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Die Erfindung geht aus von einem Rundsteckverbinder mit Schirmanbindung, insbesondere für Rundsteckverbinder mit einer Push-Pull Verriegelung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Rundsteckverbinder werden benötigt, um Kabel, insbesondere beinhaltend elektrisch leitende Adern, mit Geräten und/ oder anderen Kabeln zu verbinden. Besonders im Bereich der Datenübertragung sind Kabel und Steckverbinder gefordert, welche eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) aufweisen. Dazu werden Kabel und z.T. darin enthaltene Adern mit leitfähigem Draht, Drahtgeflecht und/ oder Folie ummantelt. Um diese Schirmung mit einem Steckverbinder zu übertragen, werden verschiedene Mittel zur Schirmanbindung eingesetzt.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik werden bevorzugt federnde Elemente aus elektrisch leitenden Materialien eingesetzt, um einen elektromagnetischen Schirm von einem elektrisch leitenden Kabel über einen Steckverbinder auf einen Gegensteckverbinder zu übertragen.
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Besonders bei Rundsteckverbindern bieten sich der Einsatz von Federscheiben üblicherweise an. Ganz besonders beliebt ist bei Rundsteckverbindern der Einsatz von Wellfederscheiben zur Schirmanbindung.
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Nachteilig beim Einsatz von Federscheiben, einschließlich Wellfederscheiben ist die mangelnde Einsatzsicherheit bei Rundsteckverbindern mit einer sogenannten Push-Pull-Verriegelung. Durch die Funktionsweise der Verriegelung kann mit einfachen Federscheiben nicht hinreichend sichergestellt werden, dass auch im Betrieb und den dabei möglicherweise auftretenden Vibrationen die Schirmanbindung sicher gewährleistet ist.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bekannte Rundsteckverbinder mit Push-Pull Verriegelung um ein Element zur Schirmanbindung auszurüsten, welches einfach und kosteneffektiv herzustellen und zuverlässig einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht einen Rundsteckverbinder zum lösbaren Verbinden von Leitungen vor, aufweisend zumindest ein Gehäuseelement zur Aufnahme zumindest eines Isolierkörpers und zumindest eines Verriegelungselements zur lösbaren Verbindung mit einem Gegensteckverbinder, wobei das Gehäuseelement zumindest ein umlaufendes Federelement aufnimmt und wobei das Federelement zur Anbindung eines elektromagnetischen Schirms aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist und wobei das Federelement in einer umlaufenden Vertiefung des Gehäuseelements gehaltenen ist und zumindest zwei radial nach außen weisende Wölbungen aufweist. Unter dem Betriff „Leitungen“ sind bevorzugt elektrisch leitende Adern eines Kabels gemeint. Darüber hinaus kann eine optische Signalleitung oder eine Kombination aus elektrisch leitender Ader und/ oder optischer Signalleitung und/ oder einer Fluidleitung eingesetzt werden. Als „Gehäuseelement“ ist insbesondere zumindest ein elektrisch leitender Bestandteil des Rundsteckverbinders gemeint, welcher sich im Verbindungsbereich mit einem Gegensteckverbinder befindet. Ganz besonders bevorzugt ist das Gehäuseelement als metallische Hülse ausgebildet. Zur Verbindung mit einem Leiter und/ oder einem Leiter aufweisenden Kabel kann ein Rundsteckverbinder verschiedene Gehäuseelemente aufweisen, beispielsweise eine Überwurfmutter zur Verbindung des Rundsteckverbinders mit einer Zugentlastung und/ oder einem Kabelabgang. Als Isolierkörper werden üblicherweise Kunststoffzylinder eingesetzt, welche zumindest eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme von zumindest einem Kontaktelement aufweisen. Das Kontaktelement stellt die Verbindung der elektrischen und/ oder optischen und/ oder fluiden Übertragung mit einem korrespondierenden Kontaktelement her. Das korrespondierende Kontaktelement befindet sich üblicherweise in einem zum Rundsteckverbinder korrespondierenden Gegensteckverbinder oder in einem korrespondierenden Anbaugehäuse. Mit Verriegelungselement ist ein Bauteil gemeint, welches mit dem Gegensteckverbinder derart in Wechselwirkung tritt, dass ein unerwünschtes Lösen der Steckverbindung verhindert wird. Besonders vorteilhaft kommt das erfindungsgemäße Federelement zur Schirmanbindung