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Die
Erfindung betrifft ein Verbindungskabel mit mehreren gegeneinander
isolierten elektrischen Leitern und mit wenigstens einem Stecker,
an dem eine Mehrzahl von Kontaktelementen vorgesehen sind, die mit
einem Schneid-Klemmelement
verbunden sind, über
das eine Montagebacke schiebbar ist, sowie einen entsprechenden
Stecker.
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Verbindungskabel
der hier beschriebenen Art werden beispielsweise bei der Übertragung
von Audio- und Video-Daten zwischen einzelnen Geräten in der
Unterhaltungselektronik verwandt. Es handelt sich insbesondere um
ein sogenanntes HDMI-Kabel, wobei diese Abkürzung für „High Definition Multimedia
Interface" steht
und eine ab Mitte 2003 entwickelte Schnittstelle für die volldigitale Übertragung
entsprechender Daten in der Unterhaltungselektronik ist. Derartige
Kabel wurde von der Industrie zielgerichtet für den Bereich der privat genutzten
Unterhaltungselektronik entwickelt, da hier immer mehr digitale
Geräte
zum Einsatz kommen und auch der Nutzinhalt mittlerweile vorwiegend
in digitalisierter Form vorliegt, z. B. auf DVD, im Bereich DVB,
Blueray® etc. Mit
einem für
eine rein digitale Datenübertragung
vorgesehenen Verbindungskabel wurden die ansonsten unvermeidlichen
Digital-Analog- und anschließenden Analog-Digital-Wandlungen überflüssig.
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Bei
einem üblichen
HDMI-Kabel sind insgesamt 19 elektrische Leiter vorgesehen, die
an einem HDMI-Stecker (bzw. einer HDMI-Buchse, die im Rahmen dieser
Anmeldung auch als „Stecker" verstanden wird)
an ebenso viele Kontaktelemente (englisch „eins") geführt werden müssen. Dabei
sind drei TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) Datenkanäle vorgesehen
mit jeweils drei Leitungen für
Plus-Werte, für
Minus-Werte und einen Schirmleiter. Des Weiteren gibt es noch drei
Leiter, die entsprechend an Kontaktelemente verbunden sind für eine Taktung
während
die restlichen Leiter vorgesehen sind zur Übermittlung von Steuersignalen
zur Kommunikation zwischen einzelnen Elementen, für eine Niederspannungsstromversorgung
(mit +5 V) etc.
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Normgemäß sind Verbindungskabel
von einer Länge
bis etwa 15 m vorgesehen. Industriell vorgefertigte HDMI-Verbindungskabel
werden somit vorkonfektioniert in unterschiedlichsten Längen angeboten.
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Bei
den bekannten HDMI-Kabeln werden die einzelnen Leiter mit den Kontaktelementen
des HDMI-Steckers verlötet,
wobei dies normalerweise manuell erfolgen muss und in Billiglohnländern erfolgt.
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Damit
ergibt sich ein Problem, dass HDMI-Kabel nicht in jeder beliebigen
Länge zur
Verfügung
steht. Gerade im Bereich der Highend-Unterhaltungselektronik legen
viele Verbraucher aber Wert darauf, Verbindungskabel von exakt passender
Länge zu
haben. Einerseits wird dies als optisch ansprechend angesehen. Andererseits
wird damit aber auch unter technischen Gesichtspunkten erreicht, dass
die Kabellänge
auf ein Minimum reduziert werden kann, wobei zu berücksichtigen
ist, dass bei steigender Kabellänge
die Qualität
der übertragenen
Daten leiden kann. Insbesondere müssen längere Kabel auch bessere Hochfrequenzeigenschaften
aufweisen, um fehlerfreie Datenübertragungen
zu gewährleisten.
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Ein
weiteres Problem im Bereich der Highend-Unterhaltungselektronik
liegt darin, dass solche Kabel von den entsprechenden Verbrauchern
dann oft in Leerkabeln verlegt werden sollen. Durch solche können aber
nur Kabel ohne Stecker gezogen werden. Die Stecker müssen dann
vor Ort nach Durchziehen eines Kabels durch ein Leerrohr an dem
Kabel angebracht werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein entsprechendes
Verbindungskabel insbesondere für
den HDMI-Bereich anzugeben, das in einer exakt passenden Länge angeboten
werden kann. Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, dass
ein Verbindungskabel angegeben wird, bei dem die Leiter des Kabels
auf einfache Weise mit einem Stecker verbunden werden können, nachdem das
Kabel z. B. durch ein Leerrohr gezogen wurde.
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Um
dies zu ermöglichen
ist insbesondere vorgesehen, dass an dem Stecker für das Verbindungskabel
die an diesem vorhandenen Kontaktelemente jeweils mit einem Schneid-Klemmelement
verbunden sind. Auf diese Schneid-Klemmelemente ist jeweils eine Montagebacke
schiebbar.
