist
vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Die Mutter 17 ist
vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Es ist auch möglich, dass
die Mutter 17 und das Gehäuse 11 aus Metall
ausgebildet ist. Die Mutter 37, das Gehäuse 31 und der Kontaktträger 32 sowie
die Mutter 33 können
aus entsprechenden Materialien ausgebildet sein.
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Die
Kabel 16 und 36 sind identisch aufgebaut und werden
im Folgenden anhand des Beispiels von Kabel 16 beschrieben.
Das Kabel 16 weist einen stabilen Aussenmantel auf, in
dem zwei Leitungen 20 angeordnet sind. Die Leitungen 20 weisen
einen isolierenden Aussenmantel 21 auf, in dem eine Abschirmung
in Form eines (nicht dargestellten) Schirmgeflechts angeordnet ist,
das zwei in Form einer Helix gedrillte Adern umgibt (twisted pair).
Die Adern weisen eine leitende Schicht und eine Isolierung auf.
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Das
Steckerteil 10 und das Gegensteckerteil 30 sind
im Wesentlichen gleich aufgebaut und unterscheiden sich im Wesentlichen
nur durch die unterschiedlichen Kontaktelemente 25 bzw. 45,
Kontaktelementträger 24 bzw. 44,
Abschirmhülsen 23 bzw. 43 und
das jeweilige Anschlussteil (Schraube 13 bzw. Mutter 33).
Im Folgenden wird das Steckerteil 10 im Einzelnen genauer
beschrieben. Wegen der Beschreibung des entsprechenden Gegensteckerteils 30 wird
auf die Beschreibung des Steckerteils 10 verwiesen, wobei
die Bezugszeichen der entsprechenden gleichbenannten Teile um 20
erhöht
sind.
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Die
Leitungen 20 erstrecken sich in dem Gehäuse 11 jeweils zu
einer Abschirmhülse 23,
die in dem Kontaktträger 12 angeordnet
sind. Die nicht dargestellte Abschirmung der Leitung 20 ist
jeweils in einer Abschirmhülse 23 über eine
Crimphülse 22 befestigt.
Die Abschirmungen der beiden Leitungen 20 sind nicht miteinander
verbunden und gegenüber dem
Anschlussteil (Schraube 13) elektrisch isoliert. In der
Abschirmhülse 23 ist
jeweils ein Kontaktelementträger 24 angeordnet,
in dem die Adern der Leitung elektrisch voneinander getrennt bzw.
gegeneinander isoliert verlaufen und an dem Anschlussbereich von
Kontaktelementen 25 auf bekannte Weise befestigt sind.
Vorzugsweise wird eine feste Verbindung, beispielsweise durch Löten, Crimpen, Schneidklemmtechnik,
Wickeltechnik und Einpresstechnik ausgebildet. Alternativ könnte auch
eine lösbare
Verbindung, beispielsweise ein Schraubanschluss- oder eine Federklemmverbindung,
ausgebildet sein. Wegen des speziellen Einsatzgebietes mit seinen
extremen Anforderungen werden feste Verbindungen bevorzugt.
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Die
Abschirmung der Leitung 20 kann an der Abschirmhülse 23 über eine
feste Verbindung (beispielsweise Löten, Crimpen, Schneidklemmtechnik, Wickeltechnik
und Einpresstechnik, etc.) bzw. eine lösbare Verbindung (beispielsweise
Schraubanschluss oder Federklemmverbindung) verbunden sein. Der
Kontaktelementträger 24 weist
eine Codierung (Codierungssteg 241) auf, die in einen Codierungsschlitz 231 der
Abschirmhülse 23 aufgenommen
ist, um die richtige Orientierung des Kontaktelementträgers 24 in
der Abschirmhülse 23 und
damit in dem Steckerteil 10 zu gewährleisten. Die Codierung (Codierungssteg 241)
kann über
die Abschirmhülse 23 hinausragen,
und in einen entsprechenden Schlitz (Codierschlitz 431)
der Abschirmhülse 43 des
Gegensteckerteils 30 eingreifen, um beim Verbinden des
Steckerteils 10 mit dem Gegensteckerteil 30 die richtige
Orientierung sicherzustellen. Diese Codierung zur Sicherung der
richtigen Orientierung kann zusätzlich
zu einer in den Kontaktträgern 12, 32 vorgesehenen
Codierung vorgesehen sein. Alternativ kann auch die Codierung in
den Kontaktträgern 12, 32 weggelassen
werden, weil der Eingriff des Codierungsstegs 241 des Kontaktelementträgers 24 in eine
entsprechende Aussparung an der Abschirmhülse 43 ausreichend
ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
wird eine Steckverbindung für
die Verbindung der Kabel 16 und 36 geschaffen,
bei der Abschirmungen von beiden Leitungen 20 getrennt durch
den Steckverbinder ohne Unterbrechung bis zu der entsprechenden
Abschirmung der jeweils entsprechenden Leitung 40 des Kabels 36 geführt werden.
Es werden somit durchgehende und vollständig voneinander getrennte
Abschirmungen durch die Bauteile Abschirmung (Leitung 20),
Abschirmhülse 23,
Abschirmhülse 43 und
Abschirmung (Leitung 40) geschaffen. Dadurch wird eine
Abschirmung der Adern erreicht, die einer Abschirmung in einem nicht durch
einen Steckverbinder unterbrochenen Kabel im Wesentlichen entspricht.
