DE202010009598U1 - Steckverbinder mit Außenleiterschirm - Google Patents

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Abstract

Steckverbinder mit mindestens einem Innenleiterteil (10), welches zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Innenleiter eines Kabels (20), insbesondere eine HF-Kabels oder eines Stromkabels, ausgebildet ist, einem Außenleiterteil (14), welches zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit einem Außenleiter des Kabels (20) ausgebildet ist und eine elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders ausbildet, und einem Isolierteil (12), welches mindestens eine axiale Durchgangsbohrung (18) zur Aufnahme mindestens eines Innenleiterteiles (10) zum Halten des Innenleiterteils (10) an einer vorbestimmten Position relativ zum Außenleiterteil (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Innenleiterteil (10) am seinem Außenumfang eine Nut (24) aufweist, wobei das Isolierteil (12) mindestens eine radiale Durchbrechung (22) aufweist, durch die ein Rastmittel (26) in radialer Richtung in mindestes eine der axialen Durchgangsbohrungen (18) für ein Innenleiterteil (10) hinein greift, wobei das Rastmittel (26) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Rastmittel (26) radial federelastisch ausgelenkt ist, wenn ein Innenleiterteil (10) in der axialen Durchgangsbohrung...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Steckverbinder mit mindestens einem Innenleiterteil, welches zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Innenleiter eines Kabels, insbesondere eine HF-Kabels oder eines Stromkabels, ausgebildet ist, einem Außenleiterteil, welches zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit einem Außenleiter des Kabels ausgebildet ist und eine elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders ausbildet, und einem Isolierteil, welches mindestens eine axiale Durchgangsbohrung zur Aufnahme mindestens eines Innenleiterteiles zum Halten des Innenleiterteils an einer vorbestimmten Position relativ zum Außenleiterteil aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der o. g. Art hinsichtlich der Montage, Funktionssicherheit und Anwendungsspektrum zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Steckverbinder der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Bei einem Steckverbinder der o. g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens ein Innenleiterteil am seinem Außenumfang eine Nut aufweist, wobei das Isolierteil mindestens eine radiale Durchbrechung aufweist, durch die ein Rastmittel in radialer Richtung in mindestes eine der axialen Durchgangsbohrungen für ein Innenleiterteil hinein greift, wobei das Rastmittel derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Rastmittel radial federelastisch ausgelenkt ist, wenn ein Innenleiterteil in der axialen Durchgangsbohrung derart angeordnet ist, dass sich die Nut in axialer Richtung beabstandet von der radialen Durchbrechung des Isolierteils befindet, und dass das Rastmittel in die Nut des Innenleiterteils eingreift, wenn das Innenleiterteil in der axialen Durchgangsbohrung derart angeordnet ist, dass sich die Nut am Außenumfang des Innenleiterteils im Bereich der radialen Durchbrechung des Isolierteils befindet.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Kabelhaltekräfte über den Innenleiter abgefangen werden, so dass hohe Haltekräfte dargestellt werden können. Gleichzeitig ist der Steckverbinder einfach zu montieren, da mit der Montage des Innenleiters gleichzeitig eine Zugentlastung eingerichtet ist. Hohe Haltekräfte der Zugentlastung bei gleichzeitig einfacher und funktionssicherer Montierbarkeit ermöglichen eine vielfältige Anwendungsmöglichkeit des Steckverbinders auch für Serienfertigungen von Vorrichtungen mit vielen Steckverbindungen, bei denen eine hohe mechanische Belastung des Steckverbinders bereits bei der Montage zu erwarten ist, wie beispielsweise bei Kraftfahrzeuge, in denen Kabelbäume mit kleinen Biegeradien nahe von Steckverbindungen verbaut werden.
  • Dadurch, dass das Rastmittel radial über einen Außenumfang des Isolierteils hinaus ragt, wenn ein Innenleiterteil in der axialen Durchgangsbohrung derart angeordnet ist, dass sich die Nut in axialer Richtung beabstandet von der Durchbrechung des Isolierteils befindet, und dass das Rastmittel einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Isolierteils ist, wenn das Innenleiterteil in der axialen Durchgangsbohrung derart angeordnet ist, dass sich die Nut am Außenumfang des Innenleiterteils im Bereich der radialen Durchbrechung des Isolierteils befindet, ist gleichzeitig sichergestellt, dass das Innenleiterteil richtig innerhalb des Dielektrikums positioniert ist, da ansonsten durch den radialen Überstand das Dielektrikum nicht in ein Außenleiterteil axial einschiebbar ist. Der radiale Überstand vermittelt auch optisch eine Fehlstellung des Innenleiterteils innerhalb des Isolierteiles, so dass eine fehlerhafte Montage sofort ersichtlich ist und korrigiert werden kann. Der Verbau eines fehlerhaft montierten Steckverbinders ist wirksam vermieden.
