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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum lösbaren Verbinden mit einem Gegenstecker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 8.
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Ein derartiger Steckverbinder umfasst einen Steckergrundkörper, der an den Gegenstecker anzusetzen ist und der an dem Gegenstecker gehalten wird, wenn der Steckverbinder an den Gegenstecker angesetzt ist. Der Steckverbinder umfasst ferner eine metallische Schiebehülse, die an dem Steckergrundkörper verschiebbar angeordnet ist und die zum Lösen des Steckverbinders von dem Gegenstecker betätigbar ist.
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Derartige Steckverbinder werden häufig als Push-Pull-Steckverbinder bezeichnet, da sie durch ein einfaches Aufstecken auf einen Gegenstecker mit diesem verbunden werden können („Push“). Bei dem Aufstecken bzw. durch das Aufstecken werden Verriegelungselemente des Steckverbinders und des Gegensteckers miteinander verriegelt, sodass der Steckverbinder nicht durch einen Zug z.B. an einem mit dem Steckverbinder verbundenen Kabel gelöst werden kann. Zum Lösen der Verbindung wird die Schiebehülse des Steckverbinders in die dem Gegenstecker entgegengesetzte Richtung gezogen („Pull“). Dabei erfolgt eine Relativbewegung zwischen der Schiebehülse und dem Steckergrundkörper des Steckverbinders, wodurch die Verriegelungselemente entriegelt werden. Durch einen weiteren Zug an der Schiebehülse wird der Steckverbinder von dem Gegenstecker gelöst.
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Wird ein solcher Steckverbinder zum Verbinden von elektrischen Datenverbindungen, von Leitungen an präzisen Spannungs- oder Stromquellen oder von ähnlichen für Störungen durch externe elektromagnetische Störquellen sensiblen elektrischen Verbindungen verwendet, ist es notwendig, den Steckverbinder störfest auszubilden. Für eine Störfestigkeit kann der Steckverbinder beispielsweise eine Abschirmung (d.h. einen EMV-Schutz) umfassen, die die elektrischen Verbindungen vor äußeren elektromagnetischen Einstrahlungen schützt. Diese kann durch eine möglichst geschlossene Metallhülle um durch den Steckverbinder geleitete Adern des Kabels gebildet werden.
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Aus der
DE 10 2004 046 259 B3 ist ein Steckverbinder mit einem Basisgehäuse und einem Abdeckteil, die zusammen ein als Abschirmung dienendes Metallgehäuse bilden, bekannt. In diesem Metallgehäuse, umgeben von einer aus isolierendem Material bestehenden verschiebbaren Hülse, ist ein Steckereinsatz angeordnet, der mit einem elektrischen Kabel kontaktiert ist. Das Metallgehäuse ist über Zungen mit einer Abschirmung des Kabels verbunden.
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Der Anmelderin ist ferner aus der Praxis bekannt, dass anstelle einer Schiebehülse aus einem isolierenden Material auch eine metallische Schiebehülse verwendet werden kann. Bewegliche (verschiebbare) Teile eines Steckverbinders können eine geschlossene Abschirmung des Steckverbinders erschweren.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Abschirmung eines Steckverbinders mit einer verschiebbaren metallischen Schiebehülse gegen externe elektromagnetische Störquellen zu verbessern.
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Dieses Problem wird durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist mindestens ein elektrisch leitfähiges Überbrückungselement vorgesehen, welches die Schiebehülse elektrisch kontaktiert und mit einer Schirmung eines mit dem Steckverbinder verbindbaren Kabels direkt oder durch Zwischenschaltung von zumindest einer weiteren elektrisch leitfähigen Komponente elektrisch verbindbar ist. Zusätzlich ist das Überbrückungselement ausgebildet, den Gegenstecker bzw. eine Komponente des Gegensteckers elektrisch zu kontaktieren, wenn der Steckverbinder an den Gegenstecker angesetzt ist.
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Im angesetzten Zustand des Steckverbinders stellt das Überbrückungselement somit eine elektrische Verbindung von der Schirmung eines mit dem Steckverbinder verbundenen Kabels zum Gegenstecker her, insbesondere zu einer Komponente des Gegensteckers, die zur Abschirmung des Gegensteckers beiträgt. Zudem wird auch die metallische Schiebehülse durch das Überbrückungselement kontaktiert und somit auf das Potential der Schirmung des Kabels gebracht und in die Abschirmung des Steckverbinders integriert.
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Der Steckverbinder kann dabei als männlicher Teil der Verbindung ausgeführt werden, also als Stecker oder als Einbaustecker, sowie gleichermaßen auch als weiblicher Teil der Verbindung, also als Kupplung oder Buchse. Der Gegenstecker kann dabei als das jeweils zum Steckverbinder passende Teil ausgebildet sein.
