-
Die Erfindung betrifft eine Schirmungsverbindung zum Kontaktieren eines Kabelschirms eines Kabels, vorzugsweise angeordnet an einem Steckverbinder.
-
Zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Steckverbindergehäuse und einem Kabelschirm ist bereits eine Vielzahl von Verfahren zur Schirmanbindung bekannt. Beispielsweise ist eine Kontaktiervorrichtung zum Kontaktieren eines Kabelschirms eines Kabels offenbart, insbesondere eines Hochspannungskabels, die mindestens ein erstes Kontaktelement mit einer konischen Außenfläche, ein zweites Kontaktelement mit einer konischen Innenfläche und Spannmittel, insbesondere Schrauben, zum Verspannen der Kontaktelemente. Die Endbereiche des Kabelschirms sind an der konischen Innenfläche und an der konischen Außenfläche aufnehmbar und kontaktierbar. Hierbei ist vorgesehen, dass die konische Innenfläche und die konische Außenfläche sich in Richtung von der Aufnahmeöffnung zum anderen Ende hin konisch aufweiten.
-
Eine weitere Kontaktierungseinrichtung für den Kabelschirm in elektrischen Steckverbindern besteht beispielsweise im Wesentlichen aus einem einen Kontaktträger aufnehmenden Gehäuse, einer auf dieses Gehäuse aufschraubbaren Endkappe sowie einer Distanzhülse. Die mit dem Gehäuse in elektrisch leitender Verbindung stehende Kontaktierungseinrichtung für den Kabelschirm ist aus zwei zueinander komplementär ausgebildeten Ringelementen gebildet, deren inneres den Kabelschirm untergreifend und deren äußeres den Kabelschirm übergreifend angeordnet ist und die in ihrer montierten Stellung, bei wenigstens teilweiser gegenseitiger Überdeckung, einen längenabschnitt des Kabelschirmes zwischen sich einschließen. Dabei ist wenigstens eines der beiden zueinander komplementär ausgebildeten Ringelemente der Kontaktierungseinrichtung mit einem Aufnahmeraum für einen Längenbereich des Kabelschirmes ausgestattet. Ferner ist eine Aufwickelvorrichtung für die Überschußlänge des abisolierten Kabelschirms vorgesehen und das den Kabelschirm untergreifende innere Ringelement der Kontaktierungseinrichtung ist zur Bildung eines Aufnahmeraumes für einen Längenbereich des Kabelschirmes geeigneten umlaufenden Ringraum im Profilquerschnitt unsymmetrisch U-förmig ausgebildet. Dabei weist der seine innenliegende Umfangswandung bildende Profilschenkel der U-Form eine größere axiale Länge auf als der seine außenliegende Umfangswandung bildende Profilschenkel.
-
Nachteilig an den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen ist, dass entweder große Schirmlücken entstehen oder die Feder sehr genau auf einen Kabeldurchmesser abgestimmt sein muss. Weiterhin ist die Montage des Schirmanschlusses dabei sehr aufwändig und zeitintensiv.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schirmungsverbindung bereitzustellen, die für verschiedene Kabeldurchmesser geeignet ist und mittels welcher gleichzeitig eine große Überdeckung zum Kabelschirm ohne nennenswerte Schirmlücken sowie eine schnelle und einfache Schirmanbindung gewährleistet ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird eine Schirmungsverbindung zum Kontaktieren eines Kabelschirms eines Kabels vorgeschlagen, vorzugsweise angeordnet an einem Steckverbinder. Die Schirmungsverbindung ist mit einem Kontaktelement und wenigstens einem Federelement ausgebildet. Das Kontaktelement weist in einer Axialrichtung eine Durchgangsöffnung zum Aufnehmen/Einstecken des Kabels auf und ist in einer Radialrichtung in ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement geteilt. Das wenigstens eine Federelement ist jeweils unter Vorspannung an dem ersten Kontaktelement und an dem zweiten Kontaktelement befestigt. Darüber hinaus sind das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement zueinander um eine Rotationsachse, die parallel zu der Axialrichtung verläuft, rotierbar. Ferner ist das wenigstens eine Federelement zum Kontaktieren des Kabelschirms bei einer Rotation zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelement diagonal verspannbar. Des Weiteren ist an den sich kontaktierenden Kontaktoberflächen des ersten Kontaktelements und des zweiten Kontaktelements jeweils ein korrespondierendes Rastmittel derart ausgebildet, dass eine Rotation des ersten bzw. zweiten Kontaktelements um die Rotationsachse in einer Richtung freigegeben und in eine entgegengesetzte Richtung gesperrt ist.
