DE102023002960B3 - Cable connectors - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kabelsteckverbinder (10) zum Anschluss eines Datenübertragungskabels (11) mit einem Verbinderkern (20) und einem Schirmgehäuse (80), die zumindest teilweise von einer Kabeltülle (140) umgeben werden, wobei der Verbinderkern (20) ein von einer Mehrzahl an Kontaktelementen (60, 70) durchgriffenes Isoliergehäuse (19), das aus einem Kontaktaufnahmegehäuse (21) und einem Aderaufnahmeteil (40) mit Aderaufnahmekanälen (48, 49) besteht, aufweist, wobei jedes Kontaktelement (60, 70) an seinen Endbereichen einen Kontaktbereich (61, 71) zum Gegenverbinder und ein Anschlusselement (62, 72) zum Anschluss einer Ader (12) des Datenübertragungskabels (11) aufweist, wobei das den Verbinderkern (20) in Umfangsrichtung umgebende Schirmgehäuse (80) ein Verbindungselement (88) zum Gegenverbinder und einen Kabelschirmanschlussbereich (110) zur Verbindung mit dem Kabelschirm (16) des Datenübertragungskabels (11) aufweist wobei das Material im Kabelschirmanschlussbereich (110) des Schirmgehäuses (80) zur Ausbildung einer doppelten Materialstärke gefaltet ist. Zur Gewährleistung einer wirksamen Kabelzugentlastung wird vorgeschlagen, am Schirmgehäuse (80) eine zusätzliche Kabelschirmauflage (130) mit einem Rückhalteabschnitt (132) anzuordnen, dessen Sperrflächen (133, 134) bei Anlage der Abschlussfläche (122) des Kabelanschlussbereichs (110) einer Verformung der verformten Kontaktflügel (114, 115) entgegenwirken.The invention relates to a cable connector (10) for connecting a data transmission cable (11) with a connector core (20) and a shield housing (80), which are at least partially surrounded by a cable grommet (140), wherein the connector core (20) has an insulating housing (19) through which a plurality of contact elements (60, 70) pass, which consists of a contact housing (21) and a wire receiving part (40) with wire receiving channels (48, 49), wherein each contact element (60, 70) has at its end regions a contact region (61, 71) for the mating connector and a connection element (62, 72) for connecting a wire (12) of the data transmission cable (11), wherein the shield housing (80) surrounding the connector core (20) in the circumferential direction has a connection element (88) for the mating connector and a cable shield connection region (110) for connection to the cable shield (16) of the data transmission cable (11), wherein the material in the cable shield connection area (110) of the shield housing (80) is folded to form a double material thickness. To ensure effective cable strain relief, it is proposed to arrange an additional cable shield support (130) with a retaining section (132) on the shield housing (80), the blocking surfaces (133, 134) of which counteract deformation of the deformed contact wings (114, 115) when the end surface (122) of the cable connection area (110) is in contact.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kabelsteckverbinder zum Anschluss eines Datenübertragungskabels mit einem Verbinderkern und einem Schirmgehäuse, die zumindest teilweise von einer Kabeltülle umgeben werden, wobei der Verbinderkern ein von einer Mehrzahl an Kontaktelementen durchgriffenes Isoliergehäuse, das aus einem Kontaktaufnahmegehäuse und einem Aderaufnahmeteil mit Aderaufnahmekanälen besteht, aufweist, wobei jedes Kontaktelement an seinen Endbereichen einen Kontaktbereich zum Gegenverbinder und ein Anschlusselement zum Anschluss einer Ader des Datenübertragungskabels aufweist, wobei das den Verbinderkern in Umfangsrichtung umgebende Schirmgehäuse ein Verbindungselement zum Gegenverbinder und einen Kabelschirmanschlussbereich zur elektrischen Verbindung mit dem Kabelschirm des Datenübertragungskabels aufweist.The invention relates to a cable connector for connecting a data transmission cable with a connector core and a shield housing, which are at least partially surrounded by a cable grommet, wherein the connector core has an insulating housing through which a plurality of contact elements pass, which consists of a contact receiving housing and a wire receiving part with wire receiving channels, wherein each contact element has at its end regions a contact region for the mating connector and a connection element for connecting a wire of the data transmission cable, wherein the shield housing surrounding the connector core in the circumferential direction has a connection element for the mating connector and a cable shield connection region for electrical connection to the cable shield of the data transmission cable.
Gattungsgemäße Kabelsteckverbinder finden beispielsweise in Single-Pair-Ethernet-Steckverbindern (SPE) als zweipolige Hochfrequenz-Steckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem zweiadrigen Datenübertragungskabel und einem Gegenverbinder Anwendung. Alternativ ermöglichen derartige Verbinder eine elektrische Verbindung zwischen zwei Datenübertragungskabeln. Im Unterschied zu bekannten achtadrigen Ethernet-Verbindungen ermöglichen Single-Pair-Ethernet-Verbindungen (SPE) die Übertragung von Signalen über das Ethernet-Protokoll mittels nur einem verdrillten Aderpaar mit Übertragungsraten von 10 Mb/s bis 1 GBit/s. Dies führt zu Materialeinsparungen, die insbesondere den industriellen Einsatz begünstigen. Gleichzeitig ermöglicht SPE simultan zur Signal- und Datenübertragung eine Energieübertragung mit Leistungen bis zu 50 Watt bei einer temperaturabhängigen Strombelastbarkeit von 2 bis 3,5 A bzw. 4 bis 7 A.Cable connectors of this type are used, for example, in single-pair Ethernet connectors (SPE) as two-pin high-frequency connectors to create an electrical connection between a two-wire data transmission cable and a mating connector. Alternatively, such connectors enable an electrical connection between two data transmission cables. In contrast to known eight-wire Ethernet connections, single-pair Ethernet connections (SPE) enable the transmission of signals via the Ethernet protocol using only one twisted pair of wires with transmission rates of 10 Mb/s to 1 Gbit/s. This leads to material savings, which are particularly beneficial for industrial use. At the same time, SPE enables energy transmission with power of up to 50 watts at a temperature-dependent current load of 2 to 3.5 A or 4 to 7 A simultaneously with signal and data transmission.
