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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, zusammengesetzt aus Buchse (Steckverbinder) und Stift (Gegensteckverbinder), gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Steckverbinder und Gegensteckverbinder sind in an sich bekannter Weise an geschirmten Twisted-Pair-Leitungen angeschlossen, wobei die Leitungen eine Abschirmung aufweisen. Für die Anbindung der Steckverbindung ist es wichtig, dass eine Masseverbindung zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder im zusammengesteckten Zustand zwecks Abschirmung gegeben ist.
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Als Twisted Pair Leitungen (oder Kabel) mit verdrillten Adernpaaren werden in der Telekommunikations-, Nachrichtenübertragungs- und Computertechnik Kabeltypen bezeichnet, in denen die Adern paarweise miteinander verdrillt sind. Adernpaare können mit unterschiedlicher Schlaglänge und unterschiedlichem Drehsinn in einem Kabel verseilt werden um das Übersprechen zwischen den Adernpaaren zu minimieren. Verdrillte Adernpaare bieten gegenüber parallel geführten Adern einen besseren Schutz gegenüber elektrischen und magnetischen Störfeldern. Durch das Verdrillen der Adernpaare heben sich Beeinflussungen durch äußere Felder größtenteils gegenseitig auf. Verdrillte Adernpaare sind zur symmetrischen Signalübertragung gedacht, die durch ihre Gleichtaktunterdrückung gegenüber Gleichtaktstörungen unempfindlicher ist. Twisted Pair Leitungen mit verdrillten Adernpaaren werden schon sehr lange zur Signal- und Datenübertragung eingesetzt. Etabliert und bevorzugt werden daher entsprechende Kabel für alle Arten der Signalübertragung eingesetzt, unter anderem in der stationären Netztechnik.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung bereitzustellen, mit der eine Masseverbindung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder im zusammen gesteckten Zustand zwecks Abschirmung gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steckverbindung ein elektrisch leitendes Verbindungselement aufweist, mittels dessen die Abschirmungen der beiden Twisted Pair Leitungen im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung elektrisch miteinander verbunden sind. Dieses Verbindungselement gewährleistet also, dass die Abschirmungen der beiden Twisted Pair Leitungen im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung elektrisch miteinander kontaktiert sind, sodass die Abschirmung der beiden Leitungen durchgeschliffen wird. Das Verbindungselement ist hinsichtlich seiner Geometrie so gestaltet, dass es möglich ist, den Steckverbinder und den Gegensteckverbinder zu einer Steckverbindung zusammen zu stecken und die beiden Elemente auch wieder voneinander zu lösen.
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Dies hat die folgenden positiven Wirkungen:
- EMV-Vorteile: die Abschirmung für den Steckerbereich verbessert sich, Hoch frequenzmäßig: zwei HF Leitungen mit definierter beziehungsweise durchlaufender Massefläche werden bereitgestellt,
- Vorteile beim Design: durch Veränderung der Geometrie des Verbindungselementes (Metallteils) können gezielt die induktiven und kapazitiven Einflussfaktoren verändert werden,
- Gezielte Optimierung der Impedanzsprünge.
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Dadurch lassen sich auf Basis der etablierten Twisted Pair Leitungen solche Steckverbindungen in vorteilhafter Weise auch für Anwendungen in der mobilen Fahrzeugtechnik realisieren, in denen vollständig andere Rahmenbedingungen (wie beispielsweise hohe Temperaturschwankungen, Vibrationen, Feuchtigkeit und dergleichen) herrschen als wie in der stationären Netztechnik.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement Bestandteil eines Gehäuses der Steckverbindung ist. Es wird somit ein Gehäuse zur Verfügung gestellt, welches mit dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder in Wirkverbindung gebracht werden kann. Insbesondere werden der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder in das Gehäuse eingesteckt. Dabei erfolgt eine elektrische Verbindung der Abschirmung des Steckverbinders mit der Abschirmung des Gegensteckverbinders mittels des Verbindungselementes. Das Verbindungselement ist aus einem metallischen Werkstoff und wird beispielsweise im Innenbereich des Gehäuses angeordnet, zum Beispiel dort an die Innenwandung des Gehäuses angeklebt. Denkbar ist es auch, das Gehäuse mit einem runden Querschnitt auszubilden und das Verbindungselement mit seinem ebenfalls runden Querschnitt konzentrisch in das Innere des Gehäuses einzusetzen. In den Innenbereich des Verbindungselementes wird dann der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder eingesteckt, sodass durch diesen Steckvorgang die Abschirmung des Steckverbinders und auch die Abschirmung des Gegensteckverbinders mit dem Zusatzelement kontaktiert wird. Dies alles bedeutet, dass das Gehäuse und das Verbindungselement ein einstückig zu handhabendes Gebilde sind. Es kann auch daran gedacht werden, dass das Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff hergestellt wird. Dadurch erfolgt die elektrische Verbindung der Abschirmungen der beiden Leitungen automatisch dann, wenn die Abschirmungen direkt mit dem Gehäuse oder aber auch unter Anwendung eines weiteren Kontaktelementes miteinander verbunden werden. Ein jeweiliges Kontaktelement stellt in einem solchen Fall die elektrische Verbindung zwischen der Abschirmung einer jeweiligen Leitung und dem elektrisch leitfähigen Gehäuse her.