-
Vorteilhaft daran ist, dass die Schirmungsverbindung verschiedene Kabeldurchmesser abdecken kann und dabei trotzdem eine große Überdeckung zum Kabelschirm erzielt. Zur Anbindung muss lediglich der Kabelschirm freigelegt werden, so dass die Gefahr von losen Drähten reduziert wird. Weiterhin kann das Element wahlweise außerhalb oder innerhalb des Gehäuses vormontiert werden. Nachdem nur zwei Kontaktelemente gegeneinander verdreht werden müssen, ist eine sehr schnelle Schirmanbindung möglich. Durch das Verdrehen eines Kontaktelements zu dem anderen, werden, je nach Drehwinkel, die Zugfedern diagonal gespannt und legen sich dadurch um den Kabelschirm. Durch das Rastmittel wird ein selbständiges zurückdrehen der Hülse verhindert. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch das diagonale Verspannen der Federn eine größere Spanne an Kabeldurchmessern abgefangen werden kann. Die vorgespannten Federn führen weiterhin einen Toleranzausgleich durch, so dass auch bei einem Setzen der unter dem Schirm befindlichen Isolation in der Wärme, die Federn weiterhin sicher am Schirm anlegen. Theoretisch kann das Element im verdrehten Zustand auch als Kontaktelement verwendet werden, das geringe Steckkräfte, geringen Abrieb und einen sehr guten Toleranzausgleich durch die flexiblen Federelemente aufweist.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Federelementen vorgesehen ist, die hinsichtlich der Durchgangsöffnung gleichmäßig beabstandet angeordnet sind, insbesondere vier oder acht Federelemente. Dabei ist günstig, dass mittels der Anzahl der eingesetzten Federelemente die Qualität der Schirmanbindung weiterhin angepasst werden kann. Mit einer größeren Anzahl von Federelementen lässt sich eine größere Überdeckung mit weniger Schirmlücken erzeugen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige Federelement eine Zugfeder. Dabei ist vorteilhaft, dass mittels der Zugkraft der Zugfeder die Vorspannung einstellbar ist und das erste und das zweite Kontaktelement durch die Zugfeder aneinander gehalten werden.
-
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste bzw. das zweite Kontaktelement jeweils einen in Axialrichtung außen angeordneten Kragen aufweist, welcher sich nach radial Innen erstreckt und für das jeweilige Federelement eine Aussparung zum Eingreifen bzw. Fixieren der Federelemente an dem Kontaktelement aufweist. Dadurch sind die jeweiligen Federelemente unter Zugspannung an dem Kontaktelement befestigbar.
-
Ferner ist eine Ausführung günstig, bei welcher an dem Kragen des ersten Kontaktelements bzw. des zweiten Kontaktelements jeweils acht Aussparungen ausgebildet sind, welchen in einem Abstand von 45° zu der jeweiligen benachbarten Aussparung entlang des Kragens bzw. der Durchgangsöffnung angeordnet sind. Auf diese Weise sind die Aussparungen gleichmäßig über den gesamten Umfang des Kragens verteilt angeordnet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeweils in gegenüberliegenden Aussparungen des ersten bzw. des zweiten Kontaktelements jeweils ein Federelement angeordnet. Durch diese entsprechende Anordnung der Federelemente ist die Kontaktierung optimiert und der Zusammenhalt des ersten und des zweiten Kontaktelements verbessert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das jeweilige korrespondierende Rastmittel des ersten bzw. des zweiten Kontaktelements sägezahnartig ausgebildet ist. Die sägezahnartigen Rastmittel sind besonders vorteilhaft, eine Rotation um die Rotationsachse in einer Richtung freizugeben und in eine entgegengesetzte Richtung zu sperren.
