DE102017000632A1

DE102017000632A1 - Steckverbinder und Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders

Info

Publication number: DE102017000632A1
Application number: DE102017000632.6A
Authority: DE
Inventors: Simon Winterhalter; Michael Quiter
Original assignee: Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Current assignee: Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2018-07-26
Also published as: EP3352311A1; EP3352311B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere einen Runsteckverbinder, insbesondere zur Herstellung einer Ethernetverbindung und ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders. Der Steckverbinder umfasst eine Vielzahl von Kontaktelementen zum Kontaktieren von einer Vielzahl von Kabelleitern eines Kabelendes und zumindest einen Isolierkörper umfassend zumindest eine Kontaktelementaufnahme zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Vielzahl von Kontaktelementen, wobei die zumindest eine Kontaktelementaufnahme ausgebildet ist, so dass jedes Kontaktelement der Vielzahl von in der zumindest einen Kontaktelementaufnahme angeordneten Kontaktelementen in einem Bereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Isolierkörpers kontaktfrei zum Isolierkörper ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere zur Herstellung einer Ethernetverbindung, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders.
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Steckverbindertechnik, insbesondere auf dem Gebiet der Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Steckverbinder, insbesondere auf dem Gebiet der M12-Rundsteckverbinder. Solche Stecker, wie zum Beispiel M12-Rundsteckverbinder, werden zur Herstellung von industriellen Ethernetverbindungen verwendet. Insbesondere bei der Verwendung der Stecker für Hochgeschwindigkeits-Ethernetverbindungen ist die übertragene Datendichte besonders hoch und daher müssen die Stecker eine Interferenz-freie Datenübertragung gewährleisten.
Hierbei spielt die gegenseitige Anordnung der Datenübertragungsleiter eine wichtige Rolle, um zu vermeiden, dass sich die Datenübertragungsleiter innerhalb der Steckverbinder gegenseitig nachteilhaft beeinflussen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, einen verbesserten und/oder kostengünstigeren Steckverbinder zur Herstellung einer Ethernetverbindung zu ermöglichen, der robust gegenüber Interferenzeffekten ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Steckverbinder, und insbesondere einen Rundsteckverbinder, insbesondere zur Herstellung einer Ethernetverbindung, umfassend eine Vielzahl von Kontaktelementen zum Kontaktieren von einer Vielzahl von Kabelleitern eines Kabelendes und zumindest einen Isolierkörper umfassend zumindest eine Kontaktelementaufnahme zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Vielzahl von Kontaktelementen, wobei die zumindest eine Kontaktelementaufnahme ausgebildet ist, so dass jedes der Vielzahl von in der zumindest einen Kontaktelementaufnahme angeordneten Kontaktelementen in einem Bereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Isolierkörpers kontaktfrei zum Isolierkörper ist. Insbesondere sind die Kontaktelemente mechanisch und elektrisch kontaktfrei, und berühren insbesondere weder sich gegenseitig, noch stehen sie in Kontakt mit gegebenenfalls vorhandenen Kabelmänteln.
Das Kabelende kann hierbei zu einem beliebigen, handelsüblichen Ethernetkabel gehören, wobei das Kabelende eine Vielzahl von Kabelleitern aufweist, die jeweils zu den elektrischen Leitungen innerhalb des Ethernetkabels gehören. Die Kabelleiter sind hierbei derart von möglichen Isolierschichten freigelegt, um einen elektrischen Kontakt möglich zu machen. Das Kabelende kann sich über einen Bereich des Kabels mit einer Länge von vorzugsweise höchstens etwa 5 cm, weiter bevorzugt nicht mehr als etwa 2,5 cm, noch weiter bevorzugt nicht mehr als etwa 1 cm erstrecken.
Die Kontaktelemente sind ausgebildet, einen elektrischen Kontakt mit den freigelegten Kabelleitern des Kabelendes zu ermöglichen. Hierdurch wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen Kabel und Steckverbinder hergestellt. Zudem ermöglicht jedes der Kontaktelemente eine elektrische Verbindung über den Steckverbinder mit einem komplementären Stecker. Hierzu können die Kontaktelemente innerhalb des Steckverbinder zylindrisch ausgebildet sein und entlang einer im Wesentlichen geraden Kontaktelementachse verlaufen. Im Wesentlichen gerade bedeutet in diesem Sinne inklusive kleiner herstellungsüblicher und betriebsüblicher Abweichungen.
Der Isolierkörper des Steckverbinders dient zur elektrischen Isolation der Strom-führenden Kontaktelemente von einander und nach außen. Hierdurch wird eine sichere Handhabung des Steckverbinders ermöglicht, selbst wenn das verbundene Ethernetkabel unter Spannung steht. Zudem ist es notwendig, die Kontaktelemente gegeneinander zu isolieren, um ungewollte Interferenzen der geleiteten Signale zu verhindern. Insbesondere ist es notwendig elektrisches Übersprechen, wobei ein Signal von einem Kontaktelement induktiv, kapazitiv oder galvanisch auf ein anderes Kontaktelement eingekoppelt wird, zu verhindern. Aus diesem Grund ist der Isolierkörper aus einem Isoliermaterial gefertigt, dass eine möglichst hohe Isolierfähigkeit aufweist.