bei dem Einsatz eines sogenannten Push-Pull-Verriegelungsmechanismus zur Geltung. Derartige Verriegelungsmechanismen sind mit Rastformen ausgeführt, sodass bei dem Zusammenstecken der Steckverbinder die jeweiligen Rastformen miteinander interagieren. Durch Löseformen, beispielsweise Fanghaken, in zumindest einem der Steckverbinder lässt sich diese Verbindung durch Aufwenden einer Zugkraft an dem dafür vorgesehenen Gehäuseelement einfach lösen. Dabei greifen die Löseformen beispielsweise an zumindest einem Verriegelungselement an und lösen dieses aus dem korrespondierenden Verriegelungselement. Das erfindungsgemäße Federelement ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt. Besonders wird das Federelement aus metallischen Werkstoffen gefertigt, insbesondere sind kupferhaltige Legierungen vorgesehen, ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz von Kupfer-Beryllium-Legierungen. Weiterhin sind alternative Legierungen, beispielsweise Federbronze, und/ oder andere Materialien denkbar, beispielsweise Federstahl. Als Vertiefung ist im Rahmen der Erfindungsmeldung zunächst zumindest eine radiale Nut zu verstehen, in der zumindest ein Ring des Federelements eingesetzt werden kann. Mit Wölbung ist gemeint, dass der Außendurchmesser des Federelements um zumindest die halbe Stärke des Federelements nach außen verformt ist. Dabei nimmt die Wölbung idealerweise einen neuen Durchmesser an, welcher größergleich dem Innendurchmesser eines Gegensteckverbinders ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Federelement über zumindest eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung eine Verringerung des Durchmessers ermöglicht und somit zunächst einen Steckvorgang zumindest vereinfacht. Damit ist gemeint, dass die Ausnehmung zumindest während des Steckvorgangs des Rundsteckverbinders mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder ein Nachgeben des Federelements ermöglicht, sodass der Gegensteckverbinder mit dem Rundsteckverbinder in Eingriff gebracht werden kann. Anschließend stellen die Wölbungen die Kontaktierung des Gegensteckverbinders sicher, während das Federelement in der Ausnehmung für die sichere Kontaktierung des Rundsteckverbinders sorgt. Darüber hinaus ermöglicht die Ausnehmung eine schnelle und unkomplizierte Montage des Rundsteckverbinders. Das Federelement kann in einem flexiblen Verformungsbereich geweitet werden um über ein Gehäuseelement geführt und in einer umlaufenden Vertiefung eingesetzt zu werden.
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In einer geschickten Ausführungsform weisen die Wölbungen des Federelements jeweils zumindest eine radial nach innen weisende Einwölbung auf. Diese Einwölbung sorgt dafür, dass jeweils zumindest zwei Bereiche der Wölbungen nach außen weisen und über einen Außendurchmesser des Federelements hinausragen, während die Einwölbung zumindest die Hälfte der Stärke des Federelements nach Innen verformt ist. Idealerweise ist die Einwölbung derart ausgeformt, dass der Durchmesser des Federelements an der tiefsten Stelle der Einwölbung wieder den Außendurchmesser annimmt. Darüber hinaus ist es möglich, zumindest eine Einwölbung derart auszuformen, dass der Durchmesser des Federelements an der tiefsten Stelle der Einwölbung verringert wird. Durch diese Einwölbung wird der Kontakt zu dem Rundsteckverbinder besonders vorteilhaft verbessert. Anders ausgedrückt stellen die Wölbungen den Kontakt zu einem Gegensteckverbinder her, während die Einwölbung den Kontakt zu dem Rundsteckverbinder sicherstellen. Weiterhin sieht eine Ausführungsform vor, die Einwölbung im Wesentlichen Mittig jeder Wölbung angeordnet ist. Damit wird insbesondere die Schirmanbindung des Rundsteckverbinders mit dem Gegensteckverbinders sichergestellt.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, die Wölbungen an dem Federelement mit einem Abstand von 100° bis 140° zueinander anzuordnen. Anders gesagt werden die zumindest zwei Wölbungen beispielsweise an den Positionen 0° und 100° am Umfang des Federelements angeordnet. Idealerweise werden drei Wölbungen an den Positionen 0°, 120° und 240° angeordnet. Auf diese Weise kann die Schirmübertragung sowohl an dem Rundsteckverbinder als auch an dem korrespondierenden Gegensteckverbinder sichergestellt werden.
