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Die Erfindung geht aus von einem Steckverbindermodul nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Steckverbindermodule werden insbesondere in modularen Industriesteckverbindern bzw. schweren Steckverbindern eingesetzt um Daten in einem hohen Frequenzbereich zu übertragen. Das hier vorgestellte Steckverbindermodul ist für sehr hohe Datenraten und insbesondere für die Übertragungskategorie Kat.7A ausgelegt. Damit ist das Steckverbindermodul für den Einsatz in einem 10-GB-Ethernet-Netzwerk geeignet. Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ermöglicht eine Datenübertragung mit einer Betriebsfrequenz von bis zu 1.000 MHz (Megahertz).
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Steckverbindermodule werden als Bestandteil eines Steckverbindermodularsystems benötigt, um einen Steckverbinder, insbesondere einen schweren Industriesteckverbinder, flexibel an bestimmte Anforderungen bezüglich der Signal- und Energieübertragung z. B. zwischen zwei elektrischen Geräten, anpassen zu können. Üblicherweise werden dazu Steckverbindermodule in entsprechende Halterahmen, die mitunter auch als Gelenkrahmen, Modulrahmen oder Modularrahmen bezeichnet werden, eingesetzt. Die Halterahmen dienen somit dazu, mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Steckverbindermodule aufzunehmen und diese sicher an einer Fläche und/oder einer Gerätewand und/oder in einem Steckverbindergehäuse o.ä. zu befestigen.
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Optimalerweise werden Halterahmen verwendet, die aus zwei Rahmenhälften gebildet sind, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Steckverbindermodule sind mit an den Schmalseiten vorstehenden, etwa rechteckförmigen Halterungsmitteln versehen. In den Seitenteilen der Rahmenhälften sind als allseitig geschlossene Öffnungen ausgebildete Ausnehmungen vorgesehen, in die die Halterungsmittel beim Einfügen der Steckverbindermodule in den Halterahmen eintauchen. Zum Einfügen der Steckverbindermodule wird der Halterahmen aufgeklappt, d. h. geöffnet, wobei die Rahmenhälften um die Gelenke nur so weit aufgeklappt werden, dass die Steckverbindermodule eingesetzt werden können. Anschließend werden die Rahmenhälften zusammengekappt, d. h. der Halterahmen wird geschlossen, wobei die Halterungsmittel in die Ausnehmungen gelangen und ein sicherer, formschlüssiger Halt der Steckverbindermodule in dem Halterahmen bewirkt wird.
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Stand der Technik
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Die
DE 20 2018 101 278 U1 eröffnet dem Stand der Technik ein Steckverbindermodul für einen modularen Industriesteckverbinder, welches zumindest zwei elektrische Kontaktelemente aufweist und welches ein metallisches Gehäuse aufweist, in welchem zumindest drei metallische Stege angeformt und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Kontaktelemente durch die metallischen Stege voneinander getrennt im metallischen Gehäuse angeordnet sind, wobei das metallische Gehäuse eine elektrisch leitfähige Abdeckung aufweist, die mit den metallischen Stegen in Berührkontakt steht und diese miteinander elektrisch kontaktiert.
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Das offengelegte Steckverbindermodul eröffnet weiterhin einen Isolierkörper zur Aufnahme der Kontaktelemente. Damit ergibt sich jedoch der Nachteil, dass die Konfektionierung eines Datenkabels mit mehr als zwei Adern umständlich, da zur Aufrechterhaltung des Schirmgeflechts eines Datenkabels so wenig Isolierung und Schirmgeflecht wie zwingend notwendig entfernt wird und so die Handhabung und Einbringung mit sehr kurzen Aderenden erfolgt. Hier besteht zur Zeitersparnis und Vereinfachung der Konfektionierung Verbesserungsbedarf.