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Der Steckergrundkörper kann beispielsweise aus Kunststoff oder auch aus einem Metall oder einem anderen geeigneten Material wie z.B. Keramik gefertigt werden. Der Steckergrundkörper dient dabei zur Aufnahme bzw. Durchführung des Kabels bzw. von Adern des Kabels von einer rückseitigen Kabelaufnahme durch den Steckverbinder zu dem vorderseitigen Steckgesicht des Steckverbinders. Ferner können am Steckergrundkörper weitere Komponenten des Steckverbinders montiert werden, wie z.B. ein oder mehrere Überbrückungselemente.
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Die Schiebehülse kann den Steckergrundkörper umgeben bzw. zumindest teilweise in sich aufnehmen und ist verschiebbar an diesem angeordnet. Insbesondere kann die Schiebehülse verschiebbar an dem Steckergrundkörper gelagert sein, welcher hierzu beispielsweise entsprechende Führungen umfassen kann. Die Schiebehülse besteht zumindest teilweise aus einem Metall wie beispielsweise Eisen, Kupfer, Zinn oder ähnlichem oder einer geeigneten Legierung wie z.B. Edelstahl oder Messing. Insbesondere kann die Schiebehülse aus einem leichten und gut elektrisch leitfähigen Metall wie Aluminium bestehen. Eine Betätigung der Schiebehülse in einem angesetzten Zustand des Steckverbinders bewirkt zunächst eine Verschiebung der Schiebehülse relativ zum Steckergrundkörper. Im Anschluss an diese Relativbewegung kann der Steckverbinder vom Gegenstecker abgenommen werden.
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Zur Kontaktierung der Schiebehülse kann das Überbrückungselement zumindest eine erste Federzunge umfassen. Diese kann entweder elektrisch leitend mit dem Überbrückungselement verbunden sein oder insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet sein. Die erste Federzunge kann federelastisch gegen die Schiebehülse vorgespannt sein, um diese stets, auch bei einer Betätigung, elektrisch zu kontaktieren. Ferner kann das Überbrückungselement zumindest eine zweite Federzunge zur Kontaktierung eines Gegensteckers bzw. einer Komponente des Gegensteckers umfassen. Diese kann so ausgeführt sein, dass sie in einem angesetzten Zustand des Steckverbinders federelastisch gegen eine Komponente des Gegensteckers drückt, um so eine sichere elektrische Kontaktierung herzustellen. Auch die zweite Federzunge kann elektrisch leitend mit dem Überbrückungselement verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein.
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Nach einer Betätigung der Schiebehülse kann die erste Federzunge rückstellend auf die Schiebehülse einwirken. Wenn die Schiebehülse beispielsweise aus einer nicht betätigten Ausgangsposition heraus bezüglich des Steckergrundkörpers verschoben wurde, kann die erste Federzunge eine Verschiebung der Schiebehülse zurück in die Ausgangsposition bewirken oder unterstützen. Die Rückstellung der Schiebehülse kann ausschließlich mittels der ersten Federzunge bzw. der ersten Federzungen bewirkt werden.
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Das Überbrückungselement kann entweder direkt mit der Schirmung des mit dem Steckverbinder verbundenen Kabels verbunden sein oder über ein elektrisch leitfähiges (beispielsweise metallisches) Rückteil des Steckverbinders und einer damit verbundenen Kabelverschraubung, die die Schirmung des Kabels kontaktiert, elektrisch verbunden sein. Alternativ kann das Überbrückungselement auch direkt mit der Kabelverschraubung verbunden sein. Zur Kontaktierung des Überbrückungselements mit dem elektrisch leitfähigen Rückteil des Steckverbinders kann das Überbrückungselement einen Kontaktarm aufweisen, der mit dem Überbrückungselement elektrisch leitend verbunden oder einstückig damit ausgebildet ist. Der Kontaktarm kann zur sicheren elektrischen Kontaktierung des elektrisch leitfähigen Rückteils federelastisch vorgespannt einen Druck auf dieses ausüben und/oder fest mit diesem verbunden sein. Das Rückteil kann teilweise oder vollständig aus Metall oder einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein.
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Das Rückteil kann fest mit dem Steckergrundkörper verbunden sein (z.B. mittels Rastverbindungen) und eine Rückwand umfassen, die den Steckverbinder rückseitig verschließt und sich zwischen Kanten der Schiebehülse erstreckt. Damit die Verschiebbarkeit der Schiebehülse bezüglich des Steckergrundkörpers nicht behindert wird, muss zwischen der Schiebehülse und der Rückwand (oder einem anderen angrenzenden Bauteil) ein Abstand in Form eines Schlitzes belassen werden. Derartige Schlitze sind empfindlich für elektromagnetische Einstrahlungen, die zu Störungen der über den Steckverbinder geleiteten Ströme führen können, können also eine Schwachstelle in der Abschirmung eines Steckverbinders darstellen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Steckverbinder daher mindestens eine Unterbrechungsfeder, die dazu ausgebildet ist, einen Schlitz (Spalt) zwischen dem elektrisch leitfähigen Rückteil, insbesondere einer Rückwand des Rückteils, und der Schiebehülse stellenweise oder ganz zu überbrücken und damit zu unterbrechen. Die Einstrahlung von elektromagnetischen Wellen in Schlitze ist abhängig von deren Länge.