Das an einen erfindungsgemäßen Kabelsteckverbinder anzuschließende Datenübertragungskabel weist zwei Adern auf. Jede Ader besteht aus einem elektrischen Leiter, der von einer Aderisolierung umhüllt wird, wobei die Adern miteinander verdrillt sind und ein Aderpaar ausbilden. Der elektrische Leiter kann dabei als Litzenleiter aus beispielsweise sieben oder neunzehn verseilten Einzeldrähten oder als Massivleiter ausgeführt sein. Für kurze Übertragungsstrecken bis etwa 20 m kommen häufig Datenübertragungskabel mit Litzenleitern zum Einsatz. Sie zeichnen sich durch eine hohe mechanische Flexibilität aus. Bei längeren Übertragungstrecken werden bevorzugt Massivleiter eingesetzt, da diese durch ihren kompakten Leiterquerschnitt eine geringere Dämpfung als verseilte Litzenleiter aufweisen.The data transmission cable to be connected to a cable connector according to the invention has two wires. Each wire consists of an electrical conductor which is covered by a wire insulation, whereby the wires are twisted together and form a wire pair. The electrical conductor can be designed as a stranded conductor made of, for example, seven or nineteen stranded individual wires or as a solid conductor. Data transmission cables with stranded conductors are often used for short transmission distances of up to around 20 m. They are characterized by high mechanical flexibility. Solid conductors are preferred for longer transmission distances, since their compact conductor cross-section means that they have less attenuation than stranded stranded conductors.
Zum Schutz des Aderpaares gegen ein Übersprechen der Signale von und zu Aderpaaren benachbarter Datenübertragungskabel kann das Aderpaar von einer Paarschirmung umgeben sein, wobei diese Paarschirmung beispielsweise als leitfähiger Folienstreifen ausgestaltet sein kann, der um das Aderpaar gewickelt wird. Alternativ oder auch zusätzlich kann das Aderpaar von einem Schirmgeflecht umgeben sein.To protect the wire pair against crosstalk of signals from and to wire pairs of neighboring data transmission cables, the wire pair can be surrounded by a pair shield, whereby this pair shield can be designed, for example, as a conductive foil strip that is wound around the wire pair. Alternatively or additionally, the wire pair can be surrounded by a braided shield.
Die Adern des Datenübertragungskabels werden von einem Kabelmantel aus einem Isoliermaterial umgeben. Zwischen dem Adermantel und dem optional von einem Paarschirm umgebenen Aderpaar wird häufig ein Kabelschirm in Form eines leitfähigen Schirmgeflechts angeordnet. Dieser Kabelschirm schützt den durch die Adern des Datenübertragungskabels fließenden Signalstrom vor störenden Strahlungen, die von außen auf das Datenübertragungskabel einwirken können. Als Quellen derartiger äußerer Störstrahlungen sind beispielsweise Abstrahlungen von Handys, Mobilfunkmasten oder benachbarte unvollständig abgeschirmte oder ungeschirmte Datenübertragungsanordnungen in Form von Steckverbindern zu nennen.The wires of the data transmission cable are surrounded by a cable sheath made of an insulating material. A cable shield in the form of a conductive braided shield is often arranged between the wire sheath and the wire pair, which is optionally surrounded by a pair shield. This cable shield protects the signal current flowing through the wires of the data transmission cable from disruptive radiation that can affect the data transmission cable from the outside. Sources of such external interference include, for example, radiation from cell phones, cell phone masts or neighboring incompletely shielded or unshielded data transmission arrangements in the form of connectors.
Der Verbinderkern eines erfindungsgemäßen Kabelsteckverbinders beinhaltet eine Mehrzahl an Kontaktelementen, die eine elektrische Verbindung zwischen den Adern des Datenübertragungskabels und den Kontakten eines komplementär ausgebildeten Gegenverbinders ermöglichen. Der Aderanschluss an die Kontaktelemente erfolgt dabei mittels Anschlusselementen. Aus dem Stand der Technik sind dem Fachmann Anschlusselemente in der Ausführung als Schneid-Klemm-Kontakte (IDC) und als Piercingkontakte (IPC) bekannt. Beispielhaft finden sich in der
Für die Anwendung in rauen Industrieumgebungen weisen gattungsgemäße Kabelsteckverbinder und die daran anzuschließenden Datenübertragungskabel geeignete, dem Fachmann bekannte Schirmelemente auf, um die Übertragungsstrecke wirksam gegen äußere Störsignale abzuschirmen und eine optimale Datenübertragung zu gewährleisten.For use in harsh industrial environments, generic cable connectors and the data transmission cables to be connected to them have suitable shielding elements known to those skilled in the art in order to effectively shield the transmission path against external interference signals and to ensure optimal data transmission.