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In einer alternativen Ausführungsform erstrecken sich die Wölbungen und Einwölbung sich alternierend entlang zumindest der Hälfte der Länge des Federelements erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform alternieren die Wölbungen und Einwölbungen von einem ersten Ende des Federelements bis zu einem zweiten Ende des Federelements. Dabei werden das erste und zweite Ende durch die Ausnehmung ausgebildet.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Wölbungen und zumindest die Einwölbung dafür sorgen, dass bei einem Steckvorgang des Rundsteckverbinders mit einem Gegensteckverbinder das Federelement zwischen dem Rundsteckverbinder und dem Gegensteckverbinder kraftschlüssig eingeklemmt wird. Damit ist gemeint, dass das Federelement mit Wölbungen und Einwölbungen gegen den Rundsteckverbinder und einen korrespondierenden Gegensteckverbinder drückt, um eine sichere Schirmübergabe zu ermöglichen. Durch die Federkraft des Federelements kann diese Schirmübergabe auch bei Bewegungen während des Betriebs einer Arbeitsmaschine aufrechterhalten werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Vertiefung in Steckrichtung betrachtet hinter dem Verriegelungselement angeordnet ist. Damit ist gemeint, dass bei einem Steckvorgang von einen korrespondierender Gegensteckverbinder auf einen erfindungsgemäßen Rundsteckverbinder der Gegensteckverbinder zunächst das Federelement kontaktiert, bevor die Verriegelungselemente des Gegensteckverbinders mit den Verriegelungselementen des Rundsteckverbinders in Eingriff gebracht 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 erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Federelements zur Schirmanbindung;
- 3 ein Teilschnitt mit Fokus auf die Schirmanbindung mit einem erfindungsgemäßen Federelement;
- 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders mit einem alternativen Federelement;
- 5 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Federelements;
- 6 eine perspektivische Darstellung eines alternativen, erfindungsgemäßen Federelements zur Schirmanbindung;
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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 den Steckbereich eines erfindungsgemäßen Rundsteckverbinders 1, wobei der Rundsteckverbinder 1 zumindest zwei Gehäuseelemente 2 und 2' aufweist. Dabei nimmt das Gehäuseelement 2 einen Isolierkörper 3 auf. Vertiefungen im Gehäuseelement 2 nehmen die Verriegelungselemente 4 entlang des Umfangs des Gehäuseelements 2 auf. Die Verriegelungselemente 4 sind als Rasthaken ausgebildet und für einen Push-Pull Verriegelungsmechanismus vorgesehen. Ebenfalls vom Gehäuseelement 2 aufgenommen ist das Federelement 5 zur Schirmanbindung zu erkennen. Das Federelement 5 befindet sich in einer Vertiefung 6, welche als umlaufende Nut ausgebildet ist. Durch diese Vertiefung 6 ist das Federelement 5 in axialer Richtung gesichert.