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Dieser Aspekt kann auch unabhängig von einer Unterbrechungsfeder zum Einsatz kommen. Demgemäß wird ein Steckverbinder zum lösbaren Verbinden mit einem Gegenstecker bereitgestellt, der einen Steckergrundkörper, der an den Gegenstecker anzusetzen ist und in einem angesetzten Zustand des Steckverbinders an dem Gegenstecker gehalten ist, und eine an dem Steckergrundkörper verschiebbar angeordnete, metallische Schiebehülse, die zum Lösen des Steckverbinders von dem Gegenstecker betätigbar ist, umfasst. Dabei ist mindestens eine elektrisch leitfähige Unterbrechungsfeder vorgesehen, die einen Schlitz zwischen der Schiebehülse und einem elektrisch leitfähigen Rückteil, welches mit einer Schirmung eines mit dem Steckverbinder verbindbaren Kabels elektrisch verbindbar ist, unterbricht.
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Dieser Steckverbinder kann dabei nach einer oder mehreren beliebigen vorstehend beschriebenen Ausführungen und/oder mit einem oder mehreren beliebigen vorstehend beschriebenen Merkmalen eines Steckverbinders ausgeführt werden. Auch die nachfolgend beschriebenen Ausführungen bzw. Merkmale lassen sich in Verbindung mit allen hierin beschriebenen Steckverbindern realisieren.
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Durch den Einsatz der Unterbrechungsfeder kann die Länge des Schlitzes für elektromagnetische Einstrahlungen verkürzt werden, wodurch eine Verbesserung der Abschirmung des Steckverbinders gegen externe elektromagnetische Störungen bewirkt werden kann.
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Die Unterbrechungsfeder kann eine Klammer und/oder einen Steg umfassen, die mit dem elektrisch leitfähigen Rückteil des Steckverbinders verbunden sind, insbesondere derart, dass die Unterbrechungsfeder mittels der Klammer klammernd am Rückteil gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Unterbrechungsfeder (insbesondere mit dem Steg) auch direkt an der Rückwand anliegen und diese elektrisch kontaktieren. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Unterbrechungsfeder mindestens eine Kontaktzunge, insbesondere drei Kontaktzungen, zur elektrischen Kontaktierung der Schiebehülse umfasst. Diese können derart federelastisch gegen die Schiebehülse vorgespannt sein, dass sie die Verschiebbarkeit der Schiebehülse nicht behindern.
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Der Steckverbinder kann zur Verbindung von Datenleitungen zum Übertragen von Daten ausgebildet sein, insbesondere zum Übertragen von Daten mit hohen Datendurchsätzen, die eine hohe Störfestigkeit gegen äußere elektromagnetische Einflüsse voraussetzen.
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Zur elektrischen Kontaktierung von elektrischen Kontakten des Gegensteckers kann der Steckverbinder Steckkontakte aufweisen. Diese können beispielsweise an einem vom Steckergrundkörper zumindest teilweise aufgenommenen und mit dem Kabel elektrisch verbindbaren Steckeinsatz ausgebildet sein. Ein solcher Steckeinsatz kann beispielsweise ein handelsüblicher Steckeinsatz sein, wie z.B. ein RJ-Stecker/eine RJ-Buchse (wie z.B. ein RJ-Netzwerkstecker).
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Anordnung mit einem Gegenstecker und einem Steckverbinder gemäß einem oder mehreren beliebigen der hier beschriebenen Aspekte.
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An dem Gegenstecker kann ein zur elektrischen Kontaktierung durch mindestens ein elektrisch leitfähiges Überbrückungselement des Steckverbinders ausgebildetes Verbindungselement vorgesehen sein. Der Gegenstecker kann insbesondere als Anbaurahmen ausgebildet sein. Dieser kann einen Rahmen umfassen, der einen Teil des Steckergrundkörpers in einem angesetzten Zustand des Steckverbinders umgibt und durch das elektrisch leitfähige Überbrückungselement des Steckverbinders elektrisch kontaktiert wird. Insbesondere kann am Rahmen das Verbindungselement zur Kontaktierung durch das Überbrückungselement des Steckverbinders vorgesehen sein. Der Rahmen kann dazu elektrisch leitfähig ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1A eine erste perspektivische Ansicht auf eine Rückseite eines Steckverbinders mit einem Rückteil und einer Kabelverschraubung;
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1B eine zweite perspektivische Ansicht auf eine Vorderseite des mit einem Kabel verbundenen Steckverbinders aus 1A mit einem Steckeinsatz;
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1C den Steckverbinder aus 1B, von dem einige Komponenten transparent dargestellt sind und einen Blick auf die Führung von Adern des Kabels im Steckverbinder zulassen;
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2A einen mit einem Anbaurahmen verbundenen Steckverbinder mit angeschlossenem Kabel;
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2B den Steckverbinder aus 2A während des Abziehens des Steckverbinders vom Anbaurahmen;
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2C den Steckverbinder der 2A und 2B nach dem Abziehen des Steckverbinders vom Anbaurahmen;
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3 den am Anbaurahmen angesetzten Steckverbinder, wobei zur Übersichtlichkeit einige Komponenten des Steckverbinders nicht dargestellt sind;
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4 eine seitliche Ansicht eines Steckergrundkörpers und des Rückteils des Steckverbinders;
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5 die Kontaktierung einer Schirmung eines mit dem Steckverbinder verbindbaren Kabels mittels eines Federrings einer Kabelverschraubung des Steckverbinders; und
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6 die Anordnung des Kabels und des Federrings aus 5 an dem Rückteil des Steckverbinders.