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Derartige
Anschlüsse
von Steckern an Kabeln sind grundsätzlich bekannt, z. B. im Bereich
der internen Verkabelung elektronischer Geräte bzw. Baugruppen. Dort werden
entsprechende Steckverbinder mit Flachbandkabeln verbunden. Dieses Flachbandkabel
wird zwischen den Stecker und eine Montagebacke gelegt und die Montagebacke
wird anschließend
mit einem Werkzeug auf den Stecker gedrückt. Dabei werden gleichzeitig
alle Isolierungen der einzelnen elektrischen Leiter durch die Schneid-Klemmelemente
durchtrennt und diese Schneid-Klemmelemente kommen mit den elektrisch leitenden
Kernen der Leiter in elektrisch leitfähige Verbindung, so dass ein
entsprechender Kontakt bewirkt wird.
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Im
Gegensatz zu derartigen räumlich
definiert zueinander angeordneten Leitern in einem Flachbandkabel
sind die einzelnen Leiter bei den erfindungsgemäß zu verbessernden Verbindungskabeln
räumlich
nicht definiert zueinander angeordnet. Vielmehr sind die einzelnen
elektrischen Leiter innerhalb dieser Verbindungskabel üblicherweise
sogar miteinander verdrillt, so dass ihre Relativposition zueinander
nicht an jeder Stelle identisch und/oder eindeutig definiert ist.
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Des
Weiteren können
die einzelnen Leiter, wenn sie aus der sie insgesamt umgebenden
Isolierung herausragen, zueinander beweglich sein, so dass ein einfaches
Auflegen mehrer Leiter nebeneinander auf mehrere Schneid-Klemmelemente mit
einem anschließenden
Aufschieben einer Montagebacke auf diese mehreren Klemmelemente
nicht möglich
ist, da die Leiter vor dem Aufschieben der Montagebacke nicht sicher
zu fixieren sind.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine exakte Anbringung
der räumlich nicht
definiert zueinander angeordneten Leiter an einem Schneid-Klemmelement
sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Montagebacke wenigstens eine seitliche Einführöffnung für einen
einzelnen isolierten elektrischen Leiter aufweist.
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Diese
Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die seitlich an der Montagebacke vorgesehene
Einführöffnung,
die einen einzelnen elektrischen Leiter auf allen Seiten umgibt
(d. h. sowohl von links und von rechts als auch von oben und von
unten), den einzelnen Leiter gegen ein unbeabsichtigtes Ausweichen
insbesondere in seitlicher Richtung fixieren kann und somit eine
präzise
Montage des Leiters an dem Schneid-Klemmelement zu erreichen ist.
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Es
besteht mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
somit die Möglichkeit,
dass auch direkt vor Ort auf eine betriebssichere Weise ein Stecker
an einem Verbindungskabel zu befestigen ist. Dies kann gegebenenfalls
auch durch einen technisch weniger versierten Laien erfolgen. Insbesondere
müssen
keine Lötarbeiten
mehr vorgenommen werden, wie sie bisher für den Anschluss eines Steckers
z. B. an einem HDMI-Verbindungskabel notwendig sind. Derartige Lötverbindungen
sind sehr diffizil auszuführen. – Auch das
Risiko, eine sogenannte „kalte
Lötstelle" zu erzeugen, ist
immer gegeben.
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Bei
wenig geübten
Personen kann ein entsprechendes Anlöten sogar mehrere Stunden benötigen.
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Bei
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung korrespondiert die Montagebacke mit wenigstens zwei
Schneid-Klemmelementen und die Montagebacke weist wenigstens zwei
sich in ihren Abmessungen unterscheidende seitliche Einführöffnungen
für zwei
separate elektrische Leiter auf.
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Die
seitlichen Einführöffnungen
können
sich dabei beispielsweise in ihrem Durchmesser unterscheiden, wobei
jeder dieser Durchmesser mit dem Durchmesser eines entsprechenden
Leiters korrespondiert.
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Da
es Leiter gibt, die einen größeren leitenden
Querschnitt haben, z. B. die für
Datenübertragung
vorgesehenen Leiter, als andere Leiter, z. B. die für die Erdung
vorgesehenen Leiter, kann auf diese Weise auch sichergestellt werden,
dass die passenden Leiter auch zu den korrekten Kontaktelementen durchgeleitet
werden.
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Anstelle
von unterschiedlichen Durchmessern ist es auch möglich, die Einführöffnungen
mit unterschiedlichen Formen zu versehen, z. B. dreieckig, quadratisch
oder oval, und dann auch die entsprechenden Leiter mit korrespondierenden
Außenkonturen
zu versehen.
