DE102009016157A1

DE102009016157A1 - Abgeschirmte Steckverbinderanordnung

Info

Publication number: DE102009016157A1
Application number: DE102009016157A
Authority: DE
Inventors: Herbert Plate; Jörg Hegel
Original assignee: Kostal Kontakt Systeme GmbH
Current assignee: KOSTAL KONTAKT SYSTEME GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-04-04
Also published as: WO2010112516A1; DE102009016157B4; EP2415121A1; US20120034817A1; CN102388506A

Abstract

Beschrieben wird eine abgeschirmte Steckverbinderanordnung mit einem ersten Steckverbinderteil, welches ein hülsenförmiges Bauteil aufweist, welches mit der Leitungsschirmung einer Koaxialleitung elektrisch verbindbar ist, und welches einen Steckhülsenkontakt aufweist, der mit dem Innenleiter der Koaxialleitung elektrisch verbindbar ist, wobei das hülsenförmige Bauteil, oder das hülsenförmige Bauteil zusammen mit einem angefügten Schirmblech, den Steckhülsenkontakt von allen Seiten, bis auf die Seite vorgesehenen Steckrichtung, vollständig umschließt, und wobei der Steckhülsenkontakt von einem isolierenden Kammereinsatz umgeben ist, der den Steckhülsenkontakt elektrisch gegen das hülsenförmige Bauteil, und, soweit vorhanden, auch gegen das Schirmblech elektrisch isoliert.