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1A zeigt einen Steckverbinder 1 mit einer kastenförmigen äußeren Schiebehülse 11 und einer Rückseite mit einem Rückteil 10 und einer Kabelverschraubung 4. 1B zeigt denselben Steckverbinder 1 in einer Ansicht schräg auf die Vorderseite des Steckverbinders 1 mit einem Steckeinsatz 2 und mit einem an der Kabelverschraubung 4 angeordneten Kabel 5.
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Das Rückteil 10 umfasst eine Rückwand 104 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form mit langen Seiten 106 und kurzen Seiten 107. Die Schiebehülse 11 umschließt mit ihrer rückseitigen umlaufenden Kante 111 die Rückwand 104 des Rückteils 10 mit einem geringen Abstand, sodass sich ein umlaufender Schlitz 13 ergibt. Sowohl die Schiebehülse 11 als auch das Rückteil 10 sind zumindest zu einem Teil aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall hergestellt.
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Der Steckverbinder 1 umfasst an der Vorderseite einen den Steckeinsatz 2 teilweise umgebenden Führungsrahmen 120, der zur Führung des Steckverbinders 1 bei einem Ansetzen an einen Gegenstecker an einem zugeordneten Teil (wie einem Rahmen) des Gegensteckers führt und zur Halterung des Steckverbinders am Gegenstecker dient. Der Führungsrahmen 120 ist Teil eines sich sonst innerhalb der Schiebehülse 11 erstreckenden Steckergrundkörpers 12.
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Der Steckeinsatz 2 ist derjenige Abschnitt, über den eine elektrische Verbindung zu einem entsprechenden Verbindungsabschnitt eines Gegensteckers (wie z.B. des Anbaurahmens der 2A–2C) hergestellt werden kann. Hierzu weist der Steckeinsatz 2 einen oder mehrere elektrische Kontakte 20 bzw. Kontaktflächen auf. Der Steckverbinder 1 eignet sich zwar allgemein zum Verbinden von elektrischen und optischen Leitern, insbesondere jedoch zum Verbinden von elektrischen Datenleitungen. Die Ausgestaltung des Steckeinsatzes 2 gemäß der 1A und 1B in Form eines RJ-45-Steckverbinders ist dabei lediglich beispielhaft zu verstehen. Allgemein können verschiedene Steckeinsätze und sowohl männliche (gemäß 1A und 1B) als auch weibliche Steckeinsätze verwendet werden. Ein Steckeinsatz muss auch nicht zwingend von dem Führungsrahmen 120 hervorstehen, sondern kann entlang einer den Steckverbinder 1 mittig durchtretenden Mittelachse 16 komplett von diesem umgeben sein. Ferner muss der Steckeinsatz 2 auch nicht als separates Teil ausgeführt sein, so wie in 1A und 1B gezeigt, sondern kann alternativ auch einstückig mit dem Führungsrahmen 120 verbunden sein.
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Der Steckverbinder 1 ist gemäß 1B mit einem Kabel 5 verbindbar, welches in einer Kabelaufnahme 41 der rückseitig am Steckverbinder angebrachten Kabelverschraubung 4 in den Steckverbinder geführt und mittels einer Überwurfmutter 40 der Kabelverschraubung 4 befestigt wird.
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Die Schiebehülse 11 ist entlang einer parallel zur Mittelachse 16 ausgerichteten Verschieberichtung Z verschiebbar am Steckverbinder 1 angeordnet. Die Funktion der Verschiebbarkeit der Schiebehülse 11 wird nachfolgend anhand der 2A–2C näher erläutert werden. Um die Verschiebbarkeit der Schiebehülse 11 nicht zu behindern, ist der Schlitz 13 zwischen der rückseitigen Kante 111 der Schiebehülse 11 und der Rückwand 104 vorgesehen.