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Das Federelement 5 wird in der 2 dargestellt, wobei die Ausführung verdeutlicht wird. Das Federelement 5 weist drei Wölbungen 7 auf, welche jeweils in Ihrer Mitte eine Einwölbung 8 aufweisen. Die Wölbungen 7 erstrecken sich über den Außendurchmesser dA des Federelements 5 hinaus. Die Einwölbungen 8 sind mittig der Wölbungen 7 eingeformt und reduzieren an ihrem Tiefpunkt den Durchmesser auf zumindest den Außendurchmesser dA oder darüber hinaus. Zu Herstellungszwecken und Montagezwecken weist das Federelement 5 eine Ausnehmung 9 auf. Darüber hinaus kann die Ausnehmung 9 während des Steckvorgangs für eine kurzfristige Ausweichbewegung sorgen, wodurch der Steckvorgang zwischen Rundsteckverbinder 1 und Gegensteckverbinder vereinfacht wird. Weiterhin lässt sich erkennen, dass die Wölbungen 7 im Wesentlichen an Positionen angeordnet sind, welche durch ein gedachtes, gleichseitiges Dreieck innerhalb des Federelements 5 angezeigt würden. In der dargestellten Ausführungsform können die Einwölbungen 8 als Eckpunkte des gedachten Dreiecks eingesetzt werden.
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Die 3 zeigt einen Rundsteckverbinder 1 in einer Frontalansicht entgegen der Steckrichtung Rs gesehen. Dabei wird die Funktionsweise des verbesserten Federelements 5 zur Schirmübertragung deutlich. Das In eine Vertiefung 6 eingebrachte Federelement 5 steht grundsätzlich in Kontakt mit dem Gehäuseelement 2, wobei die Wölbungen 7 über die Tiefe der als umlaufende Nut ausgeführte Vertiefung 6 hinausragen. Ein mit dem Verriegelungselement 4 auf dem Rundsteckverbinder 1 fixierter Gegensteckverbinder drückt die Wölbungen 7 in Richtung Mittelpunkt des Rundsteckverbinders 1. Dadurch kontaktieren die Wölbungen 7 den Gegensteckverbinder und durch die resultierende Kraft, die auf die Wölbungen 7 wirken, wird der Rest des Federelements 5, insbesondere die Einwölbungen 8 gegen das Gehäuseelement 2 gepresst, wodurch eine sichere und dauerhafte Kontaktierung erfolgt und eine ebenso sichere Schirmübergabe erreicht wird.
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In den 4, 5 und 6 wird ein vergleichbarer oder identischer Rundsteckverbinder 1 gezeigt, welcher eine alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Federelements 5' in der als umlaufende Nut ausgeführte Vertiefung 6 aufnimmt. Das Federelement 5' erfüllt im Wesentlichen die gleiche Funktion wie das Federelement 5. Dabei alternieren jedoch die Wölbungen 7 und die Einwölbungen 8 entlang des gesamten Umfangs. Beide Ausführungsformen des Federelements 5 und 5' stellen durch die Wölbungen 7, welche den gemittelten Außendurchmesser dA überschreiten eine sichere Kontaktierung mit einem Gegensteckverbinder dar. Die Auftretenden Kräfte gegen die Wölbungen 7 im gesteckten Zustand des Rundsteckverbinders 1 mit einem Gegensteckverbinder zwingen die Einwölbungen 8 zu einem Durchmesser kleinergleich dem gemittelten Innendurchmesser dl, wodurch die Kontaktierung des Rundsteckverbinders 1 sichergestellt ist. Durch diese klemmende Wirkung wird auch während des Betriebes einer Arbeitsmaschine mit hohem Vibrationsaufkommen die elektrische Schirmanbindung stets gewährleistet.
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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
- Rundsteckverbinder
- 2
- Gehäuseelement
- 3
- Isolierkörper
- 4
- Verriegelungselement
- 5
- Federelement
- 6
- Vertiefung
- 7
- Wölbung
- 8
- Einwölbung
- 9
- Ausnehmung
- Rs
- Steckrichtung
- dA
- Außendurchmesser
- dl
- Innendurchmesser
- d
- gemittelter Durchmesser