Zur Sicherstellung einer störungsfreien hochfrequenten Datenübertragung ist es notwendig, die gesamte Steckverbinderanordnung, bestehend aus dem Datenübertragungskabel mit den daran konfektionierten Steckverbindern im Zusammenbau mit den Gegenverbindern, wirksam und sicher gegenüber äußeren Störsignalen abzuschirmen. Innerhalb einer Datenübertragungsstrecke kommen dazu mehrere miteinander verbundene und die Steckverbinderanordnung in Umfangsrichtung umgebende Schirmelemente aus einem elektrisch leitfähigen Material zum Einsatz. Die Gehäuse der Steckverbinder sind beispielsweise aus einem leitfähigen Metall gefertigt und mittels leitfähiger Schirmelemente mit dem Kabelschirm des Datenübertragungskabels elektrisch verbunden. Alternativ werden von Kontaktelementen durchgriffene Isoliergehäuse in Umfangsrichtung von einem zusätzlichen Schirmgehäuse, beispielsweise von einem Stanz-Biegeteil aus einem leitfähigen Material, umgeben. Eine zuverlässige Kontaktierung dieser Schirmelemente unter statischer und dynamischer Belastung ist die Voraussetzung für eine qualitativ hochwertige und störungsfreie Datenübertragungsstrecke in rauen Industrieumgebungen.To ensure interference-free high-frequency data transmission, it is necessary to effectively and safely shield the entire connector arrangement, consisting of the data transmission cable with the connectors assembled on it in conjunction with the mating connectors, against external interference signals. Within a data transmission path, there are several interconnected shields that surround the connector arrangement in the circumferential direction. Shielding elements made of an electrically conductive material are used. The housings of the connectors are made of a conductive metal, for example, and are electrically connected to the cable shield of the data transmission cable using conductive shielding elements. Alternatively, insulating housings penetrated by contact elements are surrounded in the circumferential direction by an additional shielding housing, for example a stamped and bent part made of a conductive material. Reliable contacting of these shielding elements under static and dynamic loads is the prerequisite for a high-quality and interference-free data transmission path in harsh industrial environments.
Zum Schutz des Kabelsteckverbinders gegen unerwünschte mechanische Belastungen über das angeschlossene Datenübertragungskabel ist üblicherweise eine Kabelzugentlastungsvorrichtung vorgesehen. Derartige Vorrichtungen nehmen durch eine Kabelklemmung äußere Kräfte und Momente auf, die auf das angeschlossene Kabel einwirken können und schützen damit insbesondere die Anschlusselemente der Kontaktelemente des Kabelsteckverbinders mit ihrer mechanischen und elektrischen Verbindung zur Ader des Datenübertragungskabels vor unzulässigen Belastungen und Beschädigungen. Aus dem Stand der Technik sind sowohl separate als auch im Schirmgehäuse des Kabelsteckverbinders integrierte Kabelzugentlastungsvorrichtungen, die die Kabelschirmkontaktierung beinhalten, bekannt.A cable strain relief device is usually provided to protect the cable connector against unwanted mechanical loads via the connected data transmission cable. Such devices absorb external forces and moments that can act on the connected cable by means of a cable clamp and thus protect in particular the connection elements of the contact elements of the cable connector with their mechanical and electrical connection to the wire of the data transmission cable from inadmissible loads and damage. Cable strain relief devices that contain the cable shield contact are known from the prior art, both separate and integrated in the shield housing of the cable connector.
Bei sehr kleinen Steckverbindern, insbesondere im Hinblick auf Single Pair Ethernet-Steckverbinder, besteht die Herausforderung darin, eine sichere Kontaktierung des Kabelschirms zum Schirmgehäuse und eine wirksame Kabelzugentlastung innerhalb eines begrenzten Bauraums mit minimalen Materialstärken des Schirmgehäuses bereitzustellen. Insbesondere verhindern Materialstärken des Schirmgehäuses kleiner 0,4 mm die Realisierung normkonformer Kabelzugentlastungsvorrichtungen, die Zugkräfte größer 50 N aufnehmen können, um den Kabelsteckverbinder wirksam vor unerwünschten Zugbelastungen zu schützen.With very small connectors, especially with regard to single pair Ethernet connectors, the challenge is to provide a secure contact between the cable shield and the shield housing and an effective cable strain relief within a limited installation space with minimal material thicknesses of the shield housing. In particular, material thicknesses of the shield housing of less than 0.4 mm prevent the implementation of standard-compliant cable strain relief devices that can absorb tensile forces greater than 50 N in order to effectively protect the cable connector from unwanted tensile loads.