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1C zeigt dieselbe Ansicht auf den Steckverbinder wie 1B, wobei die Schiebehülse 11 (sowie weitere Komponenten des Steckverbinders 1) transparent dargestellt sind (ihre Umrisse sind mit gestrichelten Linien dargestellt), um einen Blick auf die Führung des Kabels 5, bzw. von Adern 51 des Kabels 5, im Steckverbinder 1 freizugeben. Um die im Inneren des Kabels 5 angeordneten Adern 51 (einzelne elektrische Leiter) vor dem Einfluss äußerer elektromagnetischer Störungen zu schützen, umfasst das Kabel 5 eine die Adern 51 umgebende Schirmung 50. Für eine elektrische Verbindung der Adern 51 mit dem Steckverbinder 1 bzw. dem Steckeinsatz 2 des Steckverbinders 1 kann die Schirmung 50 an einem im Inneren des Steckverbinders 1 gelegenen Abschnitt entfernt werden. Damit an diesem Abschnitt trotz Fehlen der Schirmung 50 (sowie in anderen Bereichen des Steckverbinders 1) keine Anfälligkeit für externe elektromagnetische Störungen vorliegt, werden die Schiebehülse 11 und das Rückteil 10 aus Metall (bzw. allgemein einem elektrisch leitfähigen Material) hergestellt und als Abschirmung gegen äußere elektromagnetische Einflüsse verwendet. Diese Funktion wird nachfolgend anhand der 5 und 6 näher erläutert werden. Auch wenn die Schirmung 50 nicht an einem Abschnitt entfernt wird, sondern z.B. bis zu dem Steckeinsatz 2 (insbesondere bis zu einem im Inneren des Steckverbinders 2 liegenden Ende des Steckeinsatzes) fortgeführt wird, kann durch dieselben Maßnahmen die Schirmung des Steckverbinders 1 verbessert werden. Selbstverständlich können die Schiebehülse 11 und das Rückteil 10 auch lediglich teilweise aus Metall (bzw. allgemein einem elektrisch leitfähigen Material) bestehen und darüber hinaus auch andere Materialien umfassen, wie z.B. eine Lackierung, eine Kunststoffummantelung, eine Gummierung oder ähnliches.
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Anhand von 2A bis 2C soll nun erläutert werden, wie der mit einem vorliegend als Anbaurahmen 3 ausgeführten Gegenstecker verbundener Steckverbinder 1 (gemäß der 1A–1C) gelöst und verbunden werden kann.
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Dabei zeigt 2A den Steckverbinder 1 mit dem daran angeschlossenen Kabel 5. Der Steckverbinder 1 ist an den in diesem Beispiel in einer Wand 6 montierten Anbaurahmen 3 eingesteckt und mit diesem verrastet. Hierzu umfasst der Steckverbinder 1 nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 erläuterte Rastarme 121, die mit Rasthaken 30 (siehe 2C) des Anbaurahmens 3 verrasten. Ohne die Rastverbindung zu lösen, kann der Steckverbinder 1 nicht vom Anbaurahmen 3 getrennt werden, beispielsweise durch einen Zug am Kabel 5.
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In 2B ist der Steckverbinder 1 in einem Zustand gezeigt, in dem die Schiebehülse 11 gegenüber 2A entlang der Verschieberichtung Z relativ zum Rückteil 10 verschoben ist, wodurch die Rastverbindung mit dem Anbaurahmen gelöst ist. Der vom Anbaurahmen 3 entriegelte Steckverbinder 1 kann durch einen weitergehenden Zug in Verschieberichtung Z vom Anbaurahmen 3 abgezogen werden.
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2C zeigt schließlich den Steckverbinder 1 nach dem Abziehen vom Anbaurahmen 3. Darin ist ein Rahmen 31 des Anbaurahmens 3 zu erkennen, der eine ähnliche Form wie der Führungsrahmen 120 des Steckverbinders 1 aufweist und einen etwas größeren Querschnitt hat als dieser, sodass der Führungsrahmen 120 des Steckverbinders 1 beim Ansetzen an den Anbaurahmen 3 in dessen Rahmen 31 eingreift und an diesem geführt wird.
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Der Rahmen 31 oder der gesamte Anbaurahmen 3 können aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Metall hergestellt sein, um durch Zusammenwirken mit dem Steckverbinder 1 eine möglichst gute Abschirmung der Adern 51 des Kabels 5 und des Steckeinsatzes 2 gegenüber äußeren elektromagnetischen Einflüssen zu gewährleisten.
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Anhand der 2A–2C wurde gezeigt, wie der Steckverbinder von dem Anbaurahmen gelöst werden kann. Wenn der Steckverbinder 1 wieder an den Anbaurahmen 3 angesetzt und mit diesem verbunden wird, verrasten beide Teile ohne eine Verschiebung der Schiebehülse automatisch miteinander.