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Konfektionierung, beziehungsweise die Montage und Wartung eines Datenübertragungsmoduls, insbesondere die Konfektionierung der Datenkabel und der darin enthaltenen Datenadern zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Datenübertragungsmodul für den Einsatz in einem Steckverbinder mit modular konfigurierbarem Halterahmen, wobei das Datenübertragungsmodul zur Übertragung elektrotechnischer Signale mit Hilfe zumindest eines Datenkabels ausgelegt ist. Dabei weist das Datenübertragungsmodul ein Gehäuse und einen in das Gehäuse einbringbaren Isolierkörper auf, wobei der Isolierkörper zumindest zwei Kontaktelemente aufnimmt, wobei die Kontaktelemente mit je zumindest einer Ader des Datenkabels verbunden sind, wobei der Isolierkörper zumindest einen Kontaktträger aufnimmt, wobei der Kontaktträger zumindest die zwei Kontaktelemente des Datenkabels aufnimmt. Als Datenübertragungsmodul ist ein Steckverbindermodul gemeint, welches mit gleichen oder andersartig ausgebildeten Modulen des gleichen Systems in einen dafür ausgebildeten Halterahmen eingefasst werden kann, um in ein Steckverbindergehäuse eingebracht zu werden, wodurch ein modularer, anpassbarer Steckverbinder ausgebildet wird. Als Datenkabel ist im Wesentlichen ein Kabel gemeint, welches dazu ausgelegt ist, zumindest elektrische Signale, idealerweise elektronische Daten zu übertragen. Dabei wird idealerweise zumindest ein Schirmelement zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit eingesetzt, beispielsweise eine elektrisch leitende Ummantelung aus einem Geflecht oder einer Folie. Als Kontaktträger ist ein Element gemeint, welches dazu ausgelegt ist, Kontakteelemente aufzunehmen, welche mit korrespondierenden Kontakteelementen eines Geräteanschlusses oder eines Gegensteckverbinders verbunden werden. Dazu weist ein Kontaktträger für jedes einzusetzende Kontaktelement zumindest eine Auslassung und/ oder eine Durchgangsöffnung auf, in welche das Kontaktelement eingebracht wird. Durch den Einsatz dieser Kontaktträger ist es möglich, die Schirmelemente eines Datenkabels über einen längeren Bereich des Datenkabels einsatzbereit zu belassen. Denn um mehrerer Adern zumindest eines Datenkabels in einen Isolierkörper einzubringen, wird eine gewisse Länge des Kabels, beziehungsweise der Ader zur Konfektionierung und Montage benötigt. Diese Länge kann signifikant verringert werden, wenn das Kabel abseits des Isolierkörpers bereits vorbereitet werden kann. Der so länger belassene Schirm des Datenkabels und/ oder der länger belassene Schirm der darin befindlichen Ader wirkt sich vorteilhaft auf die elektromagnetische Verträglichkeit aus. Diese verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit wiederum ermöglicht eine höhere Datenübertragungsrate.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Datenkabel zumindest ein Twisted-Pair-Kabel, aufweisend zumindest zwei Twisted-Pair-Adern aufweist. Derartige Twisted-Pair-Kabel werden üblicherweise für BUS-Systeme, beispielsweise ISO-BUS oder Ethernet verwendet. Dazu werden die eingesetzten Adern paarweise verdrillt, wodurch die EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) gesteigert wird und höhere Datenübertragungsraten erreicht werden können, als bei einfach eingesetzten, nicht verdrillten Adern eines Kabels. Um besonders hohe Datenübertragungsraten zu erreichen, werden diese Kabel üblicherweise zusätzlich einfach oder mehrfach gegenüber dem Umfeld abgeschirmt. Bei dem Einsatz eins BUS-Systems, welches mehrere Twisted-Pair-Kabel aufweist, werden häufig die Aderpaare untereinander abgeschirmt und anschließend nochmals gegenüber dem Umfeld abgeschirmt. Bei dem Einsatz von zumindest zwei Twisted-Pair-Kabeln ermöglicht der Einsatz von zumindest zwei Kontaktträgern einen besonders vorteilhaften Einsatz der üblicherweise eingesetzten Schirmelemente. Wie zuvor erwähnt, wird die benötigte Länge der Adern zur Konfektionierung und/ oder Montage verringert, dadurch kann eine größere Länge des Schirmelements intakt verbleiben, welche bei herkömmlichen Montageverfahren entfernt werden müsste. In der Folge sind hierdurch bereits höhere Datenübertragungsraten möglich, als es der Stand der Technik ermöglicht.
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Daher empfiehlt sich eine weitere Ausführungsform, welche vorsieht, dass der zumindest eine Kontaktträger aus einem im Wesentlichen flexiblen Kunststoff gefertigt ist. Durch den Einsatz eines flexiblen Kunststoffs können die eingesetzten Kontaktelement auf verschiedene Arten mit dem Kontaktträger verbunden werden. Als flexibler Kunststoff kann vorzugsweise zumindest ein elastischer Duroplast eingesetzt werden. Alternativ kann ein steifes Elastomer oder ein stabiler Thermoplast zum Einsatz kommen. Auch die Verwendung kautschukbasierter Kunststoffe ist denkbar.