Der Isolierkörper ist ausgebildet, die Vielzahl von Kontaktelementen aufzunehmen. Der Isolierkörper wurde im Rahmen der Erfindung unter Einbezug der Erkenntnis entworfen, dass das beste und kostengünstigste Material zur Herstellung des Isolierkörpers ein isolierendes Gas, insbesondere Luft, ist. Daher ist der Isolierkörper mit zumindest einer Kontaktelementaufnahme zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Vielzahl von Kontaktelementen ausgebildet. Hierbei erstrecken sich die Kontaktelemente entlang einer axialen Richtung des Isolierkörpers durch den Isolierkörper. Jede der Kontaktelementaufnahmen kann ausgebildet sein, entweder nur ein einziges oder mehrere der Vielzahl von Kontaktelementen aufzunehmen. Vorzugsweise sind Kabelleiter und/oder Kontaktelemente im Isolierkörper durch Gas, beispielsweise Luft, voneinander getrennt. Hierdurch kann ein Übersprechen zwischen geleiteten Datenströmen auf benachbarten Kabelleitern und/oder Kontaktelementen reduziert werden. Ferner führt eine Lagerung der Kabelleiter und/oder Kontaktelemente in Gas bzw. Luft zu einer verkleinerten Permittivität ε_R, wodurch die Impedanz kontrolliert bzw. eingestellt werden kann.
Zudem wird durch die Ausbildung von Kontaktelementaufnahmen in dem Isolierkörper der Materialaufwand zur Herstellung des Isolierkörpers reduziert, wodurch eine Kostensenkung des Herstellungsprozesses bewirkt wird.
Die in den Kontaktelementaufnahmen aufgenommenen Kontaktelemente werden in einem Bereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Isolierkörpers kontaktfrei gelagert. Kontaktfrei in diesem Sinne bedeutet ohne physischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen und dem Isolierkörper. Hierdurch wird sichergestellt, dass jedes der Kontaktelemente in dem Bereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Isolierkörpers durch Gas, beispielsweise Luft, von dem Isolierkörper getrennt ist, um einen Gesamtisoliereffekt des Isolierkörpers zu optimieren. Das Gas kann ein in der Umgebung des Steckverbinders, beispielsweise in der Atmosphäre, vorhandenes Gas, beispielsweise Luft, sein. Hierbei ist es von Vorteil, den Bereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Isolierkörpers zu maximieren, wobei ein steckerseitiges Ende jedes Kontaktelements nur in einem Endbereich von dem Isolierkörper gehalten wird. Der Endereich kann sich vorzugsweise über mindestens etwa 60%, weiter bevorzugt zumindest etwa 80%, noch weiter bevorzugt zumindest etwa 90%, am meisten bevorzugt zumindest etwa 95% der Länge des Isolierkörpers erstrecken.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes Kontaktelement der Vielzahl von Kontaktelementen des Steckverbinders in einem Zwischenbereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Kontaktelements mit einem geringeren Durchmesser als an dem ersten Ende oder dem zweiten Ende des Kontaktelements ausgebildet. Durch eine solche Reduktion des Durchmessers des Kontaktelements in dem Zwischenbereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Kontaktelements wird ein Mindestabstand zwischen dem Isolierkörper und dem Kontaktelement entlang einer Radialrichtung bezüglich des Kontaktelements maximiert. Hierdurch wird ein Gas- bzw. Luft-gefüllter Raum um die Kontaktelemente innerhalb der Kontaktelementaufnahme vergrößert, wodurch die Permittivität ε_R verkleinert wird und sich somit die Impedanz erhöht. Durch die geänderte Permittivität ε_R wird somit die Impedanz kontrolliert in entsprechende Normwerte geführt. Zudem führt der reduzierte Durchmesser der Kontaktelemente zu einem vergrößerten Abstand zwischen den Kontaktelementen innerhalb des Isolierkörpers, wodurch ungewollte Interferenzen, d. h. Übersprechen, der durch die Kontaktelemente geleiteten Signale reduziert werden.
Der reduzierte Durchmesser der Kontaktelemente gewährleistet, dass eine geringe Biegung der Kontaktelemente innerhalb des Isolierkörpers möglich ist. Eine geringe Biegung in diesem Sinne ist eine Biegung des Kontaktelements, so dass ein physischer Kontakt in dem Zwischenbereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Isolierkörpers nicht zustande kommt. Hierdurch erhalten die Kontaktelemente eine Flexibilität, die es den Kontaktelementen erlaubt federnd zu wirken. Dies ist besonders vorteilhaft, da hierdurch eine Beschädigung des Steckverbinders durch unsachgemäße Behandlung, wie zum Beispiel ein zu kraftvolles Einführen eines komplementären Steckers, vermieden bzw. reduziert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Steckverbinder acht Kontaktelemente auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Steckverbinder als ein M12 Rundsteckverbinder ausgebildet. Insbesondere M12-Rundsteckverbinder können verschieden viele Kontaktelemente aufweisen, wobei die Anzahl der Kontaktelemente durch eine Kodierung des M12-Rundsteckverbinders festgelegt wird. Zudem ergibt sich aus der Kodierung des M12-Rundsteckverbinders eine geometrische Auslegung des Isolierkörpers, wodurch ein versehentliches Verbinden inkompatibler Rundsteckverbinder verhindert wird. Der M12-Rundsteckverbinder kann als A-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet sein und 5 Kontaktelemente umfassen. Der M12-Rundsteckverbinder kann als B-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet sein und 5 Kontaktelemente umfassen. Der M12-Rundsteckverbinder kann als C-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet sein und 3 Kontaktelemente umfassen. Der M12-Rundsteckverbinder kann als D-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet sein und 5 Kontaktelemente umfassen. Der M12-Rundsteckverbinder kann als S-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet sein und 4 Kontaktelemente umfassen. Der M12-Rundsteckverbinder kann als T-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet sein und 4 Kontaktelemente umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der M12-Rundsteckverbinder als X-kodierter Rundsteckverbinder ausgebildet und umfasst 8 Kontaktelemente.