Aus der
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Ein weiterer gattungsgemäßer Kabelsteckverbinder wird in der
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Die JPH 102 70 123 A zeigt einen weiteren Kabelsteckverbinder mit einem Schirmgehäuse 10 zum Anschluss an ein Datenübertragungskabel 1. Der Kabelschirmanschlussbereich zum Kabelschirm weist eine dem Fachmann bekannte V-förmige Crimpgeometrie 10a bis 10d auf, an dessen dem anzuschließenden Datenübertragungskabel zugewandten Endbereich drei Eingriffselemente 10e angeordnet sind. Eine Verformung der Crimpgeometrie 10a bis 10d bewirkt die elektrische Kontaktierung des Schirmgehäuses zum Kabelschirm und gleichzeitig eine Kabelzugentlastung, deren Wirkung durch das Eingreifen der Eingriffselemente 10e in radialer Richtung nach innen in den Kabelmantel verstärkt wird. Bei dünnwandigen Ausführungen des Schirmgehäuses werden die geforderten Werte zur Aufnahme von Kabelzugkräften auch mit den vorgesehenen zusätzlichen Eingriffselementen nicht erreichbar sein.JPH 102 70 123 A shows another cable connector with a shield housing 10 for connection to a data transmission cable 1. The cable shield connection area to the cable shield has a V-shaped crimp geometry 10a to 10d known to those skilled in the art, on the end area of which facing the data transmission cable to be connected three engagement elements 10e are arranged. A deformation of the crimp geometry 10a to 10d causes the shield housing to be electrically contacted with the cable shield and at the same time a cable strain relief, the effect of which is reinforced by the engagement of the engagement elements 10e in a radial direction inwards into the cable sheath. In thin-walled versions of the shield housing, the required values for absorbing cable tensile forces cannot be achieved even with the additional engagement elements provided.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Kabelsteckverbinder derart weiterzubilden, dass die Ausführung des Schirmgehäuses einen platzsparenden Aufbau des Kabelsteckverbinders bei minimalem Materialeinsatz unter Vermeidung zusätzlicher Kontaktübergangswiderstände innerhalb des Schirmgehäuses sowie eine sichere elektrische Kontaktierung zum Kabelschirm bei Gewährleistung einer wirksamen Kabelzugentlastung des anzuschließenden Datenübertragungskabels ermöglicht.The object of the present invention is therefore to further develop a generic cable connector in such a way that the design of the shield housing enables a space-saving construction of the cable connector with minimal use of material and avoidance of additional contact transition resistances within the shield housing as well as a secure electrical contact to the cable shield while ensuring effective cable strain relief of the data transmission cable to be connected.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kabelsteckverbinder erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a generic cable connector according to the invention with the characterizing features of claim 1.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn im Kabelschirmanschlussbereich die nach dem Falten einander zugewandten Faltflächen elektrisch und mechanisch nicht lösbar miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht stabile und sichere elektrische Verbindungen innerhalb des Kabelschirmanschlussbereichs.It has proven to be particularly advantageous if the folding surfaces facing each other after folding are electrically and mechanically connected to one another in a way that cannot be separated. This enables stable and secure electrical connections within the cable shield connection area.
Die Verbindung der nach dem Falten einander zugewandten Faltflächen im Kabelschirmanschlussbereich kann mittels eines dem Fachmann bekannten Verfahren, beispielsweise durch eine Clinchverbindung, erfolgen. Beispielhafte Ausführungen für Clinchverbindungen werden in der
In alternativen Ausführungen kann die Verbindung der nach dem Falten einander zugewandten Faltflächen im Kabelschirmanschlussbereich durch weitere dem Fachmann geläufige Verfahren, beispielsweise durch Nieten oder Schweißen, erfolgen.In alternative embodiments, the connection of the folding surfaces facing each other in the cable shield connection area after folding can be carried out by other methods familiar to the person skilled in the art, for example by riveting or welding.
In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt der Aufbau des Schirmgehäuses einstückig. Auf diese Weise wird die Entstehung unerwünschter Übergangswiderstände zwischen einer Mehrzahl an Bauteilen vermieden.In an advantageous embodiment, the shield housing is constructed in one piece. This avoids the occurrence of undesirable contact resistance between a number of components.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Kabelschirmanschlussbereich zusätzliche Eingriffselemente angeordnet sind, die nach dem Umformen der Crimpgeometrie in radialer Richtung in den Kabelmantel des anzuschließenden Datenübertragungskabels eindringen oder diesen klemmen können. Dies verstärkt die Wirkung der Kabelzugentlastung.It is particularly advantageous if additional engagement elements are arranged in the cable shield connection area, which, after the crimp geometry has been reshaped, can penetrate into the cable sheath of the data transmission cable to be connected or clamp it. This increases the effect of the cable strain relief.
Beispielsweise können die Eingriffselemente als Noppen oder Ausklinkungen ausgestaltet sein.For example, the engagement elements can be designed as knobs or notches.
Besonders günstig ist es, wenn das Schirmgehäuse eine zusätzliche Kabelschirmauflage aufweist. Dies erzeugt zusätzliche, die Schirmwirkung verbessernde Kontaktpunkte des Schirmgehäuses zum Kabelschirm.It is particularly advantageous if the shield housing has an additional cable shield support. This creates additional contact points between the shield housing and the cable shield, improving the shielding effect.
Die Anordnung der zusätzlichen Kabelschirmauflage gegenüber dem gefalteten Kabelschirmanschlussbereich führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der Kontaktpunkte des Schirmgehäuses zum Kabelschirm.The arrangement of the additional cable shield support opposite the folded cable shield connection area leads to an even distribution of the contact points of the shield housing to the cable shield.
Es erweist sich als besonders günstig, wenn die sich quer zur Richtung X erstreckenden Endbereiche des gefalteten Kabelschirmanschlussbereichs zu verformende Kontaktflügel ausbilden, die nach ihrer Verformung den Kabelschirm in Umfangsrichtung umgeben. Dies ermöglicht eine sichere Kontaktierung des Schirmgehäuses zum Kabelschirm in Umfangsrichtung des Datenübertragungskabels.It proves to be particularly advantageous if the end regions of the folded cable shield connection region extending transversely to the direction X form deformable contact wings which, after they have been deformed, surround the cable shield in the circumferential direction. This enables secure contact between the shield housing and the cable shield in the circumferential direction of the data transmission cable.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die Kontaktflügel unter Ausbildung eines Öffnungsbereichs zur Aufnahme des von einem Kabelschirm umgebenen Datenübertragungskabels vor der Umformung vorgebogen. Dies vereinfacht die Auslegung eines geeigneten Crimpwerkzeugs, wobei der V-formähnliche Öffnungsbereich in vorteilhafter Weise als Einführtrichter das Einlegen des anzuschließenden Datenübertragungskabels mit unterschiedlichen Außendurchmessern in den Kabelschirmanschlussbereich des Schirmgehäuses ermöglicht.In an advantageous embodiment, the contact wings are pre-bent before forming to form an opening area for receiving the data transmission cable surrounded by a cable shield. This simplifies the design of a suitable crimping tool, with the V-shaped opening area advantageously acting as an insertion funnel to allow the data transmission cable to be connected with different outer diameters to be inserted into the cable shield connection area of the shield housing.
