DE102022116520A1 - Connector comprising a connector housing and a cable gland - Google Patents
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Abstract
Um eine besonders gut leitfähige Schirmanbindung einer Kabelverschraubung (3) an ein Steckverbindergehäuse (1) für einen Steckverbinder über einen möglichst langen Zeitraum, idealerweise über den gesamten Lebenszyklus des Steckverbinders, aufrecht zu erhalten, wird vorgeschlagen, zur Schirmübergabe eine gemeinsame Kontaktfläche (4) innerhalb eines abgedichteten Bereichs (B) des Steckverbinders insbesondere schräg anzuordnen.In order to maintain a particularly well conductive shield connection of a cable gland (3) to a connector housing (1) for a connector over the longest possible period of time, ideally over the entire life cycle of the connector, it is proposed to have a common contact surface (4) within for shield transfer a sealed area (B) of the connector, in particular to be arranged obliquely.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder, aufweisend ein Steckverbindergehäuse und eine Kabelverschraubung, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.The invention is based on a plug connector, having a plug connector housing and a cable gland, according to the preamble of
Derartige Steckverbinder werden einerseits zum steckenden Verbinden mit einem Gegenstecker und andererseits zur Verbindung mit einem Kabel benötigt. Dazu ist es nötig, das Kabel, bei dem es sich insbesondere um ein Hochstromkabel handeln kann, an dem Steckverbindergehäuse des Steckverbinders, bei dem es sich beispielsweise um einen Hochstromsteckverbinder handeln kann, mittels der Kabelverschraubung durch Verschrauben zu befestigen. Gleichzeitig ist es üblicherweise nötig, den Schirm, beispielsweise ein Schirmgeflecht, des Kabels elektrisch leitend mit dem Steckverbindergehäuse zu verbinden. Der Steckverbinder, bei dem es sich insbesondere um einen Hochstromsteckverbinder handelt, kann insbesondere im Bahnbereich eingesetzt werden.Such connectors are required on the one hand for a plug-in connection to a mating connector and on the other hand for a connection to a cable. For this purpose, it is necessary to fasten the cable, which may in particular be a high-current cable, to the connector housing of the connector, which may be, for example, a high-current connector, by screwing using the cable gland. At the same time, it is usually necessary to connect the shield, for example a braided shield, of the cable to the connector housing in an electrically conductive manner. The connector, which is in particular a high-current connector, can be used in particular in the railway sector.
Die Schirmströme können, insbesondere im besagten Bahnbereich, sehr hoch sein. Sie können z.B. höher sein als 10 A („Ampere“), insbesondere höher sein als 30 A, beispielsweise größer sein als 50 A, und sogar größer als 100 A, und können gemäß Lastenheft beispielsweise bis zu 150 A und in Einzelfällen sogar mehr betragen.The shielding currents can be very high, especially in the railway area in question. For example, they can be higher than 10 A (“ampere”), in particular higher than 30 A, for example larger than 50 A, and even larger than 100 A, and according to the specifications, for example, can be up to 150 A and in individual cases even more .