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Im
Folgenden wird anhand der 5A bis 5C die
Herstellung des Steckerteils 10 beschrieben.
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In 5A werden
die Schritte a) bis d), in 5B die
Schritte e) und f) und in 5C die Schritte
g) und h) zur Herstellung eines konfektionierten Kabels mit einem
Steckerteil 10 veranschaulicht:
- a)
Zunächst
wird die Mutter 17 und das Gehäuse 11 auf das Kabel 16 geschoben.
Danach wird der Aussenmantel des Kabels 16 ein Stück entfernt und
Crimphülsen 22 werden
auf die freigelegten Leitungen 20 geschoben. Die Adern 26, 27 der Leitungen 20 werden
freigelegt und abisoliert und an ihren Enden mit dem Anschlussbereich
der Kontaktelemente 25 verbunden. (5A)
- b) Die Kontaktelemente 25 werden in die Kontaktelementträger 24 geschoben.
(5A)
- c) Die Abschirmhülsen 23 werden über die
Kontaktelementträger 24 geschoben.
Vorher wurde die Schirmgeflechte der Leitungen 20 freigelegt und
auf die jeweilige Abschirmhülsen 23 gelegt. (5A)
- d) Die Crimphülsen 22 werden über das
Ende der jeweiligen Abschirmhülse 23 geschoben
und die Abschirmungen werden mit der jeweiligen Abschirmhülse 23 durch
Crimpen der Crimphülsen 22 verbunden.
(5A)
- e) Die Kontaktelementträger 24 werden
in den Kontaktträger 12 geschoben.
Dabei kann eine Codierung (Codierungssteg 241) für die richtige
Orientierung der Kontaktelementträger 24 und damit der
Kontaktelemente 25 in dem Kontaktträger 12 sorgen. Beispielsweise
kann der Codierungssteg 241 über den Codierungsschlitz 231 in
der Abschirmhülse 23 hinausstehen
und in einen entsprechenden Schlitz in dem Kontaktträger 12 eingreifen.
(5B)
- f) Das Gehäuse 11 wird über den
Kontaktträger 12 geschoben.
(5B)
- g) Das Gehäuse 11 wird
an dem Kabel 16 durch Anziehen der Mutter 17 abdichtend
befestigt. (5C)
- h) Die Schraube 13 wird auf den Kontaktträger 12 geschoben.
Beispielsweise kann die Schraube 13 auf bekannte Weise
in dem Gleitring 18 einrasten. (5C)
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Im
Folgenden wird anhand der 6A bis 6C die
Herstellung des entsprechenden Gegensteckerteils 30 beschrieben.
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In 6A werden
die Schritte a) bis d), in 6B die
Schritte e) und f) und in 6C die Schritte
g) und h) zur Herstellung eines konfektionierten Kabels mit einem
Gegensteckerteil 30 veranschaulicht:
- a)
Zunächst
wird die Mutter 37 und das Gehäuse 31 auf das Kabel 36 geschoben.
Danach wird der Aussenmantel des Kabels 36 ein Stück entfernt und
Crimphülsen 42 und
Abschirmhülsen 43 werden
auf die freigelegten Leitungen 40 geschoben. Die Adern 46, 47 der
Leitungen 40 werden freigelegt und abisoliert und an ihren
Enden mit dem Anschlussbereich der Kontaktelemente 45 verbunden.
(6A)
- b) Die Kontaktelemente 45 werden in die Kontaktelementträger 44 geschoben.
(6A)
- c) Die Abschirmhülsen 43 werden über die
Kontaktelementträger 44 geschoben.
Vorher wurden die Schirmgeflechte der Leitungen 40 freigelegt und
auf die jeweiligen Abschirmhülsen 43 gelegt. (6A)
- d) Die Crimphülsen 42 werden über das
Ende der jeweiligen Abschirmhülse 43 geschoben
und die Abschirmungen werden mit der jeweiligen Abschirmhülse 43 durch
Crimpen der Crimphülsen 42 verbunden.
(6A)
- e) Die Kontaktelementträger 44 werden
in den Kontaktträger 32 geschoben.
Dabei kann eine Codierung (Codierungssteg 441) für die richtige
Orientierung der Kontaktelementträger 44 und damit der
Kontaktelemente 45 in dem Kontaktträger 32 sorgen. Beispielsweise
kann der Codierungssteg 441 über den Codierungsschlitz 431 in
der Abschirmhülse 43 hinaus stehen
und in einen entsprechenden Schlitz in dem Kontaktträger 32 eingreifen.
(6B)
- f) Das Gehäuse 31 wird über den
Kontaktträger 32 geschoben.
(6B)
- g) Das Gehäuse 31 wird
an dem Kabel 36 durch Anziehen der Mutter 37 abdichtend
befestigt. (6C)
- h) Die Mutter 33 wird auf den Kontaktträger 32 geschoben.
Beispielsweise kann die Mutter 33 auf bekannte Weise in
dem Gleitring 38 einrasten. (6C)
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Es
ist klar, dass dem Fachmann beim Studium der Unterlagen naheliegende
Alternativen und äquivalente
Lösungen
auch in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung fallen sollen.