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Außer einem
Verbindungskabel, das mit einem entsprechenden Stecker versehen
ist, ist auch ein entsprechender Stecker Gegenstand der vorliegenden
Erfindung. Hierbei wird unter einem Stecker im Rahmen dieser Erfindung
auch eine Buchse verstanden, die gegebenenfalls auch an einem anzuschließenden Gerät angebracht
werden kann.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Dabei zeigt:
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1 die
Aufsicht auf ein die Kontaktelemente eines Steckers enthaltendes
inneres Teil eines HDMI-Steckers;
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2 eine
Ansicht des Bauteils gemäß 1 aus
der Richtung II in 1;
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3 und 4 auf
das Bauteil gemäß 1 aufschiebbare
Montagebacken in der Seitenansicht;
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5 eine
Aufsicht auf eine Montagebacke gemäß 3;
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6 eine
Unteransicht einer Montagebacke gemäß 4;
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7 eine
Aufsicht auf eine Montagebacke gemäß 3 mit seitlich
eingeführten
Leitern eines Verbindungskabels;
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8a und 8b eine
Prinzipskizzen zur Erläuterung
der Funktion der am Stecker verwandten Schneid-Klemmtechnik;
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9 eine
Aufsicht auf ein zu Ende konfektioniertes Verbindungskabel mit angeschlossenem
inneren Teil eines Steckers.
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1 zeigt
die Aufsicht auf das innere Teil eines HDMI-Steckers mit einem Einschubteil 1 und einem
Anschlussteil 2. Mit dem Einschubteil wird ein fertiger
HDMI-Stecker in eine entsprechende HDMI-Buchse geschoben. Dabei
kommen im Inneren des Einschubteils angeordnete Kontaktelemente
mit korrespondierenden Kontaktelementen an der Buchse in elektrisch
leitfähige
Verbindung.
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Jedem
einzelnen Kontaktelement an dem Einschubteil 1 ist an dem
Anschlussteil 2 ein Schneid-Klemmelement 3, 4 zugeordnet,
die abwechselnd mit leichtem Versatz zueinander abgewinkelt angeordnet
sind, so dass die Schneid-Klemmelemente
in zwei Reihen liegen.
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In
der 2 sind die Schneid-Klemmelemente 3, 4 in
einer Ansicht des Steckerinnenteils aus 1 dargestellt
in einer Ansicht aus der Richtung II in 1. Man erkennt,
dass insgesamt 19 entsprechende Schneid-Klemmelemente vorgesehen
sind, die teilweise nach oben und teilweise nach unten gerichtet
sind.
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Derartige
Schneid-Klemmelemente sind in den 8a und 8b detaillierter
dargestellt. Man erkennt, dass ein Schneid-Klemmelement eine im Wesentlichen
V-förmige
Schneide 5 hat. In diese wird ein elektrischer Leiter 6 hineingedrückt, wobei
dessen ihn schlauchförmig
umgebende Isolierung durch die V-förmige Schneide 5 aufgeschnitten
wird.
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Das
Schneid-Klemmelement kommt dabei mittels der V-förmigen Schneiden 5 in
metallisch leitenden Kontakt mit dem Leiter 6, wie dies
in 8b dargestellt ist. In Axialrichtung neben dem Schneid-Klemmelement
ist der elektrische Leiter 6 durch die Isolierung 7 weiterhin
umgeben.
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Um
den Leiter 6 mit seiner Isolierung präzise in die V-förmige Schneide 5 einzuführen sind
erfindungsgemäß ausgestaltete
Montagebacken 8 vorgesehen, wie sie in den 3 und 4 dargestellt sind.
Diese Montagebacken weisen seitlich Einführöffnungen 9, 10 auf,
in die entsprechende Leiter mit ihrer Isolierung in Axialrichtung
eingeführt
werden. Es wäre
zwar auch im Rahmen der Erfindung abisolierte Leiterenden in die
Einführöffnungen
der Montagebacken einzuführen
und dann diese mit den Schneid-Klemmelementen zu verbinden. Der
zusätzliche
Arbeitsschritt des Abisolierens kann aber aufgrund der verwendeten
Technik ausgelassen werden, da er zu keinem besseren Verbindungsergebnis führt.
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Es
soll dabei nur am Rande erwähnt
werden, dass die Leiter vor dem Einführen in die Einführöffnungen
gebündelt
in einem Kabel liegen und in diesem Kabel auch in mehreren Gruppen
separat abgeschirmt sind. Die einzelnen Leiter sind damit nicht
in einer starren Position zueinander fixiert.
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Durch
das Einführen
der einzelnen Leiter in die Einführöffnungen 9, 10 der
Montagebacken 8 werden diese Kabel im Bereich der Montagebacken 8 in
eine zueinander fixierte Position gebracht. Die Einführöffnungen 9, 10 umgeben
die eingeführten Leiter
vollumfänglich,
so dass die Leiter bei einem anschließenden Handling der Montagebacken
ihre Position innerhalb der Montagebacken nicht mehr verändern können.