In einer weiteren Ausführungsform weist jedes der Vielzahl von Kontaktelementen eine Länge von mindestens 1mm, bevorzugt 2mm, weiter bevorzugt 5 mm auf. In einer weiteren Ausführungsform weist jedes der Vielzahl von Kontaktelementen eine Länge von maximal 200mm, bevorzugt 50mm, weiter bevorzugt 25mm auf. In einer weiteren Ausführungsform weist der Isolierkörper eine Länge von mindestens 2mm, bevorzugt 4mm, weiter bevorzugt 10mm auf. In einer weiteren Ausführungsform weist der Isolierkörper eine Länge von maximal 50mm, bevorzugt 25mm, weiter bevorzugt 15mm auf. Hierbei ist es von Vorteil, einen möglichst hohen Anteil der Länge der Kontaktelemente in dem Isolierkörper aufzunehmen, um einen möglichst großen Teil der Kontaktelemente isolieren zu können. Dazu sind der Isolierkörper und die Kontaktelemente ausgebildet, so dass der Isolierkörper die Länge von mindestens 60%, bevorzugt 80%, weiter bevorzugt 90% der Länge der Kontaktelemente aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst jedes Kontaktelement eine Kabelleiteraufnahme zur Aufnahme und Befestigung des Kabelleiters und/oder eine Steckeraufnahme zur Aufnahme eines komplementären Kontaktsteckers. Die Kabelleiteraufnahme ist hierzu an einem Ende des Kontaktelements angeordnet und kann eine Krimpeinrichtung umfassen, die ausgelegt ist, den Kabelleiter durch Krimpen an dem Kontaktelement zu befestigen und somit eine elektrische Verbindung zwischen Kabelleiter und Kontaktelement herzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner ein Steckerkörperelement, wobei das Steckerkörperelement ausgebildet ist, mit einem Endabschnitt des Isolierkörpers in Eingriff zu gelangen, so dass eine relative Verdrehung von Isolierkörper und Steckerkörperelement blockiert ist. Insbesondere kann das Steckerkörperelement ausgebildet sein, eine relative Verdrehung zwischen dem Isolierkörper und den Kontaktelementen zu blockieren. Eine solche relative Verdrehung könnte zu einer Beschädigung des Steckverbinders und/oder zu einer negativen Beeinträchtigung der Signalübertragung der Kontaktelemente führen. Um dieser entgegenzuwirken, kann das Steckerkörperelement ausgebildet sein, mit zumindest zwei Bauteilen des Steckverbinders in Eingriff zu gelangen. Zudem kann das Steckerkörperelement zumindest teilweise starr ausgebildet sein. In diesem Sinne bedeutet starr eine hohe Formstabilität des Steckerkörperelements gegenüber angelegten Kräften.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner eine Kontaktelement-Spreizeinrichtung, wobei die Kontaktelement-Spreizeinrichtung ausgelegt ist, jedes Kontaktelement der Vielzahl von Kontaktelementen separat zu halten. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Kontaktelemente auch außerhalb des Isolierkörpers nicht in physischen Kontakt kommen und somit die Signalübertragung negativ beeinträchtigen können. Insbesondere ist es hierdurch möglich die Kontaktelemente derart separat zu halten, dass die Kontaktelemente auch außerhalb des Isolierkörpers zumindest teilweise durch ein Gas, insbesondere Luft, isoliert werden. Hierbei ist es vorteilhaft, eine Auflagefläche jedes Kontaktelements auf der Kontaktelement-Spreizeinrichtung zu minimieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktelement-Spreizeinrichtung ausgebildet, um mit dem Isolierkörper und/oder dem Steckerkörperelement in Eingriff zu gelangen und dadurch eine relative Verdrehung der Kontaktelement-Spreizeinrichtung, und somit der Kontaktelemente, zum Isolierkörper und/oder zum Steckerkörperelement zu blockieren.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner eine Kabelleiter-Spreizeinrichtung, wobei die Kabelleiter-Spreizeinrichtung ausgelegt ist, jeden Kabelleiter der Vielzahl von Kabelleitern des Kabelendes separat zu halten. Hierdurch kann der Steckverbinder geordnet an dem Kabelende angebracht werden und ein potentieller physischer und/oder elektrischer Kontakt zwischen Kabelleitern vermieden werden. Die Kabelleiter-Spreizeinrichtung kann hierzu ausgebildet sein, jeweils einen Endabschnitt eines Kabelleiters und/oder einen Endabschnitt der Kontaktelemente zu halten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kabelleiter-Spreizeinrichtung ausgebildet, um mit der Kontaktelement-Spreizeinrichtung und/oder dem Steckerkörperelement in Eingriff zu gelangen und dadurch eine relative Verdrehung der Kabelleiter-Spreizeinrichtung, und somit der Kabelleiter, zur Kontaktelement-Spreizeinrichtung und/oder zum Steckerkörperelement zu blockieren.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner ein Steckverbinder-Hüllenelement, wobei das Steckverbinder-Hüllenelement ausgebildet ist, um den Steckverbinder in einem Bereich zwischen dem Kabelende und dem Isolierkörper zu umhüllen. Das Steckverbinder-Hüllenelement ist dabei derart ausgelegt, um den Steckverbinder nach außen elektrisch zu isolieren und den Steckverbinder vor Beschädigungen zu schützen. Das Steckverbinder-Hüllenelement kann insbesondere als eine metallische Hülse ausgebildet sein und/oder aus einem metallisch leitenden Kunststoff ausgebildet sein. Das Steckverbinder-Hüllenelement kann insbesondere als ein Faraday'scher Käfig ausgebildet sein, welcher die Kontakte des Steckverbinders umschließt und schützt. Das Steckverbinder-Hüllenelement dient hierbei zur