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik sind Kabelverschraubungen bekannt, die dazu dienen, ein Kabel an einem Steckverbindergehäuse eines Hochstromsteckverbinders durch Verschrauben zu befestigen. Zudem ist es bekannt, einen Schirm, insbesondere ein Schirmgeflecht, des Kabels z.B. elektrisch leitend mit dem Steckverbindergehäuse zu verbindenCable glands are known in the prior art, which serve to fasten a cable to a connector housing of a high-current connector by screwing. In addition, it is known to connect a shield, in particular a braided shield, of the cable, for example in an electrically conductive manner, to the connector housing
Um derartige Schirmströme möglichst gut definiert übertragen zu können, ist es notwendig, den Schirmstrom vom Schirm des Kabels über die üblicherweise metallische Kabelverschraubung auf das üblicherweise metallische Steckverbindergehäuse zu übergeben. Dazu ist es bekannt, den Schirm des Kabels zunächst elektrisch leitend mit der Kabelverschraubung zu verbinden, um dann den Schirmstrom, z.B. über das Gewinde der Kabelverschraubung, an das Steckverbindergehäuse zu übertragen. Allerdings ist die vorgenannte Schirmübergabe über das Gewinde gemäß entsprechender Normen in der Regel nicht zulässig. Alternativ ist es bekannt, einen elektrischen Kontakt zwischen der Kabelverschraubung und dem Steckverbindergehäuse über zumindest eine gemeinsame Kontaktfläche herzustellen. Dabei wirkt sich nachteilig aus, dass diese Kontaktflächen Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Schmutz ausgesetzt sind. Es ist daher weiterhin bekannt, diese Verbindung entsprechend zu behandeln, z.B. einzufetten, um sie vor den besagten Umwelteinflüssen zu schützen. Jedoch kann z.B. das Fett leicht unabsichtlich entfernt werden und muss, z.B. in Form einer aufwändigen Wartung, regelmäßig erneuert werden. Daher ist derzeit noch keine befriedigende Lösung zur definierten Übertragung von höheren Schirmströmen, z.B. von Schirmströmen, die z.B. mehr als 30A betragen, auf Steckverbindergehäuse bekannt.In order to be able to transmit such shielding currents as well as possible, it is necessary to transfer the shielding current from the shield of the cable via the usually metallic cable gland to the usually metallic connector housing. For this purpose, it is known to first electrically connect the shield of the cable to the cable gland in order to then transmit the shield current, for example via the thread of the cable gland, to the connector housing. However, the aforementioned shield transfer via the thread is generally not permitted according to the relevant standards. Alternatively, it is known to establish electrical contact between the cable gland and the connector housing via at least one common contact surface. The disadvantage is that these contact surfaces are exposed to environmental influences such as moisture and dirt. It is therefore also known to treat this compound accordingly, for example by greasing it, in order to protect it from the aforementioned environmental influences. However, the grease, for example, can easily be removed accidentally and must be replaced regularly, for example in the form of complex maintenance. Therefore, there is currently no known satisfactory solution for the defined transmission of higher shielding currents, e.g. shielding currents that are more than 30A, to connector housings.
Ein Nachteil im Stand der Technik besteht also darin, dass der Übergangswiderstand zwischen der Kabelverschraubung und dem Steckverbindergehäuse für die besagt hohen Schirmströme zu groß ist und ein guter Leitwert dieser Verbindung, z.B. bei einem Einsatz des Steckverbinders im Bereich der Bahntechnik, zur Übertragung der besagt hohen Schirmströme nicht über den gesamten Lebenszyklus des Steckverbinders gewährleistet werden kann.A disadvantage in the prior art is that the contact resistance between the cable gland and the connector housing is too high for the said high shielding currents and a good conductance of this connection, e.g. when using the connector in the field of railway technology, is required to transmit the said high Shield currents cannot be guaranteed over the entire life cycle of the connector.
AufgabenstellungTask
Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, einen Steckverbinder, aufweisend ein Steckverbindergehäuse und eine Kabelverschraubung anzugeben, bei dem der Übergangswiderstand zwischen der Kabelverschraubung und dem Steckverbindergehäuse über einen möglichst langen Zeitraum gleichbleibend gering ist.The object of the invention is therefore to provide a plug connector, having a plug connector housing and a cable gland, in which the contact resistance between the cable gland and the plug connector housing is consistently low over the longest possible period of time.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.The task is solved by the subject matter of
Ein Steckverbinder aufweisend ein zumindest teilweise metallisches Steckverbindergehäuse, eine Dichtung und eine zumindest teilweise metallische Kabelverschraubung zur schraubenden Fixierung eines Kabels am Steckverbindergehäuse auf.A connector having an at least partially metallic connector housing, a seal and an at least partially metallic cable gland for screw-fixing a cable to the connector housing.
Das Steckverbindergehäuse besitzt zur in einer Kabeleinführrichtung stattfindenden Kabeleinführung eine Kabeleinführöffnung mit einem Gewinde. Die Kabelverschraubung weist ein Gegengewinde auf, mit dem die Kabelverschraubung am Gewinde der Kabelöffnung verschraubbar ist.The connector housing has a cable entry opening with a thread for cable entry in a cable entry direction. The cable gland has a mating thread with which the cable gland can be screwed to the thread of the cable opening.