Nach der Umformung der Kontaktflügel mittels eines geeigneten Crimpwerkzeugs zur Kontaktierung des Kabelschirms erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die zusätzliche Kabelschirmauflage in Umfangsrichtung von den verformten Kontaktflügeln umschlossen und elektrisch kontaktiert wird. Dies führt in vorteilhafter Weise zu weiteren Kontaktpunkten zwischen dem Kabelschirm und dem Schirmgehäuse, die die Schirmwirkung verbessern.After the contact wings have been formed using a suitable crimping tool to contact the cable shield, it is particularly advantageous if the additional cable shield support is enclosed in the circumferential direction by the deformed contact wings and electrically contacted. This advantageously leads to additional contact points between the cable shield and the shield housing, which improve the shielding effect.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Kabelschirmauflage einen Anlageabschnitt und einen dazu breiteren Rückhalteabschnitt auf, wobei normal zur Richtung X ausgerichtete Sperrflächen des Rückhalteabschnitts bei Anlage der Abschlussfläche des Kabelschirmanschlussbereichs einer Verformung der verformten Kontaktflügel in Richtung der äußeren Zugbelastung entgegenwirken. Dies verbessert zusätzlich die Kabelzugentlastungsfunktion.In a preferred embodiment, the cable shield support has a contact section and a wider retaining section, with blocking surfaces of the retaining section aligned perpendicular to the direction X counteracting a deformation of the deformed contact wings in the direction of the external tensile load when the end surface of the cable shield connection area is in contact. This additionally improves the cable strain relief function.
Zum Schutz vor Feuchtigkeit und Staub ist es vorteilhaft, wenn eine Kabeltülle das Schirmgehäuse mit dem angeschlossenen Datenübertragungskabel zumindest teilweise in Umfangsrichtung umgibt.To protect against moisture and dust, it is advantageous if a cable grommet surrounds the shield housing with the connected data transmission cable at least partially in the circumferential direction.
Zur erleichterten Bedienung erweist es sich als sehr günstig, wenn die Kabeltülle ein Betätigungselement zur Betätigung des Verbindungselements, beispielsweise in Form eines integrierten Rasthebels, aufweist.To facilitate operation, it is very advantageous if the cable grommet has an actuating element for operating the connecting element, for example in the form of an integrated locking lever.
Die das Schirmgehäuse und das angeschlossene Datenkabel in Umfangsrichtung zumindest teilweise umgebende Kabeltülle kann als separates Bauteil oder alternativ als Umspritzung vorgesehen sein.The cable grommet, which at least partially surrounds the shield housing and the connected data cable in the circumferential direction, can be used as a separate rates component or alternatively as an overmold.
Vorzugsweise weist das Verfahren zum Anschluss des Datenübertragungskabels an einen erfindungsgemäßen Kabelsteckverbinder folgende Montageschritte auf:
- - Einführen des Endbereichs der vom Kabelmantel und Paarschirmung freigelegten Adern in die Aderaufnahmekanäle des Aderaufnahmeteils
- - Kontaktierung der Adern des Datenübertragungskabels zu den Anschlusselementen der Kontaktelemente des Verbinderkerns
- - Montage des Schirmgehäuses über den Verbinderkern
- - Einlegen des um den Kabelmantel zurückgeschlagenen Kabelschirms in den Kabelschirmanschlussbereich des Schirmgehäuses
- - Verformung der Kontaktflügel zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung des Kabelschirmanschlussbereichs des Schirmgehäuses zum Kabelschirm des anzuschließenden Datenübertragungskabels bei gleichzeitiger Ausbildung einer Kabelzugentlastung
- - Montage der Kabeltülle
- - Insert the end section of the wires exposed from the cable sheath and pair shielding into the wire receiving channels of the wire receiving part
- - Contacting of the wires of the data transmission cable to the connection elements of the contact elements of the connector core
- - Mounting the shield housing over the connector core
- - Insert the cable shield folded back around the cable sheath into the cable shield connection area of the shield housing
- - Deformation of the contact wings to create an electrical and mechanical connection between the cable shield connection area of the shield housing and the cable shield of the data transmission cable to be connected, while simultaneously creating a cable strain relief
- - Installation of the cable grommet
Die nachfolgende Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.The following description of advantageous embodiments of the invention serves to explain in more detail in conjunction with the drawing.