elektromagnetischen Abschirmung, da die Kabelschirmung durch den Steckverbinder weitergeführt wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner ein Spritzguß-Schutzelement, wobei das Spritzguß-Schutzelement aus einem Spritzgußmaterial besteht und ausgebildet ist, den Steckverbinder in einem Bereich zwischen dem Kabelende und dem Isolierkörper zu umhüllen und nach außen zu schützen. Das Spritzgußmaterial kann ein beliebiges Material sein, welches sich zur Verwendung in einem Spritzgußverfahren eignet. Bevorzugt sind Materialien, welche zusätzlich den Steckverbinder elektrisch isolieren können und robust gegenüber Beschädigungen sind. Das Spritzguß-Schutzelement kann durch ein Spritzgußverfahren direkt am Steckverbinder angeordnet werden. Das Spritzguß-Schutzelement ist bevorzugt flüssigkeitsdicht und/oder feuchtigkeitsdicht und/oder staubdicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Steckverbinder ausgelegt, so dass ein Raum zwischen den Kontaktelementen der Vielzahl von Kontaktelementen im Wesentlichen frei Spritzgußmaterial ist. Im Wesentlichen bedeutet in diesem Sinne mit Ausnahme von möglichen herstellungsbedingten Abweichungen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Kontaktelemente des Steckverbinders auch außerhalb des Isolierkörpers zumindest teilweise frei von Spritzgußmaterial sind und durch Gas, beispielsweise Luft, isoliert werden. Zumindest teilweise bedeutet in diesem Sinne mit Ausnahme von möglichen Halteflächen, an denen die Kontaktelemente durch Bestandteile des Steckverbinders gehalten werden können. Hierdurch wird eine optimale Isolierung der Kontaktelemente entlang der gesamten Kontaktelemente gewährleistet.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner einen Schraubring, wobei der Schraubring ausgelegt ist, den Steckverbinder durch Anziehen bzw. Drehen des Schraubrings an einem komplementären Stecker zu befestigen. Hierdurch wird ein sicherer Halt zwischen Steckverbinder und dem komplementären Stecker gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Steckverbinder ferner ein Dichtmittel, welches an dem Steckverbinder angeordnet ist, so dass ein Verbindungsbereich zwischen dem Steckverbinder und dem komplementären Stecker nach Anziehen des Schraubrings flüssigkeitsdicht abgedichtet ist. Hierdurch wird verhindert, dass die Verbindung zwischen dem Steckverbinder und dem komplementären Stecker durch Einwirkung von Flüssigkeit beeinträchtigt wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Steckverbinder ausgelegt, eine Hochgeschwindigkeits-Ethernetverbindung herzustellen, wobei eine Datenübertragungsrate des Steckverbinders mindestens 100Megabit/s, bevorzugt mindestens 1 Gigabit/s beträgt. Die Datenübertragungsrate kann ferner bis zu 10 Gigabit/s betragen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders, umfassend Bereitstellen eines Kabelendes mit einer Vielzahl von Kabelleitern; Kontaktieren jedes Kabelleiters der Vielzahl von Kabelleitern mit einem Ende jeweils eines Kontaktelements; Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in einen Isolierkörper umfassend zumindest eine Kontaktelementaufnahme zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Kontaktelemente, wobei die zumindest eine Kontaktelementaufnahme ausgebildet ist, so dass jedes Kontaktelement der von in der zumindest einen Kontaktelementaufnahme angeordneten Kontaktelementen in einem Bereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Isolierkörpers kontaktfrei zum Isolierkörper ist. Die Kontaktelemente können hierbei eine beliebige Kombination der für die Kontaktelemente oben offenbarten Merkmale aufweisen. Der Isolierkörper bzw. die Kontaktelementaufnahme können eine beliebige Kombination der für den Isolierkörper bzw. die Kontaktelementaufnahme oben offenbarten Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders ferner einen Schritt zur Bereitstellung einer Kabelleiter-Spreizeinrichtung und einen Schritt zum Spreizen der Kabelleiter des Kabelendes mit der Kabelleiter-Spreizvorrichtung, wobei die Kabelleiter-Spreizeinrichtung ausgelegt ist, jeden Kabelleiter des Kabelendes separat zu halten. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Schritte zur Bereitstellung einer Kabelleiter-Spreizeinrichtung und zum Spreizen der Kabelleiter des Kabelendes mit der Kabelleiter-Spreizvorrichtung nach dem Kontaktieren jedes Kabelleiters der Vielzahl von Kabelleitern mit dem Ende jeweils eines Kontaktelements und vor dem Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in den Isolierkörper. Die Kabelleiter-Spreizeinrichtung kann hierbei eine beliebige Kombination der für die Kabelleiter-Spreizeinrichtung oben offenbarten Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders ferner einen Schritt zur Bereitstellung einer Kontaktelement-Spreizeinrichtung und einen Schritt zum Spreizen der Kontaktelemente mit der Kontaktelement-Spreizvorrichtung, wobei die Kontaktelement-Spreizeinrichtung ausgelegt ist, jedes Kontaktelement separat zu halten. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Schritte zur Bereitstellung einer Kontaktelement-Spreizeinrichtung und zum Spreizen der Kontaktelemente mit der Kontaktelement-Spreizvorrichtung nach dem Kontaktieren jedes Kabelleiters der Vielzahl von Kabelleitern mit dem Ende jeweils eines Kontaktelements und vor dem Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in den Isolierkörper. Die Kontaktelement-Spreizeinrichtung kann hierbei eine beliebige Kombination der für die Kontaktelement-Spreizeinrichtung oben offenbarten Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders ferner einen Schritt zur Bereitstellung eines Steckerkörperelements und einen Schritt zum Stabilisieren des Steckverbinders mit dem Steckerkörperelement, wobei das Steckerkörperelement ausgelegt ist, ein Verdrehen der Kontaktelemente innerhalb des Steckverbinders zu blockieren. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Schritte zur Bereitstellung eines Steckerkörperelements und zum Stabilisieren des Steckverbinders mit dem Steckerkörperelement nach dem Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in den Isolierkörper. Das Steckerkörperelement kann hierbei eine beliebige Kombination der für das Steckerkörperelement oben offenbarten Merkmale aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders ferner einen Schritt zur Bereitstellung eines Steckverbinder-Hüllenelements und einen Schritt zum Umschließen des Steckverbinders mit dem Steckverbinder-Hüllenelement, wobei das Steckverbinder-Hüllenelement ausgelegt ist, den Steckverbinder nach außen zu isolieren und vor Beschädigungen zu schützen. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Schritte zur Bereitstellung eines Steckverbinder-Hüllenelements und zum Umschließen des Steckverbinders mit dem Steckverbinder-Hüllenelement nach dem Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in den Isolierkörper. Das Steckverbinder-Hüllenelement kann hierbei eine beliebige Kombination der für das Steckverbinder-Hüllenelement oben offenbarten Merkmale aufweisen. Das Steckverbinder-Hüllenelement kann insbesondere als eine metallische Hülse ausgebildet sein und/oder aus einem metallisch leitenden Kunststoff ausgebildet sein. Das Steckverbinder-Hüllenelement kann insbesondere als ein Faraday'scher Käfig ausgebildet sein, welcher die Kontakte des Steckverbinders umschließt und schützt. Das Steckverbinder-Hüllenelement dient hierbei zur elektromagnetischen Abschirmung, da die Kabelschirmung durch den Steckverbinder weitergeführt wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders ferner einen Schritt zum Umschließen des Steckverbinders mit einem Spritzguß-Schutzelement, wobei das Spritzguß-Schutzelement aus einem Spritzgußmaterial durch ein Spritzgußvorgang an dem Steckverbinder angeordnet wird. Das Spritzguß-Schutzelement ist ausgelegt, den Steckverbinder nach außen zu isolieren und vor Beschädigungen zu schützen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Spritzguß-Schutzelement ausgelegt, so dass sich kein Spritzgußmaterial zwischen den Kontaktelementen der Vielzahl von Kontaktelementen erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Schritt zum Umschließen des Steckverbinders mit einem Spritzguß-Schutzelement nach dem Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in den Isolierkörper. Das Spritzguß-Schutzelement kann hierbei eine beliebige Kombination der für das Spritzguß-Schutzelement oben offenbarten Merkmale aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Einzelne Merkmale der in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen können durch den Fachmann beliebig kombiniert werden.

1A: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
1B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes mit angeordneten Kontaktelementen wie in 1A dargestellt.
2A: zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kabelleiter-Spreizeinrichtung des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
2B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes gemäß 1B mit angeordneter Kabelleiter-Spreizeinrichtung.
3A: zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kontaktelement-Spreizeinrichtung des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
3B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes gemäß 2B mit angeordneter Kontaktelement-Spreizeinrichtung.
4A: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Isolierkörpers des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
4B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes gemäß 3B mit angeordnetem Isolierkörper.
5: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Isolierkörpers des exemplarischen Ausführungsbeispiels, und insbesondere die Kontaktelementaufnahmen.
6A: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckerkörperelements des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
6B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes gemäß 4B mit angeordnetem Steckerkörperelement.
7A: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckverbinder-Hüllenelements des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
7B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes gemäß 6B mit angeordnetem Steckverbinder-Hüllenelement.
8A: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Spritzguß-Schutzelements des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
8B: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schraubrings des exemplarischen Ausführungsbeispiels.
8C: zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kabelendes gemäß 7B mit angeordnetem Spritzguß-Schutzelement und Schraubring.