Die Dichtung ist im verschraubten Zustand zwischen der Kabelverschraubung und dem Steckverbindergehäuse abdichtend eingeklemmt. Dadurch ist im Inneren des Steckverbinders ein abgedichteter Bereich gebildet.When screwed, the seal is clamped in a sealing manner between the cable gland and the connector housing. This creates a sealed area inside the connector.
Die Kabelverschraubung ist einerseits mit einem Schirm des Kabels elektrisch leitend verbindbar. Andererseits ist die Kabelverschraubung im verschraubten Zustand über eine gemeinsame Kontaktfläche zur Schirmübergabe elektrisch leitend mit dem Steckverbindergehäuse verbunden, wobei sich die besagte gemeinsame Kontaktfläche innerhalb des abgedichteten Bereichs befindet.On the one hand, the cable gland can be electrically connected to a shield of the cable. On the other hand, when screwed, the cable gland is electrically conductive to the shield via a common contact surface Connector housing connected, said common contact surface being located within the sealed area.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and the following description.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass der Steckverbinder die Übertragung hoher Schirmströme von beispielsweise mehr als 10 A („Ampere“), insbesondere mehr als 30 A, beispielsweise mehr als 50 A, und z.B. sogar mehr als 100 A, und ggf. von bis zu 150 A und in Einzelfällen sogar mehr über seine gesamte Lebensdauer gewährleistet.A particular advantage is that the connector allows the transmission of high shielding currents of, for example, more than 10 A (“amps”), in particular more than 30 A, for example more than 50 A, and for example even more than 100 A, and possibly from up to up to 150 A and in individual cases even more over its entire service life.
Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der gemeinsamen Kontaktfläche innerhalb des abgedichteten Bereichs, weil diese gemeinsame Kontaktfläche so vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist.The arrangement of the common contact surface within the sealed area is particularly advantageous because this common contact surface is protected from dirt and moisture.
Die elektrische Kontaktierung über die gemeinsame Kontaktfläche besitzt gegenüber der Schirmübergabe über das Gewinde den Vorteil, dass sie eine definierte Größe besitzt. Schließlich ist innerhalb des Gewindes nicht definiert, an welchen Stellen und in welcher Größe Gewinde und Gegengewinde einander berühren, so dass die Größe der elektrisch wirksamen Kontaktfläche der Gewinde nicht definiert ist.Electrical contacting via the common contact surface has the advantage over shield transfer via the thread that it has a defined size. Finally, it is not defined within the thread at which points and to what size the thread and mating thread touch each other, so that the size of the electrically effective contact surface of the thread is not defined.
Die besagte gemeinsame Kontaktfläche kann dagegen einerseits durch eine äußere Kontaktfläche der Kabelverschraubung und andererseits durch eine innere Kontaktfläche des Steckverbindergehäuses gebildet sein. Diese innere Kontaktfläche und diese äußere Kontaktfläche können im verschraubten Zustand flächig aneinander liegen und einander berühren, um miteinander besonders großflächig elektrisch zu kontaktieren. Die gemeinsame Kontaktfläche ist dann durch den gemeinsamen, vergleichsweise großflächigen Bereich gebildet, in dem sie miteinander mechanisch verbunden sind um elektrisch zu kontaktieren.The said common contact surface, on the other hand, can be formed on the one hand by an outer contact surface of the cable gland and on the other hand by an inner contact surface of the connector housing. This inner contact surface and this outer contact surface can lie flat against each other in the screwed state and touch each other in order to make electrical contact with one another over a particularly large area. The common contact surface is then formed by the common, comparatively large area in which they are mechanically connected to one another in order to make electrical contact.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die innere Kontaktfläche des Steckverbindergehäuses und die äußere Kontaktfläche der Kabelverschraubung - und damit im verschraubten Zustand auch die gemeinsame Kontaktfläche - jeweils umlaufend ausgeführt.In a preferred embodiment, the inner contact surface of the connector housing and the outer contact surface of the cable gland - and thus also the common contact surface in the screwed state - are each designed to be circumferential.
Die gemeinsame Kontaktfläche bildet zur Kabeleinführrichtung einen Winkel, der kleiner ist als 90°. Mit anderen Worten ist die gemeinsame Kontaktfläche zum Steckverbindergehäuse hin konisch zulaufend ausgeführt.The common contact surface forms an angle to the cable insertion direction that is smaller than 90°. In other words, the common contact surface is tapered towards the connector housing.