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In einer alternativen Gestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement als von einem Gehäuse der Steckverbindung separat gebildeten Element ausgestaltet ist. In einem solchen Fall ist es möglich, zunächst die Abschirmung einer jeweiligen Leitung mit dem Verbindungselement herzustellen (direkt oder wiederum indirekt unter Anwendung eines Kontaktelementes) und anschließend dieses Gebilde in ein Gehäuse einzusetzen. Dadurch lässt sich bei wirksamer Abschirmung die Gestaltungsfreiheit, insbesondere hinsichtlich des Designs der Steckverbindung, deutlich erhöhen.
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Für den Fall, dass die Abschirmung einer jeweiligen Leitung nicht direkt mit dem Verbindungselement elektrisch kontaktiert wird, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an der Abschirmung der Twisted Pair Leitung des Steckverbinders und an der Abschirmung der Twisted Pair Leitung des Gegensteckverbinders jeweils ein mit dem Verbindungselement elektrisch in Wirkverbindung bringbares Kontaktelement angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Geometrie der Abschirmung einer jeweiligen Leitung an die erforderliche Geometrie des Kontaktelementes und darüber hinaus die Geometrie des Kontaktelementes an die Geometrie des Verbindungselementes angepasst werden. In besonders vorteilhafter Weise wird das jeweilige Kontaktelement im Bereich der Abschirmung einer jeweiligen Leitung an diese angecrimpt, sodass dadurch eine dauerhafte, hochfeste und elektrisch zuverlässige Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Abschirmung hergestellt ist. Außerdem lässt sich ein solcher Crimpvorgang sehr gut automatisieren und ist darüber hinaus prozesssicher, was insbesondere für die Serienherstellung solcher Steckverbindungen von großer Bedeutung ist. Werden die beiden Kontaktelemente, nämlich das eine des Steckverbinders und das andere des Gegensteckverbinders, an der dazugehörigen Leitung angeklemmt, angecrimpt, verklebt, verlötet oder dergleichen, ist daran zu denken, dass die beiden Bereiche, mit denen die beiden Kontaktelemente zusammengesteckt werden können, entsprechend aufeinander abgestimmt sind.
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Nach der Erfindung ist mit anderen Worten vorgesehen, dass der Steckverbinder und/oder der Gegensteckverbinder einen Massekontakt aufweisen, der an einer Abschirmung der Leitung angebracht ist. Vorzugsweise erfolgt diese Anbindung des Massekontaktes über eine Crimpverbindung an der Leitung, insbesondere an dessen Abschirmungsgeflecht. Damit der Massekontakt im zusammengesteckten Zustand von Steckverbinder und Gegensteckverbinder kontaktiert und damit die Abschirmung durchgeschliffen wird, ist ein zusätzlicher Massekontakt in Form eines Metallteiles vorgesehen, welches den Massekontakt des Steckverbinders mit dem Massekontakt des Gegensteckverbinders verbindet. Dieses Metallteil kann einzelnen von der Steckverbindung ausgebildet sein und separat von dem eigentlichen Steckvorgang zur Anwendung kommen. Es kann aber auch Bestandteil von Steckverbinder und/oder Gegensteckverbinder sein, insbesondere in einem Gehäuse des Steckverbinders und/oder des Gegensteckverbinders oder auch Bestandteil eines Gehäuses der gesamten Steckverbindung, in die der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder eingesteckt wird, sein.
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In den Zeichnungen sind beispielhafte Ausführungsformen der Steckverbindung gezeigt, bei denen ein Metallteil (Verbindungselement) vorhanden ist, das einen Massekontakt (Abschirmung seiner zugehörigen Leitung) des Steckverbinders mit einem Massekontakt (Abschirmung der zugehörigen Leitung) des Gegensteckverbinders verbindet und damit elektrisch kontaktiert, um eine Abschirmung zwischen den Enden der miteinander zu verbindenden Twisted-Pair-Leitungen zu schaffen.