In 1A ist ein Kontaktelement 10 eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Das Kontaktelemente 10 umfasst eine Kabelleiteraufnahme 11, welche an einem Ende des Kontaktelements 10 angeordnet ist. Die Kabelleiteraufnahme 11 ist ausgebildet, einen Kabelleiter eines Kabelendes aufzunehmen und durch einen Krimpvorgang an dem Kontaktelement 10 zu befestigen. An dem Ende des Kontaktelements 10, welches der Kabelleiteraufnahme 11 entgegengesetzt ist, weist das Kontaktelement 10 eine Steckeraufnahme 13 auf. Die Steckeraufnahme 13 ist ausgebildet, einen komplementären Stecker bzw. ein komplementäres Kontaktelement eines komplementären Steckers aufzunehmen und eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktelement 10 und komplementärem Stecker bzw. komplementärem Kontaktelement des komplementären Steckers herzustellen. Ferner weist das Kontaktelement 10 einen Zwischenbereich 12 zwischen den beiden Enden des Kontaktelements 10 auf, wobei das Kontaktelement 10 in dem Zwischenbereich 12 einen geringeren Durchmesser als an der Kabelleiteraufnahme 11 oder der Steckeraufnahme 13 aufweist.
In 1B wird ein Kabelende 1 mit befestigten Kontaktelementen 10 dargestellt. Hierzu werden jeweils ein Kabelleiter 2 des Kabelendes 1 mit jeweils einer zugeordneten Kabelleiteraufnahme 11 eines Kontaktelements 10 durch Krimpen verbunden. In 1B sind alle acht Kabelleiter 2 des Kabelendes 1 mit Kontaktelementen 10 verbunden.
2A zeigt eine Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 des Ausführungsbeispiels. Die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 ist ausgelegt, jeden Kabelleiter 2 des Kabelendes 1 separat zu halten. Hierzu weist die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 ein Spreizelement 21 auf, welches ausgelegt ist, benachbarte Kabelleiter 2 und/oder benachbarte Kontaktelemente 10 physisch voneinander zu trennen und/oder zu halten. Die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 weist ferner eine Vielzahl von Kabelleiternuten 22 auf, die ausgelegt sind, jeweils einen Kabelleiter 2 und/oder ein Kontaktelement 10 aufzunehmen und separat von anderen Kabelleitern 2 und/oder Kontaktelementen 10 zu halten. Die Kabelleiternuten 22 können ferner ausgelegt sein, auch einen Teilbereich der Kabelleiteraufnahme 11 der Kontaktelemente 10 zu halten.
In 2B ist der Gegenstand von 1B mit angeordneter Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 dargestellt. Hierzu wird die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 an dem Kabelende 1 angeordnet und die Kabelleiter 2, die mit Kabelleiteraufnahmen 11 der Kontaktelemente 10 verbunden sind, in die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 aufgenommen.
In 3A ist eine Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 des Ausführungsbeispiels dargestellt. Die Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 weist Kontaktelementhalter 31 auf, die ausgelegt sind, die Kontaktelemente 10 separat voneinander zu halten. Hierzu weisen die Kontaktelementehalter 31 Kontaktelementnuten 32 auf, die ausgelegt sind, jeweils ein Kontaktelement 10 aufzunehmen und zu halten. Hierdurch wird vermieden, dass Kontaktelemente 10 innerhalb des Steckverbinders in Kontakt kommen. Ferner weist die Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 ein Verbindungsteil 33 auf, das ausgelegt ist, in die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 aufgenommen zu werden. Hierduch wird ein sicherer Sitz der Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 relativ zur Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 gewährleistet.
In 3B ist der Gegenstand von 2B mit angeordneter Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 dargestellt. Hierbei wird die Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 mit der Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 verbunden, indem das Verbindungsteil 33 der Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 in die Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 aufgenommen wird.
In 4A ist ein Isolierkörper 40 des Ausführungsbeispiels dargestellt. Der dargestellte Isolierkörper 40 ist in einer Konfiguration gemäß eines X-kodierten M12-Steckverbinders ausgebildet. Der Isolierkörper 40 ist ausgebildet, die Kontaktelemente 10 aufzunehmen und eine Verbindung zwischen den Kontaktelementen 10 mit einem komplementären Stecker durch Öffnungen 42 zu ermöglichen. Der Isolierkörper 40 weist ferner ein Verbindungsteil 43 auf, welches ausgelegt ist, in die Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 aufgenommen bzw. damit verbunden zu werden, um einen sicheren Sitz des Isolierkörpers 40 zu gewährleisten und um eine relative Verdrehung des Isolierkörpers 40 und der Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 zu blockieren.
In 4B ist der Gegenstand von 3B mit angeordnetem Isolierkörper 40 dargestellt. Hierbei wird der Isolierkörper 40 mit der Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 verbunden, indem das Verbindungsteil 43 des Isolierkörpers 40 in die Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 aufgenommen wird. Die Kontaktelemente 10 werden hierbei in Kontaktelementaufnahmen 41 aufgenommen (siehe 5).