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Der Anbaurahmen kann sowohl mit einem männlichen als auch mit einem weiblichen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Steckverbinder mit einem entsprechenden weiblichen bzw. männlichen Steckeinsatz ausgeführt werden. Es sei angemerkt, dass der Gegenstecker nicht zwingend als Anbaurahmen 3 ausgeführt werden muss, sondern auch in Form eines Steckers realisiert werden kann. Auch ist es möglich, einen Gegenstecker zu schaffen, der an zwei Seiten mit jeweils einem Steckverbinder 1 der in 1A bis 2C dargestellten Art verbindbar ist, um eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Steckverbindern 1 zu schaffen.
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3 zeigt den am Anbaurahmen 3 angesetzten Steckverbinder 1, wobei zur Übersichtlichkeit weder die Schiebehülse 11 noch der Steckergrundkörper 12 des Steckverbinders 1 dargestellt sind. Auch der Steckeinsatz 2 ist in 3 nicht abgebildet.
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In der Darstellung der 3 sind zwei elektrisch leitfähige Überbrückungselemente 14 zu erkennen, welche zur Abschirmung gegen äußere elektromagnetische Einflüsse dienen und am Steckverbinder 1 innerhalb der Schiebehülse 11 angeordnet sind. Die Überbrückungselemente 14 stellen in einem an den Anbaurahmen 3 angesetzten (aufgesteckten) Zustand des Steckverbinders 1 eine elektrische Verbindung zwischen dem Rückteil 10 des Steckverbinders 2 und dem Anbaurahmen 3 her. Dazu umfassen die Überbrückungselemente 14 eine erste Federzunge 141, die sich von einem flächigen Grundkörper 145 aus in Richtung des Anbaurahmens 3 erstreckt und diesen berührt und damit elektrisch kontaktiert. Vorliegend greift die erste Federzunge 141 dabei durch einen als Verbindungselement dienenden Schlitz 32 im Rahmen 31 des Anbaurahmens 3 hindurch. Weiterhin umfassen die Überbrückungselemente 14 jeweils einen Kontaktarm 143, welcher sich vom Grundkörper 145 ausgehend in die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die erste Federzunge 141 erstreckt und einen Abschnitt des Rückteils 10 elektrisch kontaktiert. Im montierten Zustand der Überbrückungselemente 14 kann dabei vorgesehen sein, dass der Kontaktarm 143 federelastisch vorgespannt ist und gegen einen Abschnitt des Rückteils 10 drückt, insbesondere eine Kraft auf eine Fläche an einer Aufnahme 103 auswirkt, um die elektrische Kontaktierung des Kontaktarms 143 mit dem Rückteil 10 sicherzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Kontaktarm 143 in die Aufnahme 103 am Rückteil 10 eingreift.
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Die Überbrückungselemente 14 umfassen ferner jeweils eine zweite Federzunge 144 mit einem gebogenen Ende 146, deren Funktion mit Bezug auf 4 näher erläutert werden wird. Um eine genaue Positionierung der Überbrückungselemente 14 am in 3 nicht dargestellten Steckergrundkörper 12 zu erleichtern, sind im Grundkörper 145 der Überbrückungselemente 14 jeweils zwei Positionierelemente 142 in Form von Löchern ausgebildet, welche auf entsprechende Positionierelemente, wie z.B. Positionierstifte, am Steckergrundkörper 12 aufgesetzt werden.
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Des Weiteren sind an einem kastenförmigen Innenabschnitt 105 des Rückteils 10 zwei elektrisch leitfähige Unterbrechungsfedern 15 angeordnet, bzw. seitlich auf den Innenabschnitt 105 aufgesteckt (davon ist in 3 nur eine sichtbar). Die Unterbrechungsfedern 15 liegen mit jeweils einem länglichen Steg 152 an gegenüberliegenden Seiten des Innenabschnitts 105 benachbart zum Schlitz 13 an den langen Seiten der Rückwand 104 an und greifen mit von beiden Enden des Stegs 152 rechtwinklig abstehenden, eine Klammer bildenden Klammerarmen 151 um gegenüberliegende Seiten des Innenabschnitts 105 und stellen so einen elektrischen Kontakt zum Rückteil 10 her. Darüber hinaus liegen die Stege 152 der Unterbrechungsfedern 15 auch an der Innenseite der Rückwand 104 des Rückteils 10 an und kontaktieren diese elektrisch. Von jedem der Stege 152 gehen jeweils drei im Wesentlichen koplanar zum Steg 152 und parallel zueinander ausgerichtete längliche Kontaktzungen 150 ab, die sich in Richtung der Vorderseite des Steckverbinders erstrecken. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger als drei Kontaktzungen 150 vorgesehen sein, z.B. eine, zwei, vier oder noch mehr. Die Anzahl von Kontaktzungen 150 kann an die Größe des Steckverbinders 1 angepasst werden, z.B. können bei einem größeren Steckverbinder 1 mehr Kontaktzungen 150 vorgesehen sein als bei einem kleineren. Somit erstrecken sich die Kontaktzungen 150 im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zu den Ebenen, in denen die Grundkörper 145 der Überbrückungselemente 14 liegen. Die Funktion der Kontaktzungen 150 wird nachstehend in Bezug auf 4 näher beschrieben werden. Vorstehend wurden die Unterbrechungselemente 15 als zwei separate Bauteile beschrieben, gleichermaßen ist es jedoch auch möglich, die beiden Unterbrechungselemente 15 sind miteinander zu verbinden bzw. einteilig auszuführen. Gleiches gilt auch für die Überbrückungselemente 14. Sowohl die Überbrückungselemente 14 als auch die Unterbrechungsfedern 15 können aus einem Metall hergestellt, insbesondere aus einem Metallblech ausgestanzt werden.