Der besagte Winkel, der zwischen der gemeinsamen Kontaktfläche und der Kabeleinführrichtung gebildet ist, kann beispielsweise größer ist als 20° und kleiner ist als 60°, bevorzugt größer als 25° und kleiner als 50° und insbesondere größer ist als 30° und kleiner ist als 45° sein.The said angle, which is formed between the common contact surface and the cable insertion direction, can, for example, be greater than 20° and less than 60°, preferably greater than 25° and less than 50° and in particular greater than 30° and less than be 45°.
Durch diese Schrägstellung kann sich die gemeinsame Kontaktfläche erheblich vergrößern, so dass sich der elektrische Widerstand zwischen der Kabelverschraubung und dem Steckverbindergehäuse weiterhin deutlich verringert.This inclination allows the common contact area to increase significantly, so that the electrical resistance between the cable gland and the connector housing continues to be significantly reduced.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die gemeinsame Kontaktfläche mindestens 50 mm2, insbesondere mindestens 100 mm2, beispielsweise mindestens 150 mm2 also z.B. mindestens 200 mm2, also beispielsweise mindestens 500 mm2 und bei einem in seinen Abmessungen sehr großen Steckverbinder sogar bis zu 1000 mm2 und ins einigen Fällen besonders großer Steckverbinder sogar mehr betragen.In an advantageous embodiment, the common contact surface can be at least 50 mm 2 , in particular at least 100 mm 2 , for example at least 150 mm 2 , for example at least 200 mm 2 , for example at least 500 mm 2 and even up to 1000 in the case of a very large plug connector mm 2 and in some cases particularly large connectors can even be more.
Bevorzugt schließt die gemeinsame Kontaktfläche steckverbindergehäuseseitig an das Gewinde, das insbesondere durch ein Innengewinde, und kabelverschraubungsseitig an das Gegengewinde, das insbesondere durch ein Außengewinde gebildet ist, an. Beispielsweise kann die äußere Kontaktfläche der Kabelverschraubung an das Gewinde, nämlich in diesem Fall an das Außengewinde der Kabelverschraubung, anschließen. Die innere Kontaktfläche des Steckverbindergehäuses kann an das Gegengewinde, in dem vorgenannten Fall an das Innengewinde des Steckverbindergehäuses, anschließen. Beispielsweise können die insbesondere schrägen Kontaktflächen jeweils zwischen dem jeweiligen Gewinde / Gegengewinde und der Dichtung angeordnet sein.The common contact surface preferably connects to the thread on the connector housing side, which is formed in particular by an internal thread, and on the cable gland side to the mating thread, which is formed in particular by an external thread. For example, the outer contact surface of the cable gland can connect to the thread, namely in this case to the external thread of the cable gland. The inner contact surface of the connector housing can connect to the mating thread, in the aforementioned case to the internal thread of the connector housing. For example, the particularly oblique contact surfaces can each be arranged between the respective thread/counter-thread and the seal.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Steckverbindergehäuse einteilig ausgeführt ist, weil es dann gegebenenfalls die mechanische Belastung durch den von innen erzeugten Druck durch die konischen Kontaktflächen besser kompensieren kann. Bei einem zweiteiligen Steckverbindergehäuse könnten die beiden Hälften gegebenenfalls auseinandergedrückt werden.It is particularly advantageous if the connector housing is made in one piece, because it can then better compensate for the mechanical stress caused by the pressure generated from the inside by the conical contact surfaces. With a two-part connector housing, the two halves could possibly be pushed apart.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann es sich bei der Dichtung um einen O-förmigen Dichtungsring („O-Ring“) handeln, der beispielsweise aus Gummi bestehen kann.In a preferred embodiment, the seal can be an O-shaped sealing ring (“O-ring”), which can be made of rubber, for example.
AusführungsbeispielEmbodiment example
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
-
1a ein Steckverbindergehäuse mit Kabelverschraubung im Schnitt; -
1b eine Vergrößerung aus der vorangegangenen Darstellung; -
1c ein Steckverbindergehäuse mit Kabelverschraubung in einer 3D-Darstellung; -
1d eine weitere Vergrößerung.