Es zeigen:
-
1 : eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kabelsteckverbinders in einer ersten vorteilhaften Ausführung; -
2 : eine perspektivische Ansicht des Kabelsteckverbinders aus1 nach der Art einer Explosionszeichnung; -
3 : eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Datenübertragungskabels aus2 ; -
4 : eine perspektivische Ansicht der Verbinderkerns aus2 ; -
5 : eine weitere perspektivische Ansicht der Verbinderkerns aus4 nach der Art einer Explosionszeichnung; -
6 : eine perspektivische Ansicht des Schirmgehäuses aus2 mit entfaltetem Kabelschirmanschlussbereich; -
7 : eine weitere perspektivische Ansicht des Schirmgehäuses aus6 ; -
8 : eine perspektivische Ansicht des Schirmgehäuses aus2 mit gefaltetem Kabelschirmanschlussbereich; -
9 : eine vergrößerte Ansicht von Detail T aus8 ; -
10 : eine weitere perspektivische Ansicht des Schirmgehäuses aus8 ; -
11 : eine perspektivische Ansicht des Schirmgehäuses aus8 mit vorverformten Kontaktflügeln; -
12 : eine vergrößerte Ansicht vonDetail X aus 11 ; -
13 : eine vergrößerte Ansicht vonDetail Y aus 11 ; -
14 : eine Rückansicht des Schirmgehäuses aus11 ; -
15 : eine perspektivische Ansicht der Kabeltülle aus1 ; -
16 : eine weitere perspektivische Ansicht der Kabeltülle aus15 ; -
17 : eine perspektivische Ansicht des Verbinderkerns mit anzuschließendem Datenübertragungskabel aus2 nach der Art einer Explosionszeichnung; -
18 : eine perspektivische Ansicht des Verbinderkerns aus17 mit eingelegten Adern im Aderaufnahmeteil, wobei das Aderaufnahmeteil auf dem Kontaktaufnahmegehäuse in einer Vormontagestellung aufgesetzt ist; -
19 : eine perspektivische Ansicht des Verbinderkerns aus18 mit angeschlossenem Datenübertragungskabel; -
20 : eine perspektivische Ansicht des Verbinderkerns aus19 bei Bereitstellung des Schirmgehäuses mit vorgebogenen Kontaktflügeln; -
21 : eine perspektivische Ansicht des Verbinderkerns aus20 mit montiertem Schirmgehäuse; -
22 : eine vergrößerte Ansicht vonDetail R aus 21 ; -
23 : eine vergrößerte Ansicht vonDetail T aus 21 ; -
24 : eine perspektivische Ansicht des Verbinderkerns aus21 mit montiertem Schirmgehäuse und verformten Kontaktflügeln; -
25 : eine vergrößerte Ansicht von Detail S aus24 ; -
26 : eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht des Verbinderkerns mit dem Schirmgehäuse und montierter Kabeltülle aus1 ; -
27 : eine weitere teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht des Verbinderkerns mit Schirmgehäuse und Kabeltülle aus26 ; -
28 : eine vergrößerte Ansicht von Detail Z aus27 ;
-
1 : a perspective view of a cable connector according to the invention in a first advantageous embodiment; -
2 : a perspective view of the cable connector from1 in the manner of an exploded view; -
3 : an enlarged perspective view of the data transmission cable from2 ; -
4 : a perspective view of the connector core from2 ; -
5 : another perspective view of the connector core from4 in the manner of an exploded view; -
6 : a perspective view of the shield housing from2 with unfolded cable shield connection area; -
7 : another perspective view of the shield housing from6 ; -
8th : a perspective view of the shield housing from2 with folded cable shield connection area; -
9 : an enlarged view of detail T from8th ; -
10 : another perspective view of the shield housing from8th ; -
11 : a perspective view of the shield housing from8th with pre-formed contact wings; -
12 : an enlarged view of detail X from11 ; -
13 : an enlarged view of detail Y from11 ; -
14 : a rear view of the shield housing from11 ; -
15 : a perspective view of the cable grommet from1 ; -
16 : another perspective view of the cable grommet from15 ; -
17 : a perspective view of the connector core with data transmission cable to be connected from2 in the manner of an exploded view; -
18 : a perspective view of the connector core from17 with wires inserted in the wire receiving part, whereby the wire receiving part is placed on the contact housing in a pre-assembly position; -
19 : a perspective view of the connector core from18 with data transfer cable connected; -
20 : a perspective view of the connector core from19 when providing the shield housing with pre-bent contact wings; -
21 : a perspective view of the connector core from20 with mounted shield housing; -
22 : an enlarged view of detail R from21 ; -
23 : an enlarged view of detail T from21 ; -
24 : a perspective view of the connector core from21 with mounted shield housing and deformed contact wings; -
25 : an enlarged view of detail S from24 ; -
26 : a partially cutaway perspective view of the connector core with the Shield housing and mounted cable grommet made of1 ; -
27 : another partially broken perspective view of the connector core with shield housing and cable grommet made of26 ; -
28 : an enlarged view of detail Z from27 ;
In den
Gemäß der
Die