5 zeigt den Isolierkörper 40 aus einer anderen Perspektive. Hierbei ist der Isolierkörper aus Richtung des Kabelendes 1 gezeigt. Exemplarisch sind zwei Kontaktelemente 10 in eine Kontaktelementaufnahme 41 aufgenommen worden, während bei einer sachgemäßen Verwendung des Isolierkörpers 40 acht Kontaktelemente 10 in den Isolierkörper 40 aufgenommen werden. Der Isolierkörper 40 weist Öffnungen 42 und das Verbindungsteil 43 auf. In dem Isolierkörper 40 ist eine Anzahl von Kontaktelementen 10 des Steckverbinders gleich einer Anzahl von Öffnungen 42, die dazu ausgelegt sind, eine Verbindung der Steckeraufnahmen 13 der Kontaktelemente 10 mit jeweils einem komplementären Kontaktelement eines komplementären Steckers zu ermöglichen. Ferner sind aus dieser Perspektive die Kontaktelementaufnahmen 41 sichtbar, in die die Kontaktelemente 10 aufgenommen werden. Die Kontaktelementaufnahmen 41 erstrecken sich hierbei von den Öffnungen 42 vorzugsweise in einer axialen Richtung des Isolierkörpers 40 durch den Isolierkörper 40, und bilden somit jeweils einen durchlaufenden Hohlraum innerhalb des Isolierkörpers 40. Insbesondere haben die Kontaktelementaufnahmen 41 einen größeren Querschnitt bzw. Durchmesser als die Öffnungen 42. In dem exemplarischen Isolierkörper 40 sind pro Kontaktelementaufnahme 41 zwei Kontaktelemente 10 aufgenommen, und somit ist jede Kontaktelementaufnahme 41 mit jeweils zwei Öffnungen 42 verbunden. Zwischen jeweils zwei Öffnungen 42, die mit der gleichen Kontaktelementaufnahme 41 verbunden sind, verläuft vorzugsweise in der axialen Richtung des Isolierkörpers eine Trennwand 44, die die aufgenommenen Kontaktelemente 10, insbesondere entlang deren Steckeraufnahmen 13, physisch und/oder elektrisch voneinander trennt. Die Kontaktelemente 10 sind in den Kontaktelementaufnahmen 41 in zumindest einem ersten Teilbereich durch Gas bzw. Luft voneinander und von dem Isolierkörper 40 getrennt, und in einem zweiten Teilbereich durch die Trennwand 44 voneinander getrennt. Die Kontaktelemente 10 können in dem zweiten Teilbereich durch den Isolierkörper 40 gestützt werden. Die Kontaktelementaufnahmen 41 können während der Herstellung des Isolierkörpers 40 beispielsweise durch einen Gußvorgang geformt werden, oder nach der Herstellung des Isolierkörpers 40 beispielsweise durch Fräsen in dem Isolierkörper 40 geformt werden.
6A zeigt ein Steckerkörperelement 50 des Ausführungsbeispiels. Das Steckerkörperelement 50 ist ausgebildet, um dem Steckverbinder eine verbesserte Stabilität zu gewährleisten. Insbesondere weist das Steckerkörperelement 50 vier Halteplatten 51 auf. Die Halteplatten 51 sind ausgebildet, um mit Aussparungen des Isolierkörpers 40 in Eingriff zu gelangen und somit eine relatives Verdrehen zwischen Isolierkörper 40 und Steckerkörperelement 50 zu blockieren. Ferner weist das Steckerkörperelement 50 vier Haltearme 52 auf, die ausgebildet sind, um mit der Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 und der Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 in Eingriff zu gelangen, und somit eine relative Verdrehung derer bezüglich dem Steckerkörperelement 50 zu blockieren. Das Steckerkörperelement 50 weist ferner einen Zackenring 53 auf, der zur Befestigung des Steckverbinders mit einem komplementären Stecker dient, indem dieser eine Drehung eines Schraubrings 90 (siehe 8B) entgegen einer Verschraubrichtung hemmt. Hierbei ist anzudeuten, dass die Halteplatten 51 und Haltearme 52 nicht auf die Anzahl 4 beschränkt sind. Es könnten auch mehr oder weniger Halteplatten 51 und/oder Haltearme 52 aufgewiesen sein.
In 6B ist der Gegenstand von 4B mit angeordnetem Steckerkörperelement 50 dargestellt. Hierbei wird das Steckerkörperelement 50 entlang einer Achse des Steckverbinders auf den Steckverbinder geschoben, so dass die Halteplatten 51 mit dem Isolierkörper 40, und die Haltearme 52 mit der Kabelleiter-Spreizeinrichtung 20 und der Kontaktelement-Spreizeinrichtung 30 in Eingriff gelangen.
7A zeigt ein Steckverbinder-Hüllenelement 60 des Ausführungsbeispiels. Das Steckverbinder-Hüllenelement 60 ist ausgebildet, den Steckverbinder nach außen zu isolieren und vor Beschädigungen zu schützen. Hierzu umfasst das Steckverbinder-Hüllenelement 60 eine Aufnahme 63 zur Aufnahme des Steckverbinders wie in 6B dargestellt. Insbesondere umfasst das Steckverbinder-Hüllenelement 60 einen ersten Abschnitt 61 zur Umschließung des Kabelendes 1 und einen zweiten Abschnitt 62 zur teilweisen Umschließung des Steckverbinders. 7B zeigt den Gegenstand von 6B mit angeordnetem Steckverbinder-Hüllenelement 60. Ferner ist auch ein Dichtmittel 70 dargestellt, das bei abgeschlossener Verbindung des Steckverbinders mit einem komplementären Stecker, einen Verbindungsbereich flüssigkeitsdicht abdichtet.
8A zeigt ein Spritzguß-Schutzelement 80 des Ausführungsbeispiels. Das Spritzguß-Schutzelement 80 wird durch einen Spritzgußvorgang direkt an den Steckverbinder angebracht und dient zum Schutz gegen beispielsweise Feuchtigkeit, Staub und/oder physische Beschädigungen und der Isolierung der Steckverbinders. 8B zeigt einen Schraubring 90 des Ausführungsbeispiels. Der Schraubring 90 ist mit Gewinde 91 ausgelegt, den Steckverbinder an einem komplementären Stecker zu befestigen. 8C zeigt den Gegenstand von 7B mit angeordnetem Spritzguß-Schutzelement 80 und Schraubring 90.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die exemplarischen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann der Fachmann eine beliebige Kombination der genannten Bauteile des Steckverbinders mit einer beliebigen Kombination der offenbarten Merkmale der Bauteile in einem erfindungsgemäßen Steckverbinder verwirklichen.