-
Weiter vorteilhaft ist, wenn sich das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement im Bereich der kontaktierenden Kontaktoberflächen bzw. der korrespondierenden Rastmittel zumindest abschnittsweise in Axialrichtung überlappen. Auf diese Weise ist die Montage bzw. das Zusammenstecken sowie eine Rotation des ersten Kontaktelements mit dem zweiten Kontaktelement verbessert, da sich die Überlappenden Bereiche gegenseitig führen. Außerdem ist die Stabilität des Kontaktelements in einem montierten Zustand optimiert.
-
Die erfindungsgemäße Schirmungsverbindung ist in einer Ausführungsvariante ausgebildet, dass das Kontaktelement und das wenigstens eine Federelement aus einem elektrisch leitfähigen Material bzw. einem metallischen Material hergestellt ist und zumindest abschnittsweise an der Oberfläche elektrisch leitfähig. Dadurch wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kabelschirm des Kabels und der Schirmungsverbindung bzw. der Feder sowie dem Kontaktelement hergestellt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich das zumindest eine Federelement in einem Ausgangszustand, in welchem das erste und zweite Kontaktelement nicht zueinander rotiert sind, in Axialrichtung. Aufgrund dieser Ausrichtung ist die Montage begünstigt, die Vorspannung des wenigstens einen Federelements ist einfach einstellbar bzw. wählbar und die Schirmungsverbindung ist für den größtmöglichen Durchmesser eines einzuführenden Kabels angeordnet.
-
Darüber hinaus ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass das erste und das zweite Kontaktelement als eine zylindrische Hülse mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt ausgebildet sind. Eine Hülse ist besonders als Geometrie für die Kontaktelemente der Schirmungsverbindung geeignet, da das Kabel in eine Hülse eingesteckt bzw. durch diese hindurch gesteckt werden kann und anschließend das Kabel vollumfänglich von der Hülse umgeben ist.
-
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und vier Federelementen in einem Ausgangszustand;
- 2 eine Schnittansicht der Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und vier Federelementen in dem Ausgangszustand;
- 3 eine perspektivische Ansicht der Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und vier Federelementen in einem rotierten Zustand;
- 4 eine Schnittansicht der Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und vier Federelementen in dem rotierten Zustand;
- 5 eine Aufsicht der Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und vier Federelementen in dem Ausgangszustand und in dem rotierten Zustand;
- 6 eine Aufsicht der Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und vier Federelementen in dem rotierten Zustand und mit einem kontaktierten Kabelschirm eines Kabels;
- 7 eine perspektivische Ansicht einer Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und acht Federelementen in einem Ausgangszustand;
- 8 eine perspektivische Ansicht der Schirmungsverbindung mit einem Kontaktelement und acht Federelementen in einem rotierten Zustand.
-
In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und vier Federelementen 4 in einem Ausgangszustand dargestellt. Die Schirmungsverbindung 1 ist zum Kontaktieren eines Kabelschirms 21 eines Kabels 2 mit dem Kontaktelement 3 und den vier Federelementen 4 ausgebildet.
-
Das Kontaktelement 3 und die vier Federelemente 4 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material bzw. einem metallischen Material hergestellt und zumindest abschnittsweise an der Oberfläche elektrisch leitfähig. Das Kontaktelement 3 weist in einer Axialrichtung eine Durchgangsöffnung 33 zum Aufnehmen/Einstecken des Kabels 2 auf und ist in einer Radialrichtung in ein erstes Kontaktelement 31 und ein zweites Kontaktelement 32 geteilt. Außerdem sind das erste und das zweite Kontaktelement 31, 32 als eine zylindrische Hülse mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt ausgebildet.
-
Die vier Federelemente 4 sind jeweils eine Zugfeder und unter Vorspannung an dem ersten Kontaktelement 31 und an dem zweiten Kontaktelement 32 befestigt.
-
Darüber hinaus sind das erste Kontaktelement 31 und das zweite Kontaktelement 32 zueinander um eine Rotationsachse, die parallel zu der Axialrichtung verläuft, rotierbar und die vier Federelemente 4 zum Kontaktieren des Kabelschirms 21 bei einer Rotation zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelement 31, 32 diagonal verspannbar.