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In 1 ist der Fall dargestellt, dass ein schematisch dargestellter Steckverbinder 1 und ein ebenfalls schematisch dargestellter Gegensteckverbinder 2 vorhanden sind, die zu einer Steckverbindung zusammengesteckt werden können. Der Steckverbinder 1 ist am Ende einer nicht näher dargestellten Twisted Pair Leitung 3 und der Gegensteckverbinder 2 am Ende einer ebenfalls nicht näher dargestellten Twisted Pair Leitung 4 angeordnet. Die beiden Leitungen 3,4 weisen jeweils eine Abschirmung, zum Beispiel ein Abschirmungsgeflecht, auf. Im Regelfall ist diese Abschirmung 5, 6 von einem Außenmantel der Leitungen 3, 4 abgedeckt und muss zwecks Kontaktierung entfernt werden.
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Ausgehend von der in 1 gezeigten Anordnung ist es erforderlich, nicht nur den Steckverbinder 1 und den Gegensteckverbinder 2 (die rechts und links von einer Trennlinie T getrennt und zusammengesteckt werden können) in einem Steckbereich S zu einer Steckverbindung zusammen zu stecken, sondern auch die Abschirmungen 5, 6 der beiden Leitungen 3, 4 über eine elektrische Verbindung V miteinander zu verbinden. Die Steckgeometrie innerhalb des Steckbereiches S des Steckverbinders 1 und des Gegensteckverbinders 2 sind nicht dargestellt, richten sich aber nach der Aufgabe der Steckverbindung und dem Aufbau der beiden Leitungen 3, 4, insbesondere deren Anzahl und Gestaltung der einzelnen elektrischen Leitungen. Gleiches gilt auch für die Abschirmungen 5, 6 der beiden Leitungen 3, 4, die entsprechend den Anforderungen an Twisted Pair Leitungen gestaltet sind.
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In 2 ist gezeigt, dass der Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 2 um die Trennlinie T herum im Steckbereich S zusammengesteckt worden sind. In diesem Fall ist die Abschirmung 5 der Leitung 3 mit einem Kontaktelement versehen, innerhalb dessen die einzelnen elektrischen Leiter (isoliert) des Steckverbinders 1 mit seinen zugehörigen Kontaktpartnern angeordnet sind. Gleiches gilt für den Gegensteckverbinder 2, innerhalb dessen Kontaktelement ebenfalls seine einzelnen elektrischen Leiter (wiederum isoliert) mit seinen zugehörigen Kontaktpartnern angeordnet sind, die an die Kontaktpartner des Steckverbinders 1 angepasst sind. Wesentlich für die Erfindung ist das Verbindungselement 7, welches elektrisch leitend und in diesem Ausführungsbeispiel rein schematisch dargestellt ist. Das Verbindungselement 7 ist ein Bestandteil eines Gehäuses 8 der Steckverbindung oder ein davon separat zu handhabendes Element. Das Verbindungselement 7 kann auch von einem elektrisch leitfähigen Gehäuse 8 (zum Beispiel auch ein elektrisch leitfähiger Kunststoff) gebildet sein. Werden die beiden Kontaktelemente des Steckverbinders 1 und des Gegensteckverbinders 2, die mit den Abschirmungen 5, 6 der beiden Leitungen 3, 4 elektrisch verbunden und mechanisch dort festgelegt sind, in das beispielhaft kastenförmig ausgebildete Gehäuse 8 eingesetzt, werden sie über das elektrisch leitfähige Verbindungselement 7 miteinander kontaktiert und somit die Abschirmungen 5, 6 über die Steckverbindung durchgeschliffen.
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In 3 ist dargestellt, dass das Verbindungselement 7 gebildet ist von den beiden Kontaktelementen, die jeweils an der Leitung 3 bzw. 4 angeordnet sind, um somit die Abschirmungen 5, 6 elektrisch miteinander zu kontaktieren. Um einen Steckvorgang zu realisieren ist es wichtig, dass das Verbindungselement 7 lösbar in Wirkverbindung mit den beiden Kontaktelementen bringbar, insbesondere steckbar, ist. Es kann auch daran gedacht werden, das Verbindungselement 7 fest mit dem einen Kontaktelement, jedoch lösbar mit dem anderen Kontaktelement zu verbinden, um den Steckvorgang zu realisieren.
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Die in den 1 bis 3 dargestellte kastenförmige Bauweise der Steckverbindung ist rein beispielhaft und kann durch andere geometrische Bauweisen (wie zum Beispiel runde Bauweisen) realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Steckverbinder
- 2.
- Gegensteckverbinder
- 3.
- Twisted Pair Leitung
- 4.
- Twisted Pair Leitung
- 5.
- Abschirmung
- 6.
- Abschirmung
- 7.
- Elektrisch leitendes Verbindungselement
- 8.
- Gehäuse
- T
- Trennlinie
- V
- Verbindung
- S
- Steckbereich