Bezugszeichenliste

1: Kabelende
2: Kabelleiter
10: Kontaktelement
11: Kabelleiteraufnahme
12: Zwischenbereich
13: Steckeraufnahme
20: Kabelleiter-Spreizeinrichtung
21: Spreizelement
22: Kabelleiternuten
30: Kontaktelement-Spreizeinrichtung
31: Kontaktelementhalter
32: Kontaktelementnuten
33: Verbindungsteil
40: Isolierkörper
41: Kontaktelement-Aufnahme
42: Öffnungen
43: Verbindungsteil
44: Trennwand
50: Steckerkörperelement
51: Halteplatten
52: Haltearme
53: Zackenring
60: Steckverbinder-Hüllenelement
61: erster Abschnitt
62: zweiter Abschnitt
63: Aufnahme
70: Dichtmittel
80: Spritzguß-Schutzelement
90: Schraubring
91: Gewinde

Claims

Steckverbinder insbesondere zur Herstellung einer Ethernetverbindung, umfassend: eine Vielzahl von Kontaktelementen (10) zum Kontaktieren von einer Vielzahl von Kabelleitern (2) eines Kabelendes (1); und zumindest einen Isolierkörper (40) umfassend zumindest eine Kontaktelementaufnahme (41) zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Vielzahl von Kontaktelementen (10), wobei die zumindest eine Kontaktelementaufnahme (41) ausgebildet ist, so dass jedes der Vielzahl von in der zumindest einen Kontaktelementaufnahme (41) angeordneten Kontaktelementen (10) in einem Bereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Isolierkörpers (40) kontaktfrei zum Isolierkörper (40) ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei jedes Kontaktelement (10) der Vielzahl von Kontaktelementen (10) in einem Zwischenbereich (12) zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Kontaktelements (10) einen geringeren Durchmesser hat als an dem ersten Ende oder dem zweiten Ende des Kontaktelements (10).
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Vielzahl von Kontaktelementen (10) acht Kontaktelemente (10) ist.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Steckverbinder als ein M12 Rundsteckverbinder ausgebildet ist, und wobei der Steckverbinder als ein X-kodierter M12 Rundsteckverbinder ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei jedes der Vielzahl von Kontaktelementen (10) eine Länge von mindestens 1mm, bevorzugt 2mm, weiter bevorzugt 5 mm aufweist, und/oder wobei der Isolierkörper (40) eine Länge von mindestens 2mm, bevorzugt 4mm, weiter bevorzugt 10mm aufweist.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das zumindest eine Kontaktelement (10) umfasst: eine Kabelleiteraufnahme (11) zur Aufnahme und Befestigung des Kabelleiters (2); und/oder eine Steckeraufnahme (13) zur Aufnahme eines komplementären Kontaktsteckers beziehungsweise eines Kontaktelements des komplementären Steckers.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein Steckerkörperelement (50), wobei das Steckerkörperelement (50) ausgebildet ist mit einem Endabschnitt des Isolierkörpers (40) in Eingriff zu gelangen, so dass eine relative Verdrehung von Isolierkörper (40) und Steckerkörperelement (50) blockiert ist.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend eine Kontaktelement-Spreizeinrichtung (30), wobei die Kontaktelement-Spreizeinrichtung (30) ausgelegt ist, jedes Kontaktelement (10) der Vielzahl von Kontaktelemente (10) separat zu halten.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend eine Kabelleiter-Spreizeinrichtung (20), wobei die Kabelleiter-Spreizeinrichtung (20) ausgelegt ist, jeden Kabelleiter (2) der Vielzahl von Kabelleitern (2) des Kabelendes (1) separat zu halten.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein Steckverbinder-Hüllenelement (60), wobei das Steckverbinder-Hüllenelement (60) ausgebildet ist, um den Steckverbinder in einem Bereich zwischen dem Kabelende (1) und dem Isolierkörper (40) zu umhüllen.
Steckverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein Spritzguß-Schutzelement (80), wobei das Spritzguß-Schutzelement (80) aus einem Spritzgußmaterial besteht und ausgebildet ist, den Steckverbinder in einem Bereich zwischen dem Kabelende (1) und dem Isolierkörper (40) zu umhüllen und nach außen zu schützen.
Steckverbinder nach Anspruch 11, wobei der Steckverbinder ausgelegt ist, so dass ein Raum zwischen den Kontaktelementen (10) der Vielzahl von Kontaktelementen (10) im Wesentlichen frei von Spritzgußmaterial ist.
Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders, umfassend: Bereitstellen eines Kabelendes mit einer Vielzahl von Kabelleitern; Kontaktieren jedes Kabelleiters der Vielzahl von Kabelleitern mit einem Ende jeweils eines Kontaktelements; Aufnehmen jedes der Kontaktelemente in einen Isolierkörper umfassend zumindest eine Kontaktelementaufnahme zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Kontaktelemente, wobei die zumindest eine Kontaktelementaufnahme ausgebildet ist, so dass jedes Kontaktelement der von in der zumindest einen Kontaktelementaufnahme angeordneten Kontaktelementen in einem Bereich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des Isolierkörpers kontaktfrei zum Isolierkörper ist.