-
Die in 1 gezeigte Schirmungsverbindung befindet sich in einem Ausgangszustand, in welchem das erste und zweite Kontaktelement 31, 32 nicht zueinander rotiert sind und die vier Federelemente 4 erstrecken sich in Axialrichtung. An den sich kontaktierenden Kontaktoberflächen 31.1, 321 des ersten Kontaktelements 31 und des zweiten Kontaktelements 32 ist jeweils ein korrespondierendes Rastmittel 312, 322 derart ausgebildet, dass eine Rotation des ersten bzw. zweiten Kontaktelements 31, 32 um die Rotationsachse in einer Richtung freigegeben und in eine entgegengesetzte Richtung gesperrt ist. Das jeweilige korrespondierende Rastmittel 312, 322 des ersten bzw. des zweiten Kontaktelements 31, 32 ist sägezahnartig ausgebildet.
-
Des Weiteren weist das erste bzw. das zweite Kontaktelement 31, 32 jeweils einen in Axialrichtung außen angeordneten Kragen 313, 323 auf, welcher sich nach radial Innen erstreckt und für das jeweilige Federelement 4 eine Aussparung 5 zum Eingreifen bzw. Fixieren der Federelemente 4 an dem Kontaktelement 3 umfasst. An dem Kragen 313, 323 des ersten Kontaktelements 31 bzw. des zweiten Kontaktelements 32 sind jeweils acht Aussparungen 5 ausgebildet, welche in einem Abstand von 45° zu der jeweiligen benachbarten Aussparung entlang des Kragens 313, 323 angeordnet sind. Die vier Federelemente 4 sind hinsichtlich der Durchgangsöffnung 33 in einem Abstand von 90° gleichmäßig beabstandet angeordnet und in gegenüberliegenden Aussparungen 5 des ersten bzw. des zweiten Kontaktelements 31, 32 ist jeweils ein Federelement 4 angeordnet.
-
Nachdem die 2 bis 8 im Wesentlichen die gleichen Merkmale der vorstehend beschriebenen 1 aufweisen und der Veranschaulichung und der Darstellung weiterer Ausführungsvariante dienen, wird im Folgenden lediglich auf die bislang nicht erläuterten Merkmale eingegangen.
-
2 zeigt eine Schnittansicht der Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und vier Federelementen 4 in dem Ausgangszustand. Dabei überlappen sich das erste Kontaktelement 31 und das zweite Kontaktelement 32 im Bereich der kontaktierenden Kontaktoberflächen 311, 321 bzw. der korrespondierenden Rastmittel 312, 322 abschnittsweise in Axialrichtung.
-
In 3 ist eine perspektivische Ansicht der Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und vier Federelementen 4 in einem rotierten Zustand dargestellt.
-
4 offenbart eine Schnittansicht der Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und vier Federelementen 4 in dem rotierten Zustand.
-
In 5 ist eine Aufsicht der Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und vier Federelementen 4 in dem Ausgangszustand und in dem rotierten Zustand gezeigt. Dabei ist zu erkennen, dass eine Rotation des ersten und des zweiten Kontaktelements 31, 32 bewirkt, dass der Durchmesser der Durchgangsöffnung 33 des Kontaktelements 3 mittels der vier Federelemente 4 verjüngt ist.
-
6 offenbart eine Aufsicht der Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und vier Federelementen 4 in dem rotierten Zustand und mit einem kontaktierten Kabelschirm 21 eines Kabels 2. Das Kabel 2 ist zwischen den vier Federelementen 4 eingeklemmt und die Federelemente 4 kontaktieren den Kabelschirm 21.
-
In 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Schirmungsverbindung 1 mit einem Kontaktelement 3 und acht Federelementen 4 in einem Ausgangszustand dargestellt.
-
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schirmungsverbindung 1 aus 7 mit einem Kontaktelement 3 und acht Federelementen 4 in einem rotierten Zustand.
-
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schirmungsverbindung
- 2
- Kabel
- 3
- Kontaktelement
- 4
- Federelement
- 5
- Aussparung
- 21
- Kabelschirm
- 31
- erstes Kontaktelement
- 32
- zweites Kontaktelement
- 33
- Durchgangsöffnung
- 311
- Kontaktoberfläche
- 312
- Rastmittel
- 313
- Kragen
- 321
- Kontaktoberfläche
- 322
- Rastmittel
- 323
- Kragen