Das Kontaktaufnahmegehäuse 21 weist einen U-formähnlichen Gehäuseabschnitt 22 auf, der an seinem dem anzuschließenden Datenübertragungskabel 11 zugewandten Endbereich offen gestaltet ist. An seinem dem Gegenverbinder zugewandten, von zwei Kontaktaufnahmeöffnungen 32, 33 zur formschlüssigen Aufnahme der Kontaktbereiche 61, 71 der Kontaktelemente 60, 70 durchgriffenen Endbereich, ist ein in Umfangsrichtung geschlossener quaderähnlicher Gehäusebereich 31 angeordnet. Die Seitenwände 23, 25 weisen seitliche Öffnungen 24, 26 mit den Anlageflächen 27, 28 auf, an denen die komplementären Anlageflächen 45 bzw. 46 zur Ausbildung einer Verrastung mit dem Aderaufnahmeteil 40 angeordnet sind. Die seitlichen Schlitzöffnungen 29, 30 dienen der formschlüssigen Aufnahme der komplementären Rippen 47 zur Ausbildung einer mechanischen Führung des Aderaufnahmeteils 40 zum Kontaktaufnahmegehäuse 21. Das Aderaufnahmeteil 40 erstreckt sich mit einem rechteckähnlichen Querschnitt zwischen den stirnseitigen Begrenzungen 41 und 42, wobei zwei Aderaufnahmekanäle 48, 49 zur Aufnahme der Adern 12 des anzuschließenden Datenübertragungskabels 11 das Aderaufnahmeteil 40 über seine gesamte Länge durchgreifen. An den Seitenwänden 43, 44 des Aderaufnahmeteils 40 sind zwei Rastgeometrien mit den Anlageflächen 45, 46 angeordnet, die gemäß voranstehender Beschreibung der Verrastung mit dem Kontaktaufnahmegehäuse 21 dienen. Die Aderaufnahmekanäle 48, 49 sind in Richtung der im Kontaktaufnahmegehäuse 21 angeordneten Kontaktelemente 60, 70 mit Öffnungen versehen, in die die Anschlusselemente 62, 72 beim Zusammensetzen des Aderaufnahmeteils 40 mit dem Kontaktaufnahmegehäuse 21 eintauchen und anschließend durch ein Einstechen in und durch die Aderisolierung 13 hindurch in den Leiter 14 eindringen und auf diese Weise einen elektrischen Kontakt zwischen der Ader 12 und den Kontaktelementen 60, 70 herstellen.The
An der Abdeckfläche 50 des Aderaufnahmeteils 40 ist eine Vertiefung 51 angeordnet, die in Längsrichtung durch eine Anschlagfläche 52 begrenzt wird und im Zusammenwirken mit der Festlegevertiefung 97 des Schirmgehäuses 80 die Lagesicherung des Verbinderkerns 20 zum Schirmgehäuse 80 ermöglicht. Dies ist insbesondere aus den
Das Kontaktaufnahmegehäuse 21 und das Aderaufnahmeteil 40 können als Spritzgussteile aus einem Polycarbonat konzipiert sein.The
Jedes Kontaktelement 60, 70 weist an seinem dem Gegenverbinder zugewandten Endbereich einen Kontaktbereich 61, 71 auf, der beispielhaft aus zwei gegenüberliegenden Federzungen ausgebildet ist. An seinem der anzuschließenden Ader zugewandten Endbereich ist ein Anschlusselement 62, 72 angeordnet, das in beispielhafter Weise als Piercingkontakt ausgeführt ist. Der Kontaktbereich 61, 71 und das Anschlusselement 62, 72 jedes Kontaktelements 60, 70 ist mittels eines Verbindungsbereichs 63, 73 einstückig verbunden. Die im Verbindungsbereich 63, 73 angeordneten Ausklinkungen 64, 74 dienen einer dem Fachmann bekannten Lagesicherung der Kontaktelemente 60, 70 im Kontaktaufnahmegehäuse 21 durch Klemmung.Each
Die Kontaktelemente 60, 70 können beispielsweise als Stanz-Biegeteile aus einem Messingmaterial gefertigt werden und im Kontaktbereich 61, 71 eine Galvanik, beispielsweise eine lokale Vergoldung für optimale Kontaktübergangswiderstände zu komplementären Kontaktelementen eines Gegenverbinders aufweisen. The
Die
Der Schirmkontaktbereich 81 geht in Richtung des Kabelschirmanschlussbereichs 110 über die seitlichen Erweiterungslaschen 86, 87 in einen zum Schirmkontaktbereich 81 vergrößerten rechteckförmigen Übergangsbereich 90 über, der durch die Seitenflächen 91, 92 und die Deckflächen 93, 94 begrenzt wird und dessen Innenkontur eine formschlüssige Aufnahme des Verbinderkerns 20 ermöglicht. Von der Deckfläche 94 erhebt sich eine Rastgeometrie 95 zur Festlegung einer das Schirmgehäuse 80 in Umfangsrichtung umgebenden Kabeltülle 140. Die Ausführung vorgenannter Festlegung erschließt sich insbesondere aus den
Als Bestandteil der Deckfläche 93 erstreckt sich ein federelastisches Verbindungselement 88 über eine Kröpfung in die Deckfläche des Schirmkontaktbereichs 81 hinein, das in einem Rastelement 89 mündet. Derartige Verbindungselemente sind dem Fachmann beispielsweise aus der
Der Übergangsbereich 90 mündet stirnseitig in Richtung des Schirmkontaktbereichs 81 in eine Abdecklasche 96, deren Innenkontur als Anschlag in Richtung X für den zu umhüllenden Verbinderkern 20 dient. In Richtung des Kabelschirmanschlussbereichs 110 schließt die Anschlagfläche 100 den Übergangsbereich 90 stirnseitig ab, an der die komplementären Vorsprünge 152 der Kabeltülle 140 zur Anlage kommen und im Zusammenwirken mit der Rastgeometrie 95 die Lagesicherung der Kabeltülle 140 in Richtung X ermöglichen. Hierzu wird auf die
Die Seitenfläche 91 weist eine Festlegevertiefung 97 auf, die sich in den Innenraum des Übergangsbereichs 90 hinein erstreckt und der Lagesicherung des Schirmgehäuses 80 zum Verbinderkern 20 in Richtung X dient. Dies ist aus den
An den Übergangsbereich 90 schließen sich beginnend von den Deckflächen 93, 94 Übergangslaschen 98, 99 an, die in den Kabelschirmanschlussbereich 110 und in die Kabelschirmauflage 130 münden. Der Kabelschirmanschlussbereich 110 erstreckt sich in seiner Materialstärke zwischen den durch die Faltlinie 113 aufgetrennten Faltflächen 111, 111' und der Materialfläche 112 und in Längsrichtung X zwischen den Abschlussflächen 121 und 122. Senkrecht zur Richtung X ragen die im entfalteten Zustand des Kabelschirmanschlussbereichs 110 noch flachen Kontaktflügel 115', 115" und 114', 114" über die Begrenzungen 118, 119, 120 hinaus.