Description

Die Erfindung betrifft eine abgeschirmte Steckverbinderanordnung mit einem ersten Steckverbinderteil, welches ein hülsenförmiges Bauteil aufweist, welches mit der Leitungsschirmung einer Koaxialleitung elektrisch verbindbar ist, und welches einen Steckhülsenkontakt aufweist, der mit dem Innenleiter der Koaxialleitung elektrisch verbindbar ist.
Steckverbinder, die mit einer abgeschirmten Koaxialleitung verbunden sind, weisen häufig hülsenförmige Bauteile zur Kontaktierung der Leitungsschirmung auf. Derartige Kontaktierungen sind beispielsweise aus der DE 697 01 065 T2 oder der deutschen Auslegeschrift DAS 1 156 467 bekannt. Diese Dokumente beschreiben allerdings keine vollständigen Steckverbinderanordnungen.
Die DE 10 2004 015 345 A1 beschreibt einen Steckhülsenkontakt, der durch einen Flachsteckerstift kontaktierbar ist, und der besonders für Hochspannungs- oder Hochstromanwendungen vorteilhaft verwendbar ist. Diese Offenlegungsschrift offenbart allerdings nicht, wie mit einem derartigen Steckhülsenkontakt eine vollständig geschirmte und berührungssichere Steckverbinderanordnung realisiert werden kann.
Es stellte sich die Aufgabe, eine einfache und kostengünstige Steckverbinderanordnung mit einem Steckhülsenkontakt zu schaffen, die sich durch einen berührungssicheren Aufbau und eine besonders gute elektrische Abschirmung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das hülsenförmige Bauteil, oder das hülsenförmige Bauteil zusammen mit einem angefügten Schirmblech, den Steckhülsenkontakt von allen Seiten, bis auf die Seite vorgesehenen Steckrichtung, vollständig umschließt, und dass der Steckhülsenkontakt von einem isolierenden Kammereinsatz umgeben ist, der den Steckhülsenkontakt elektrisch gegen das hülsenförmige Bauteil, und, soweit vorhanden, auch gegen das Schirmblech elektrisch isoliert.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, den Steckhülsenkontakt möglichst vollständig durch die metallenen Wände des hülsenförmigen Bauteils, ergänzt gegebenenfalls durch die metallenen Wände eines mit dem hülsenförmigen Bauteil verbundenen Schirmblechs zu umgeben, wobei der Steckhülsenkontakt lediglich in der vorgesehenen Steckrichtung für eine Kontaktierung durch einen Gegensteckverbinder zugänglich bleibt.
Wie das erste Ausführungsbeispiel der nachfolgenden Figurenbeschreibung zeigt, ermöglicht es die Verwendung eines Schirmblechs, auf einfache Weise eine gut abgeschirmte Steckverbinderanordnung zu schaffen, bei der eine Steckrichtung senkrecht zur Leitungsanschlussrichtung vorgesehen ist.
Der isolierende Kammereinsatz, dessen Form vorzugsweise an die Konturen des Steckhülsenkontakts und des Schirmblechs bzw. des hülsenförmigen Bauteils angepasst ist, stabilisiert die Lage des Steckhülsenkontakts innerhalb des hülsenförmige Bauteils und/oder des Schirmblechs und umschließt dabei den Steckhülsenkontakt isolierend gegen die Wände des hülsenförmige Bauteil und/oder des Schirmblechs. Der Kammereinsatz kapselt daher den Steckhülsenkontakt möglichst vollständig ein, und zwar bis auf eine Öffnung zum Kontaktieren des Steckhülsenkontakts durch den Gegensteckverbinder.
Die 1 zeigt Einzelteile eines ersten Steckverbinderteils einer erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung. Eine abgeschirmte Koaxialleitung 1 ist an einem freien Endabschnitt von einem hülsenförmigen Bauteil, im folgenden auch kurz als Hülse 4 bezeichnet, umgeben. Die aus Metall gefertigte Hülse 4 kontaktiert auf hier nicht dargestellte Weise die Metallabschirmung der Koaxialleitung 1. Der Innenleiter 2 der Koaxialleitung 1 ist mit dem Kontaktierungsabschnitt eines Steckhülsenkontakts 8 vercrimpt.
Der Steckhülsenkontakt 8 ist als eine Steckbuchse ausgebildet, die prinzipiell aus mehreren Steckrichtungen durch einen Flachsteckerstift kontaktierbar ist. Zur elektromagnetischen Abschirmung sowie zur Isolierung des Steckhülsenkontakts 8 ist eine Abschirmbaugruppe 16 vorgesehen, die aus einem Schirmblech 7 und aus einem Kammereinsatz 5 besteht, wobei der Kammereinsatz 5 aus einem isolierenden Kunststoffmaterial gefertigt ist. Diese beiden Komponenten sind in der 2 dargestellt.
Das Schirmblech 7 ist einstückig aus einem Blechstreifen geformt und bildet einen zylinderförmigen Abschnitt 17 und einen kastenförmigen Abschnitt 18 aus. Der Kammereinsatz 5 ist an die Form des Schirmblechs 7 angepasst, so dass er vollständig in das Innere des Schirmblechs 7 eingeschoben werden kann, wobei die Außenwände des Kammereinsatzes 5 an den Innenwänden des Schirmblechs 7 anliegen. Da der Kammereinsatz 5 als Hohlkörper geformt ist, bildet er eine isolierende Verkleidung an den inneren Wänden des Schirmblechs 7 aus. Zugleich stabilisiert der Kammereinsatz 5 die Wände des Schirmblechs 7.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kammereinsatz 5 innerhalb des Schirmblechs 7 durch Rastelemente gehalten wird, etwa durch einen am Schirmblech 7 angeformten nach innen federnden Lappen 19, der am eingefügten Kammereinsatz 5 eine Hinterschneidung 20 hintergreift.
Da der Kammereinsatz 5 vom Schirmblech 7 vollständig aufgenommen wird, ist von der zusammengefügten Abschirmbaugruppe 16 von außen lediglich das Schirmblech 7 erkennbar. Die Abschirmbaugruppe 16 wird mit der Hülse 4 verbunden, in dem der zylinderförmige Abschnitt 17 des Schirmblechs 7 in den durch die Hülse 4 gebildeten Hohlzylinder 6 eingefügt wird. Damit ist die in der 3 skizzierte Montageanordnung realisiert, die im folgenden als Steckhülsenbaugruppe 27 bezeichnet wird.
Eine besonders gute mechanische und auch elektrische Verbindung zwischen dem Schirmblech 7 und der Hülse 4 wird dadurch erzielt, dass an dem zylinderförmigen Abschnitt 17 des Schirmblechs 7 angeformte, nach außen federnde Kontaktlamellen 11 an der Innenwand des durch die Hülse 4 gebildeten Hohlzylinders 6 anliegen.