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4 zeigt den Steckverbinder 1 aus den vorangehenden Figuren in einer seitlichen Ansicht, wobei der Steckeinsatz 2 sowie die Überwurfmutter 40 nicht dargestellt sind. Ferner ist die Schiebehülse 11 transparent dargestellt (ihre Umrisse sind mit gestrichelten Linien angezeigt), um den Blick auf die darunterliegenden Komponenten des Steckverbinders 1 freizugeben.
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Dabei ist der Steckergrundkörper 12 mit dem Führungsrahmen 120 erkennbar. Der Steckergrundkörper 12 umfasst zur Vorderseite des Steckverbinders 1 gerichtete Rastarme 121 zur lösbaren Rastverbindung mit den zugeordneten Rastelementen 30 des Anbaurahmens 3 sowie zur Rückseite des Steckverbinders 1 gerichtete Rastarme 122 zur festen Rastverbindung mit Rastarmen 102 des Rückteils 10.
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In 4 ist zu erkennen, dass die Überbrückungselemente 14 auf einander gegenüberliegenden Seiten auf den im Wesentlichen kastenförmigen Steckergrundkörper 12 aufgesteckt und jeweils über Rastabschnitte 140 mit dem Steckergrundkörper 12 verbunden sind. Die zweite Federzunge 144 beider Überbrückungselemente 14 steht jeweils schräg in Richtung der Rückseite des Steckverbinders 1 geneigt vom Steckergrundkörper 12 ab und greift hinter jeweils eine Schräge 110 der Schiebehülse 11, gegen die sie federelastisch vorgespannt ist. Bei einer Verschiebung der Schiebehülse 11 entlang der Verschieberichtung Z weichen die zweiten Federzungen 144 federnd zurück und üben eine Rückstellkraft auf die Schiebehülse 11 aus. Diese Rückstellkraft führt zu einer entgegengesetzten Verschiebung der Schiebehülse 11, sobald diese nicht mehr betätigt wird (d.h. keine äußere Kraft entlang der Verschieberichtung Z mehr auf sie ausgeübt wird). Da die zweiten Federzungen 144 somit stets gegen die Schrägen 110 der Schiebehülse 11 vorgespannt sind, ist in jeder bestimmungsgemäßen Verschiebeposition der Verschiebehülse 11 eine elektrische Kontaktierung dieser über die zweiten Federzungen 144 mit den beiden Überbrückungselementen 14 sichergestellt. Um möglichst ohne zu verkanten an den Schrägen 110 entlanggleiten zu können, sind die zweiten Federzungen 144 mit jeweils einem abgerundeten Ende 146 versehen.
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Die Überbrückungselemente 14 haben somit eine Doppelfunktion: einerseits dienen sie zur Kontaktierung der Schiebhülse (und weiteren Bauteilen) und andererseits zum Ausüben einer Rückstellkraft auf die Schiebehülse.
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Wie in den 3 und 4 ferner zu erkennen ist, sind die Kontaktzungen 150 der Unterbrechungsfedern 15 abschnittsweise nach außen (d.h. vom Steckergrundkörper 12 weg) in Richtung der Schiebehülse 11 gebogen und liegen federelastisch vorgespannt an der Schiebehülse 11 an. Somit stellen die Unterbrechungsfedern 15 eine elektrische Verbindung zwischen der Schiebehülse 11 und dem Rückteil 10 her. Darüber hinaus haben die Unterbrechungsfedern 15 die Funktion, die Länge des Schlitzes 13 zwischen der Schiebehülse 11 und der Rückwand 104 an den langen Seiten 106 der Rückwand 104 zu unterbrechen und damit die Empfindlichkeit des Steckverbinders 1 für elektromagnetische Einstrahlungen durch den Schlitz 13 zu verringern. Mittels der vorliegend drei Kontaktzungen 150 werden die Abschnitte des Schlitzes 13 an den langen Seiten 106 der Rückwand somit in vier kürzere Abschnitte unterteilt.
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Das Rückteil 10 umfasst neben dem Innenabschnitt 105 und der Rückwand 104 einen Stutzen 100 mit einem Außengewinde 101, auf das die Überwurfmutter 40 der Kabelverschraubung 4 zur Befestigung des Kabels 5 am Steckverbinder 1 aufgeschraubt wird.