Ausgehend von der aufgetrennten Faltfläche 111' ragen zwei Eingriffselemente 116, 117 durch die Materialfläche 112 hindurch und darüber hinaus, die beispielsweise mittels Ausklinkungen realisiert werden können.Starting from the separated folding surface 111', two
Gegenüber dem Kabelschirmanschlussbereich 110 schließt sich an die Übergangslasche 98 in Richtung X die Kabelschirmauflage 130 mit einem schmalen Anlageabschnitt 131 und einem dazu breiteren Rückhalteabschnitt 132 an. Der breitere Rückhalteabschnitt 132 hat die Funktion, den verformten Kontaktflügel 114 bei einer Beaufschlagung des angeschlossenen Datenübertragungskabels 11 mit einer Zugkraft zusätzlich in Richtung X gegen unerwünschte Verformung zu schützen und damit die Wirkung der Kabelzugentlastung zu verstärken. Dies wird aus den
Die
Zur Verhinderung des Öffnens der einander zugewandten Faltflächen 111, 111' durch einen Rückfedereffekt beim Falten sind im Ausführungsbeispiel drei Verbindungselemente 123 vorgesehen, die beispielhaft als Clinchverbindung ausgeführt sind und eine sichere mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Faltflächen 111, 111' bereitstellen.In order to prevent the opening of the folding surfaces 111, 111' facing each other due to a spring-back effect during folding, three connecting
Gemäß den
Das Schirmgehäuse 80 kann als Stanz-Biegeteil aus Messing vorgesehen sein.The
Die in den
Die Kabeltülle 140 erstreckt sich als hülsenförmiges Bauteil zwischen den stirnseitigen Begrenzungsflächen 142, 143 mit einem Grundkörper 141, der beginnend von der Begrenzungsfläche 142 einen Aufnahmeabschnitt 144 als rechteckförmiges Hohlprofil aufweist, wobei der stirnseitig offene Innenraum 147 zur formschlüssigen Aufnahme des Verbinderkerns 20 mit angeschlossenem Datenübertragungskabel 11 ausgelegt ist. In Richtung des anzuschließenden Datenübertragungskabels 11 schließt sich an den rechteckförmigen Aufnahmeabschnitt 144 ein Übergangsabschnitt 145 an, der in eine kreisähnliche Kontur am stirnseitigen Ende 143 mit der Kabeldurchführungsöffnung 146 mündet.The
An der Unterseite 150 der Kabeltülle 140 ist ein Anlagedurchbruch 148 mit der Anlagefläche 149 vorgesehen, wobei die Anlagefläche 149 im Zusammenwirken mit der Rastgeometrie 95 des Schirmgehäuses 80, die Position der Kabeltülle 140 zum Verbinderkern 20 mit dem Schirmgehäuse 80 sichert. Dies wird in der
An der Oberseite 151 der Kabeltülle ist ein Betätigungshebel 160 angeordnet, der einstückig mit der Kabeltülle 140 verbunden ist. Der Betätigungshebel 161 erstreckt sich oberhalb der Oberseite 151 beginnend am stirnseitigen Ende 143 über die gesamte Länge der Kabeltülle 140 und mündet in einen stirnseitigen Endbereich 163, an dem sich ein Betätigungsabschnitt 162 befindet. Am stirnseitigen Ende 162 erststreckt sich ein Betätigungselement 164 in Richtung der Oberseite 151 bis zu seiner Begrenzung 165, wobei das Betätigungselement 164 derart dimensioniert ist, dass es in den dafür vorgesehenen Freiraum 145 bei Betätigung des Betätigungshebels 160 eintauchen und diesen durchgreifen kann.An
Die Kabeltülle 140 kann aus einem Polycarbonat gefertigt werden und als Spritzgussteil konzipiert sein.The
Die
Im ersten Montageschritt erfolgt der Anschluss des freien Endes des Datenübertragungskabels 11 an den Verbinderkern 20 gemäß den
Das vollständige Einführen des Aderaufnahmeteils 40 in das Kontaktaufnahmegehäuse 21 bewirkt die elektrische Kontaktierung der Leiter 14 der Adern 12 zu den Anschlusselementen 62, 72, die zunächst die Aderisolierungen 13 durch- und anschließend in die Leiter 14 eindringen. Die Lagesicherung des Aderaufnahmeteils 40 im Kontaktaufnahmegehäuse 21 wird durch die Anlage der Anlageflächen 46 an den komplementären Anlageflächen 27, 28 realisiert.The complete insertion of the
Die
Zur Montage wird das Schirmgehäuse 80 lagerichtig gemäß
Die elektrische und mechanische Verbindung des Schirmgehäuses 80 zum Kabelschirm 16 des Datenübertragungskabels 11 erfolgt durch ein Verformen der beiden vorgebogenen Kontaktflügel 114, 115 um den über den Kabelmantel 17 zurückgeschlagenen Kabelschirm 16 derart, dass die verformten Kontaktflügel 114, 115 mit einer definierten Vorspannung auf den Kabelschirm 16 in Umfangsrichtung nach innen gerichtet drücken und gleichzeitig den Kabelmantel 17 klemmen. Eine zusätzliche Unterstützung gegen ein unerwünschtes Verformen der verformten Kontaktflügel 114, 115 durch eine äußere Zugkraft auf das Datenübertragungskabel 11 wird durch die Gestaltung der Kabelschirmauflage 130 erreicht. Unter einer Zugbelastung auf das Datenübertragungskabel 11 in Richtung X wirken die Sperrflächen 133, 134 des Rückhalteabschnitts 132 bei Anlage der Abschlussfläche 122 einer Verformung entgegen. Dies ist den
Abschließend kann die im ersten Montageschritt über den freien Endbereich des Datenübertragungskabels 11 geschobene Kabeltülle 140 über das den Verbinderkern 20 in Umfangsrichtung umgebende Schirmgehäuse 80 geschoben und daran festgelegt werden, wobei die Rastgeometrie 95 an der komplementären Anlagefläche 149 des Anlagedurchbruchs 148 und die Anschlagfläche 100 am komplementären Vorsprung 152 des Innenraums 147 jeweils zur Anlage kommen. Dies ist in den
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