Zur Komplettierung des ersten Steckverbinderteils 9 werden eine oder mehrere der soweit beschriebenen Steckhülsenbaugruppen 27 in ein isolierendes Steckhülsengehäuse 3 eingesetzt. In der 4 weist das Steckhülsengehäuse 3 zwei Kammern zur Aufnahme jeweils einer Steckhülsenbaugruppe 27 auf, von denen in der 4 in einer Schnittansicht eine Kammer 21 mit einer eingesetzten Abschirmbaugruppe 16 ersichtlich ist.
Zur Montage ist es zweckmäßig, jeweils zuerst eine Abschirmbaugruppe 16 in eine Kammer 21 des Steckhülsengehäuses 3 einzusetzen, wobei am Schirmblech 7 angeformte Rastelemente 13 die Abschirmbaugruppe 16 innerhalb der Kammer 21 fixieren. Die Koaxialleitung 1 mit der verbundenen Hülse 4 und dem Steckhülsenkontakt 8 wird dann in die Kammer 21 des Steckhülsengehäuses 3 eingeführt und dadurch, wie zuvor beschrieben, mit der Abschirmbaugruppe 16 verbunden.
Wie die 5 zeigt, schließt ein die Koaxialleitung 1 übergreifender Rastbügel 22, der mit dem Steckhülsengehäuse 3 verrastet ist, die Kammer 21 ab. Zwischen dem Rastbügel 22 und dem Steckhülsengehäuse 3 ist vorteilhafterweise eine Gummidichtung 23 eingesetzt, die die Kammer 21 feuchtigkeitsdicht abschließt. Außerdem hält die Gummidichtung 23 den Rastbügel 22 unter elastischer Spannung am Steckhülsengehäuse 3, so dass ein unabsichtliches Lösen des Rastbügels 22 ausgeschlossen ist.
Die 6 verdeutlicht eine Verbindung des ersten Steckverbinderteils 9 mit einem zweiten Steckverbinderteil. Das zweite Steckverbinderteil ist hier lediglich durch ein im Schnitt dargestelltes Steckergehäuse 24 und durch einen Schirmkranz 25 dargestellt. Das Steckergehäuse 24 weist zu jedem Steckhülsenkontakt des ersten Steckverbinderteils 9 einen Flachsteckerstift als Gegensteckverbinder auf. Diese Flachsteckerstifte sind in der 6 nicht erkennbar, da sie jeweils von einem Schirmkranz 25 umlaufend umschlossen sind. Jeder Schirmkranz 25 steht mit dem Schirmblech 7 einer zugeordneten Steckhülsenbaugruppe 27 in mechanischer und elektrischer Verbindung. Dabei sorgen am Schirmblech 7 angeformte Kontaktfedern 26, erkennbar in der 5, für eine gute elektrische Verbindung zum Schirmkranz 25. Durch die Hülse 4, das Schirmblech 7 und den Schirmkranz 25 ist damit eine lückenlose Abschirmung der Steckverbindung hergestellt.
Durch den in das Schirmblech 7 eingefügten Kammereinsatz 5, dargestellt in der 2, ist darüber hinaus eine gute Trennung der Potentiale des Innenleiters 2 und der Leitungsschirmung gewährleistet, da der Kammereinsatz 5 sowohl einen berührenden Kontakt zwischen dem Steckhülsenkontakt 8 und dem Schirmblech 7 als auch einen Funkenüberschlag zwischen diesen Komponenten unterbinden kann. Hierdurch ist die Steckverbinderanordnung besonders gut auch zur Verbindung von Hochspannung führenden elektrischen Leitern geeignet.
Zwei weitere Ausführungen der Erfindung zeigen die 7 bis 12. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Steckverbinderanordnung, deren Steckrichtung sich rechtwinklig zur Richtung des Leitungsverlaufs erstreckt, verläuft die Steckrichtung bei den nachfolgend beschriebenen Steckverbinderanordnungen in Richtung der Leitungsführung. Hierdurch sind diese Steckverbinderanordnungen sogar noch einfacher aufgebaut, als die zuvor beschriebene Ausführung. Es werden für gleiche oder in ihrer Funktion vergleichbare Teile in den 7 bis 12 die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die 7 zeigt eine Steckhülsenbaugruppe 27 eines ersten Steckverbinderteils, das aus einer metallenen zylindrischen Hülse 4, vorzugsweise mit einer vollständig geschlossenen Mantelfläche, besteht, die elektrisch leitend mit der Leitungsschirmung einer Koaxialleitung 1 verbunden ist. Die Hülse 4 bildet auf der Seite ihres freien Endabschnitts einen Hohlzylinder 6 aus. Analog zu der in der 1 dargestellten Ausführung kontaktiert im Inneren dieses Hohlzylinders 6 ein Steckhülsenkontakt den Innenleiter der Koaxialleitung 1.
Im Unterschied zur 1 erstreckt sich in der 7 die Hülse 4 vollständig über den Steckhülsenkontakt, wobei hier lediglich die zur Aufnahme eines Flachsteckerstifts vorgesehene Seite des Steckhülsenkontakt an der Stirnfläche der Hülse 4 frei bleibt. Hierdurch wird durch die Hülse 4 bereits eine fast vollständige Abschirmung des Steckhülsenkontakts erreicht. Der Steckhülsenkontakt wird durch einen in den Hohlzylinder 6 eingeschobenen Kammereinsatz 5, welcher den Steckhülsenkontakt allen Seiten umgibt und lediglich eine Aussparung 15 zum Einführen des Flachsteckerstifts frei lässt, innerhalb der Hülse 4 mechanisch fixiert und gegen die Hülse 4 elektrisch isoliert.
Die 8 zeigt als zweites Steckverbinderteil ein zylinderförmiges Steckergehäuse 24, innerhalb dessen ein Flachsteckerstift 14 angeordnet ist. An den Innenwänden des Steckergehäuses 24 liegt umlaufend um den Flachsteckerstift 14 ein Blechstreifen an, der einen Schirmkranz 25 ausbildet. Ist die Steckhülsenbaugruppe 27 mit dem Steckergehäuse 24 verbunden, dargestellt in der 9, fügt sich der Schirmkranz 25 an die Hülse 4 an, so dass sich eine durchgehende Abschirmung über die Gesamterstreckung der Steckverbindung ergibt. Um eine besonders gut leitende elektrische Verbindung zwischen der Hülse 4 und dem Schirmkranz 25 zu erhalten, sind an den Schirmkranz 25 federnde Kontaktlamellen 10 angeformt.
Alternativ können federnde Kontaktlamellen 12 auch an der Hülse 4 angeformt sein, was in der 10 skizziert ist. Ist das zugehörige Steckergehäuse 24 aus Metall gefertigt, so kann auf einen Schirmkranz ganz verzichtet werden.
Die 11 zeigt die zusammengefügte Steckverbinderanordnung. Ist die Hülse 4 ausreichend lang ausgebildet, so kann sie weit auf das Steckergehäuse 24 aufgeschoben werden, so dass die Hülse 4 das Steckergehäuse 24 praktisch vollständig übergreift. So ergibt sich selbst bei einem aus Kunststoff gefertigten Steckergehäuse 24 eine sehr gute elektrische Abschirmung der Steckverbindung allein durch die Abschirmwirkung der Hülse 4 und des Schirmkranzes 25. Die federnden Kontaktlamellen 12 dienen in diesem Fall allein zur federnde Befestigung der Hülse 4 am Steckergehäuse 24.