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Durch
das Aufdrücken
der Montagebacken 8 auf das Anschlussteil 2 werden
dann die in die Einführöffnungen 9, 10 eingeführten und
dort gehaltenen Leiter präzise
auf die V-förmigen
Schneiden der Schneid-Klemmelemente 3, 4 gedrückt und
mit diesen verbunden.
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Dabei
greifen die zueinander versetzten Schneid-Klemmelemente 3, 4 in
auf der ihnen zugewandten Unter- bzw. Oberseite der Schneidbacken 8 vorgesehene
Führungsschlitze 11, 12 ein,
die auch dazu dienen, die Schneiden der Schneid-Klemmelemente bei
dem Schneidvorgang zu stabilisieren.
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Jetzt
ist es auch noch so, dass z. B. in einem üblichen HDMI-Kabel vorbestimmte
Positionen von Kontaktelementen gewisse Funktionen zugeordnet haben.
Z. B. werden einzelne Kontaktelemente normgemäß für die Datenübertragung benötigt, während andere
Kontaktelemente normgemäß zur Erdung
und/oder Abschirmung dienen.
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Die
den einzelnen Kontaktelementen zugeordneten Leiter haben demgemäß unterschiedliche leitende
Querschnitte. Um jetzt sicherstellen zu können, dass die Leiter mit einem
großen
Querschnitt den normgemäß korrekten
Kontaktelementen zugeordnet werden, haben die Einführöffnungen 9, 10 unterschiedliche
Abmessungen. Im hier dargestellten Beispiel haben sie unterschiedliche
Durchmesser. Damit wird es erleichtert, Leiter, wie sie beispielsweise
für die
Erdung/Abschirmung benötigt
werden, die einen kleinen Durchmesser haben, an die richtigen Kontaktelemente
zu bringen und in gleicher Weise werden die der Datenübertragung
dienenden Leiter mit einem dicken Querschnitt aussschließlich in
die Einführöffnungen 10 mit
großem
Durchmesser passen, die über
die Schneidzungen 3, 4 mit den für die Datenübertragung
vorgesehenen Kontaktelementen verbunden sind.
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Außer unterschiedlichen
Durchmessern ist es auch möglich,
entsprechende Einführöffnungen
in einer quadratischen, ovalen oder auch sternförmigen Form vorzusehen, in
die dann nur Leiter mit einer entsprechenden Außenkontur hineinpassen.
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In
der 7 ist dargestellt, wie mehrere elektrisch isolierte
Leiter 6 durch die Einführöffnungen
einer Montagebacke 8 hindurchgeführt sind. Diese Leiter bilden
gemeinsam ein Kabel 11, wobei einzelne Leiter gruppenweise
durch einen in dem Kabel verlaufenden Folienschirm 12 separat
abgeschirmt sind. Dieser Folienschirm wird bis kurz vor die Montagebacke 8 geführt und
er endet dort so, dass die einzelnen innerhalb dieses Folienschirmes
verlaufenden Leiter 6 nicht miteinander in Kontakt kommen
können.
Die in der 7 dargestellte mit durch ihre
Einführöffnungen
hindurchgeführten
Leitern versehene Montagebacke 8 wird dann auf das Anschlussteil 2 eines
in 1 dargestellten Steckerinnenteiles geschoben, so
dass die in 9 dargestellte Konstellation
erreicht wird. Diese Konstellation wird dann noch einmal in ein
hier nicht dargestelltes Steckergehäuse integriert.
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Bei
einer weiteren hier nicht dargestellten Ausführungsform ist die Montagebacke
bauteilmäßig in einem
Steckergehäuse
integriert. Durch eine entsprechende einstückige Herstellung von Montagebacken
und Steckergehäuse
sind ge gebenenfalls Werkzeugkosten einzusparen und außerdem ist
ein fertiges Verbindungskabel noch etwas schneller und leichter
herzustellen.
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Da
der hier beschriebene Anschluss eines Steckers an ein Verbindungskabel
somit ohne Löten erfolgen
kann und im Wesentlichen nur das Abisolieren eines Kabels und gegebenenfalls
in diesem befindlichen Leitungsbündeln
oder Leitern erfordert, kann die Anbringung eines Steckers an ein
Verbindungskabel gegebenenfalls auch nur durch einen versierten
Laien erfolgen. Damit ist die Möglichkeit gegeben,
Verkabelungen innerhalb einer Anlage aus mehreren Komponenten auf
die jeweils benötigten Länge präzise einzustellen
oder aber Kabel nach ihrer Einführung
in ein Leerrohr, das ohne Stecker erfolgen muss, mit einem Stecker
zu versehen.