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Um eine möglichst gute Abschirmung gegen äußere elektromagnetische Einflüsse zu erzielen, wird die Schiebehülse 11 elektrisch mit der Schirmung 50 des mit dem Steckverbinder 1 verbundenen Kabels 5 verbunden.
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In den 5 und 6 ist dargestellt, wie diese Verbindung hergestellt wird. Konkret umfasst der Steckverbinder einen Kontaktring 42, welcher einen Abschnitt des Kabels 5, an dem dessen Schirmung 50 freiliegt, d.h. an dem eine äußere, die Schirmung 50 umgebende Isolierung 52 entfernt (oder nicht bereitgestellt) wurde, umgibt. Der Kontaktring 42 umfasst mehrere Kontaktfedern 420, die eine entlang des Kabels 5 längserstreckte Form aufweisen und sich an einer Seite des Kontaktrings 42 um das Kabel 5 herum nebeneinander erstrecken. Die Kontaktfedern 420 sind ausgehend vom Kontaktring 42 leicht konzentrisch nach innen geneigt, berühren die Schirmung 50 des Kabels 5 im ihrem entspannten Zustand und bei einer zum Kabel 5 konzentrischen Ausrichtung des Kontaktrings 42 jedoch nicht. Durch Aufsetzen eines in 6 gezeigten Klemmrings 43, der gemeinsam mit dem Kontaktring 42 durch einen Teil (z.B. einen in den Stutzen 100 eingreifenden Hintergriff) der auf das Gewinde 101 des Rückteils 11 aufgeschraubten (in 6 nicht dargestellten) Überwurfmutter 40 (oder durch ein durch die Überwurfmutter 40 in Richtung des Steckergrundkörpers 12 gedrängtes Teil, wie z.B. einen Klemmkäfig) in Richtung des Steckergrundkörpers 12 gedrängt wird, werden die Kontaktfedern 420 an die Schirmung 50 gedrückt und kontaktieren diese elektrisch. Hierzu weist der Klemmring 43 einen Innendurchmesser auf, der geringer ist als der Außendurchmesser des Kontaktrings 42. Sobald bei einem Aufschrauben der Überwurfmutter 40 der Kontaktring 42 nicht weiter in Richtung des Steckergrundkörpers 12 ausweichen kann (z.B. weil er an einen Anschlag im Inneren des Stutzens 100 anschlägt), drückt der Klemmring 43 auf die schräg nach innen gebogenen Kontaktfedern 420 und biegt diese nach innen bis zur Kontaktierung der Schirmung 50. Auf diese Weise wird gleichzeitig eine sichere elektrische Kontaktierung des Kontaktrings 42 mit der Schirmung 50 einerseits sowie des Kontaktrings 42 mit dem Rückteil 10 andererseits hergestellt.
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Da sowohl das Rückteil 10 als auch die Schiebehülse 11 aus elektrisch leitfähigen Materialien gefertigt sind und mittels der Überbrückungselemente 14 und der Unterbrechungsfedern 15 miteinander sowie mit der Schirmung 50 des Kabels 5 einerseits und mit dem Anbaurahmen 3 anderseits elektrisch verbunden sind, wird durch den Steckverbinder 1 eine umfassende und effektive Abschirmung der Adern 51 des Kabels und des Steckeinsatzes 2 gegen externe elektromagnetische Störquellen aus dem Umfeld des Steckverbinders 1 bereitgestellt.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch bei anders ausgestalteten Ausführungsformen verwirklichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 10
- Rückteil
- 100
- Stutzen
- 101
- Außengewinde
- 102
- Rastarm
- 103
- Aufnahme
- 104
- Rückwand
- 105
- Innenabschnitt
- 106
- lange Seite
- 107
- kurze Seite
- 11
- Schiebehülse
- 110
- Schräge
- 111
- Kante
- 12
- Steckergrundkörper
- 120
- Führungsrahmen
- 121
- Rastarm
- 122
- Rastarm
- 13
- Schlitz
- 14
- Überbrückungselement
- 140
- Rastabschnitt
- 141
- erste Federzunge
- 142
- Positionierelemente
- 143
- Kontaktarm
- 144
- zweite Federzunge
- 145
- Grundkörper
- 146
- gebogenes Ende
- 15
- Unterbrechungsfeder
- 150
- Kontaktzunge
- 151
- Klammerarm
- 152
- Steg
- 16
- Mittelachse
- 2
- Steckeinsatz
- 20
- elektrischer Kontakt
- 3
- Anbaurahmen
- 30
- Rastelemente
- 31
- Rahmen
- 32
- Schlitz
- 4
- Kabelverschraubung
- 40
- Überwurfmutter
- 41
- Kabelaufnahme
- 42
- Kontaktring
- 420
- Kontaktfeder
- 43
- Klemmring
- 5
- Kabel
- 50
- Schirmung
- 51
- Adern
- 52
- Isolierung
- 6
- Wand
- Z
- Verschieberichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004046259 B3 [0005]