-
1a a connector housing with cable gland in section; -
1b an enlargement from the previous illustration; -
1c a connector housing with cable gland in a 3D representation; -
1d a further enlargement.
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 beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.The figures contain partly simplified, schematic representations. In some cases, identical reference numbers are used for identical but possibly not identical elements. Different views of the same elements could be scaled differently. Directional information such as “left”, “right”, “up” and “down” are to be understood with reference to the respective figure and can vary in the individual representations compared to the object shown.
Die
Durch die Dichtung entsteht ein nicht abgedichteter, äußerer Bereich A und en innerer, abgedichteter Bereich B. In dem äußeren Bereich A ist das Material des Steckverbinders Umweltbelastungen ausgesetzt. Im Inneren Bereich B sind die Umweltbelastungen demgegenüber erheblich reduziert.The seal creates an unsealed, outer area A and an inner, sealed area B. In the outer area A, the material of the connector is exposed to environmental stresses. In the inner area B, however, the environmental impact is significantly reduced.
Die Kabelverschraubung 3 besitzt neben einem Kabelabgang 30 ein Außengewinde 33, mit dem sie in ein Innengewinde 13 einer Kabeleinführöffnung 10 des Steckverbindergehäuses 1 einschraubbar ist.In addition to a
Bereits durch diese Verschraubung der Beiden Gewinde 33, 13 existiert zwischen der Kabelverschraubung 3 und dem Steckverbindergehäuse 1 eine elektrisch leitende Verbindung, die zur Übertragung von geringen Schirmströmen nutzbar ist.This screwing of the two
Für hohe Schirmströme kann ein ausreichend guter elektrischer Kontakt über die beiden Gewinde aber nicht gewährleistet werden, da die Gewinde sich gegenseitig i.d.R. nur an einigen wenigen, schmalen Stellen berühren.However, for high shielding currents, a sufficiently good electrical contact via the two threads cannot be guaranteed, as the threads usually only touch each other in a few narrow places.
Aus diesem Grund ist eine gemeinsame Kontaktfläche 4 vorgesehen. Diese soll - und den gegebenen Umstanden - möglichst groß ausgeführt sein, um einen „niederohmigen“, d.h. möglichst gut leitfähigen elektrischen Kontakt zwischen der Kabelverschraubung und dem Steckverbindergehäuse bereit zu stellen.For this reason, a
Die gemeinsame Kontaktfläche 4 ist von einer inneren Kontaktfläche 14 des Steckverbindergehäuses 1 und einer äußeren Kontaktfläche 34 der Kabelverschraubung 3 durch deren gemeinsamen Kontaktbereich, in dem sie einander berühren, gebildet.The
Die
In der
Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass sich die Kontaktfläche 4 durch ihre Schrägstellung vergrößert. Je stärker der Winkel α von einem rechten Winkel, also 90° abweicht (in diesem Beispiel besitzt er etwa 30°) desto größer wird die Kontaktfläche 4 und damit auch der elektrische Leitwert der Verbindung.From this illustration it is clear that the
Die gemeinsame Kontaktfläche 4 befindet sich innerhalb des abgedichteten Bereichs B des Steckverbinders, nämlich zwischen der Dichtung 2 und dem jeweiligen Gewinde 13, 33. Dadurch ist die gemeinsame Kontaktfläche 4 üblicherweise keinen nennenswerten Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Schmutz ausgesetzt. Dadurch kann der Steckverbinder seine besonders gute Schirmanbindung auch über einen langen Zeitraum, nämlich idealerweise über seinen gesamten Lebenszyklus, aufrechterhalten.The
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- SteckverbindergehäuseConnector housing
- 1010
- KabeleingangsöffnungCable entry opening
- 1313
- Gewinde / InnengewindeThread / internal thread
- 1414
- Dichtungpoetry
- 22
- KabelverschraubungCable gland
- 33
- KabelverschraubungCable gland
- 3030
- KabelabgangCable outlet
- 3333
- Gegengewinde / AußengewindeCounter thread / external thread
- 3434
- äußere Kontaktfläche der Kabelverschraubungouter contact surface of the cable gland
- 44
- gemeinsame Kontaktfläche common contact surface
- AA
- Äußerer BereichExternal area
- Bb
- abgedichteter, innerer Bereichsealed inner area
Claims (12)
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