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Bevorzugt wird hierbei eine Ausführungsform, in der der Kontaktträger die Kontaktelemente des Datenkabels formschlüssig aufnimmt. In geschickter Weise wird dieser Formschluss der Kontaktelemente des Datenkabels mit dem Kontaktträger erreicht, indem der Kontaktträger zumindest ein Rastmittel aufweist, welches ein Herauslösen der Kontaktelemente in Richtung des Datenkabels aus dem Kontaktträger zumindest erschwert. Als Rastmittel bieten sich besonders Ausformungen an, welche hakenförmig oder keilförmig in die Ausnehmung ragen, in die das Kontaktelement eingebracht wird. Üblicherweise verfügen Kontaktelemente über eine umlaufend angeformte Ringform. Hinter diese Ringform kann ein Rastmittel greifen, sodass das Kontaktelement lösegehemmt im Kontaktträger aufgenommen ist.
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Alternativ sieht eine Ausführungsform vor, die Kontaktelemente des Datenkabels mit dem Kontaktträger in Eingriff zu bringen, wobei die Kontaktelemente zumindest ein Rastmittel aufweisen, welches ein Herauslösen der Kontaktelemente in Richtung des Datenkabels aus dem Kontaktträger zumindest erschwert. Als Rastmittel bieten sich besonders Ausformungen an, welche hakenförmig oder keilförmig von einem Grundkörper der Kontaktelemente herausragen, die in das Kontaktelement eingebracht werden. In diesem Fall können die Ausnehmungen des Kontaktträgers mit einer umlaufenden Nut oder einem Ringfortsatz versehen sein. Hinter diese Nut oder diesen Ringfortsatz kann ein Rastmittel greifen, sodass das Kontaktelement lösegehemmt im Kontaktträger aufgenommen ist.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Kontaktträger zumindest ein Rastmittel auf, welches dazu ausgelegt ist, den Kontaktträger in dem Isolierkörper zu fixieren. Als Rastmittel bietet sich besonders eine Ausformung an, welche hakenförmig oder keilförmig von dem Kontaktträger herausragt, sodass das Rastmittel in zumindest eine Ausnehmung in dem Isolierkörper eingreift. In diesem Fall kann die Ausnehmung des Isolierkörpers mit zumindest einer mit dem Rastmittel korrespondierenden Nut oder einer korrespondierenden Vertiefung versehen sein. Hinter diese Nut oder diese Vertiefung kann ein Rastmittel greifen, sodass der Kontaktträger lösegehemmt im Isolierkörper aufgenommen ist.
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In einer weiteren, alternativen Ausführungsform weist der Isolierkörper zumindest ein Rastmittel auf, welches dazu ausgelegt ist, den Kontaktträger in dem Isolierkörper zu fixieren. Als Rastmittel bietet sich besonders eine Ausformung an, welche hakenförmig oder keilförmig in eine Durchgangsöffnung des Isolierkörpers hereinragt, sodass das Rastmittel in zumindest eine Ausnehmung in dem Kontaktträger eingreift.
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In diesem Fall kann die Ausnehmung des Kontaktträgers mit zumindest einer mit dem Rastmittel korrespondierenden Nut oder einer korrespondierenden Vertiefung versehen sein. Hinter diese Nut oder dieser Vertiefung kann ein Rastmittel greifen, sodass der Kontaktträger lösegehemmt im Isolierkörper aufgenommen ist.
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In einer Ausführungsform besteht das Gehäuse des Datenträgermoduls aus zumindest zwei Gehäuseelementen, wobei ein erstes Gehäuseelement den Isolierkörper formschlüssig aufnimmt und ein zweites Gehäuseelement mit zumindest einem Befestigungselement an dem ersten Gehäuseelement befestigt wird und so einen Innenraum des Gehäuses bildet. Bevorzugt wird hierbei ein Gehäuseelement als Grundkörper ausgebildet, in den der Isolierkörper eingebracht wird. Dadurch bedingt wird das zweite Gehäuseelement als Deckel ausgeformt. Als Befestigungselement können verschiedene Elemente eingesetzt werde. Bevorzugt sind als Befestigungselement Schrauben vorgesehen. Jedoch sind auch hier Rasthaken oder ähnliche formschlüssige oder kraftschlüssige Befestigungselemente denkbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse des Datenträgermoduls aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt und dient im Wesentlichen als Schirmelement zur Abschirmung des zumindest einen Twisted-Pair-Kabels oder der darin enthaltenen Twisted-Pair-Adern. Dabei sind sowohl Metalle, Metalllegierungen als auch elektrisch leitende Kunststoffe geeignet, als Gehäuse für das Datenträgermodul eingesetzt zu werden. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, das Gehäuse zumindest teilweise mit einer besonders leitfähigen Substanz zu versehen, um zumindest an den entsprechenden Teilen die Schirmung gegenüber elektromagnetischen Störungen zu verbessern. Auf diese Weise können besonders hohe Datenübertragungsraten ermöglicht werden.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Datenübertragungsmoduls;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Datenkabels und Kontaktträger für twisted-pair Kabel;
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Datenkabels und in einem Teil eines zweiteiligen Isolierkörpers eingesetzte Kontaktträger für twisted-pair Kabel;
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Datenkabels und in einem einteiligen Isolierkörper eingesetzte Kontaktträger für twisted-pair-Kabel.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „vorne“ und „hinten“ beziehen sich auf die jeweiligen Darstellungen und können in Bezug auf die dargestellten Elemente variieren.