1: Koaxialleitung
2: Innenleiter
3: Steckhülsengehäuse
4: hülsenförmiges Bauteil (Hülse)
5: Kammereinsatz
6: Hohlzylinder
7: Schirmblech
8: Steckhülsenkontakt
9: erstes Steckverbinderteil
10: Kontaktlamellen
11: Kontaktlamellen
12: Kontaktlamellen
13: Rastelement(e)
14: Flachsteckerstift
15: Aussparung
16: Abschirmbaugruppe
17: zylinderförmiger Abschnitt
18: kastenförmiger Abschnitt
19: federnden Lappen
20: Hinterschneidung
21: Kammer
22: Rastbügel
23: Gummidichtung
24: Steckergehäuse (zweites Steckverbinderteil)
25: Schirmkranz (Metallumfassung)
26: Kontaktfedern
27: Steckhülsenbaugruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 69701065 T2 [0002]
- DE 1156467 [0002]
- DE 102004015345 A1 [0003]

Claims

Abgeschirmte Steckverbinderanordnung mit einem ersten Steckverbinderteil, welches ein hülsenförmiges Bauteil aufweist, welches mit der Leitungsschirmung einer Koaxialleitung elektrisch verbindbar ist, und welches einen Steckhülsenkontakt aufweist, der mit dem Innenleiter der Koaxialleitung elektrisch verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Bauteil (4), oder das hülsenförmige Bauteil (4) zusammen mit einem angefügten Schirmblech (7), den Steckhülsenkontakt (8) von allen Seiten, bis auf die Seite vorgesehenen Steckrichtung, vollständig umschließt, und dass der Steckhülsenkontakt (8) von einem isolierenden Kammereinsatz (5) umgeben ist, der den Steckhülsenkontakt (8) elektrisch gegen das hülsenförmige Bauteil (4), und, soweit vorhanden, auch gegen das Schirmblech (7) elektrisch isoliert.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Steckverbinderteil (24) einen Flachsteckerstift (14) aufweist, der mit dem Steckhülsenkontakt (8) des ersten Steckverbinderteils (9) verbindbar ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen des Flachsteckerstift (14) allseitig von einer Metallumfassung (25) umgeben sind, die sich bei zusammengefügten ersten und zweiten Steckverbinderteil (9, 24) zwischenraumfrei an das hülsenförmigen Bauteil (4) oder an das Schirmblech (8) anschließt.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Bauteil (4) einen in Richtung des Endabschnitts der Koaxialleitung (1) geöffneten Hohlzylinder (6) ausbildet, an dessen Innen- oder Außenflächen das Schirmblech (7) anfügbar ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsschirmung als Metallgeflecht oder Schirmfolie ausgebildet ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammereinsatz (5) nach dem Anfügen an das Schirmblech (7) mit seinen Außenflächen an Innenflächen des Schirmblechs (7) anliegt.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmblech (7) angeformte federnde Kontaktlamellen (10, 11) aufweist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlamellen (10, 11) durch freigeschnittene Blechstreifen gebildet sind, die sich aus der Fläche des Schirmblechs (7) hervorwölben.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Bauteil (4) und das Schirmblech (7) von einem isolierenden Steckhülsengehäuse (3) umfasst sind.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinderanordnung zum Führen hoher elektrische Spannungen und/oder Ströme vorgesehen ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbinderanordnung zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.