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Die 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Datenübertragungsmoduls 1. Dabei wird der Aufbau deutlich. Zunächst lässt sich ein Teil des Modulgehäuses 2 erkennen, welches einen Ends ein Datenkabel 3 aufnimmt. Das Datenkabel 3 besteht in der dargestellten Ausführung aus vier Twisted-Pair-Kabeln 4. Diese Twisted-Pair-Kabel 4 weisen jeweils zwei Twisted-Pair-Adern 5 auf. Diese sind besonders in der 2 zu erkennen. Weiterhin weist das Datenübertragungsmodul 1 einen Isolierkörper 6 auf. Dieser Isolierkörper 6 kann mehrteilig ausgeführt sein, beispielsweise als eine oberes Isolierkörperelement 7 und ein damit verbindbares unteres Isolierkörperelement 7'. Um das Datenübertragungsmodul 1 vollständig zu umschließen, lässt sich ein zweites Teil des Modulgehäuses 2 mit zumindest einem Befestigungselement 10 an dem Modulgehäuse 2 verbinden.
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Ein besonderer Vorteil des Datenübertragungsmoduls 1 mit Kontaktträger 9 wird in der 2 deutlich. In dem Ausführungsbeispiel weist das Datenkabel 3 vier Twisted-Pair-Kabel 4 auf. Die Twisted-Pair-Kabel 4 bestehen aus jeweils zwei Twisted-Pair-Adern 5, also verdrillten Adern. An den abisolierten Enden der Twisted-Pair-Adern 5 sind Kontaktelemente 8 befestigt. Diese lassen sich problemlos in die Kontaktträger 9 einbringen, ohne das die Schirmung der Twisted-Pair-Kabel 4 und/oder die Schirmung der Twisted-Pair-Adern 5 bis zur Kabelaufnahme des Modulgehäuses 2 eingekürzt werden muss.
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In der 3 wird der Einsatz der Kontaktträger 9 bei Verwendung eines Isolierkörpers 6 bestehend aus zwei Isolierkörperelementen 7 gezeigt, wobei ein unteres Isolierkörperelement 7' dargestellt ist. Die Kontaktträger 9 mit den darin angeordneten Kontaktelementen 8 werden in das Isolierkörperelement 7' eingesetzt und dort beispielsweise mit dem korrespondierenden Isolierkörperelement (nicht dargestellt) fixiert.
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Eine alternative Ausführungsform wird in der 4 dargestellt, wobei der Isolierkörper 6 einteilig ausgeformt ist. Hierbei können die Kontaktträger 9 mit den daran angeordneten Kotaktelementen 8 in den Isolierkörper 6 eingeschoben werden. Idealerweise sorgen Rastelemente, beispielsweise hakenförmig oder Keilförmig ausgebildet, für eine sichere Aufnahme der Kontaktträger 9 in dem Isolierkörper 6.
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Beide Ausführungen der in den 3 und 4 gezeigten Isolierkörper 6 dienen der Veranschaulichung und können andersförmig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise weisen beide Ausführungen zwischen der Aufnahme für die Kontaktträger Einbuchtungen aus, welche es ermöglichen, das Modulgehäuse 2 des Datenübertragungsmoduls 1 mit im Wesentlichen vertikalen Trennelementen auszuführen, welche die Schirmung verbessern und damit einhergehend die mögliche Datenübertragungsrate erhöhen.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Datenübertragungsmodul
- 2
- Modulgehäuse
- 3
- Datenkabel
- 4
- Twisted-Pair-Kabel
- 5
- Twisted-Pair-Ader
- 6
- Isolierkörper
- 7
- Isolierkörperelement
- 8
- Kontaktelement
- 9
- Kontaktträger
- 10
- Befestigungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202018101278 U1 [0005]