  • Eine von der Orientierung in Umfangsrichtung unabhängige Verrastung des Innenleiterteils erzielt man dadurch, dass die Nut an mindestens einem Innenleiterteil radial umlaufend ausgebildet ist.
  • Eine besonders funktionssichere Verrastung erzielt man dadurch, dass das Rastmittel als Federring, insbesondere Federringsegment, ausgebildet ist und eine der Anzahl der Durchbrechungen im Isolierteil entsprechende Anzahl von Rastnasen derart aufweist, dass bei einer vorbestimmten Position des Rastmittels relativ zum Isolierteil alle Rastnasen in jeweils eine der Durchbrechungen greifen.
  • Eine besonders gute Ableitung von auf das Kabel wirkenden Zugkräften in axialer Richtung über das Isolierteil erzielt man dadurch, dass das Isolierteil eine radial umlaufende Nut aufweist, in der das Rastmittel angeordnet ist.
  • Eine gleichzeitig für eine Stromübertragung und Signalübertragung über die Innenleiterteile besonders geeigneten Steckverbinder erzielt man dadurch, das Isolierteil drei axiale Durchgangsbohrungen aufweist, wobei jeweilige Längsachsen der Durchgangsbohrungen parallel zueinander ausgerichtet sind und in einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
  • Eine besonders gute elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders nach außen sowie eine besonders symmetrische Verteilung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern innerhalb des Steckverbinders mit entsprechend hochwertigen Eigenschaften hinsichtlich von Hochfrequenzanwendungen erzielt man dadurch, dass das Isolierteil innerhalb des Außenleiterteils derart angeordnet ist, dass ein Mittelpunkt des gleichseitigen Dreiecks auf einer zu den Längsachsen parallelen Geraden liegt, welche koaxial zum Außenleiterteil verläuft. Der Ausdruck ”Mittelpunkt” bezeichnet hierbei einen Punkt in einer Ebene und innerhalb des gleichseitigen Dreiecks, welcher von allen Ecken des Dreiecks eine identische Entfernung aufweist.
  • Eine selbsttätige Auslenkung des Rastmittels durch einfaches axiales Einschieben eines Innenleiterteils in eine axiale Durchgangsbohrung des Isolierteils erzielt man dadurch, dass mindestens ein Innenleiterteil an mindestens einem axialen Ende sich konisch verjüngend derart ausgebildet ist, dass ein Außendurchmesser des Innenleiterteils an diesem axialen Ende kleiner ist als ein doppelter Abstand zwischen einer Mittellängsachse der axialen Durchgangsbohrung und einem radial inneren Ende des in die Durchgangsbohrung eingreifenden Rastmittels. Hierdurch kann das Innenleiterteil auf einfache Weise in axialer Richtung in die axiale Durchgangsbohrung des Isolierteils bis zum Einrasten des Rastmittels in die Nut des Innenleiterteils eingeschoben werden.
  • Eine besonders sichere Verrastung zwischen Innenleiterteil und Rastmittel erzielt man dadurch, dass ein Außendurchmesser mindestens eines Innenleiterteils im Bereich benachbart zur Nut größer ausgebildet ist als ein Abstand zwischen einem radial inneren Ende des in die Durchgangsbohrung eingreifenden Rastmittels und einer Wandung der axialen Durchgangsbohrung gegenüber der Durchbrechung in dem Isolierteil.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in perspektivischer Ansicht,
  • 2 ein Isolierteil, Innenleiterteile und ein Rastmittel des Steckverbinders gemäß 1 in perspektivischer Ansicht,
  • 3 das Isolierteil, die Innenleiterteile und das Rastmittel des Steckverbinders gemäß 1 in einer weiteren perspektivischer Ansicht,
  • 4 das Isolierteil, die Innenleiterteile und das Rastmittel des Steckverbinders gemäß 1 in zusammengebauten Zustand in einer perspektivischen Querschnittansicht,
  • 5 das Isolierteil, die Innenleiterteile und das Rastmittel des Steckverbinders gemäß 1 in zusammengebauten Zustand in einer weiteren Querschnittansicht,
  • 6 das Isolierteil, die Innenleiterteile und das Rastmittel des Steckverbinders gemäß 1 in zusammengebauten Zustand in einer perspektivischen Längsschnittansicht und
  • 7 das Isolierteil, die Innenleiterteile und das Rastmittel des Steckverbinders gemäß 1 in zusammengebauten Zustand in einer weiteren Längsschnittansicht.
  • Die in der 1 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders umfasst drei Innenleiterteile 10, ein Isolierteil 12, ein Außenleiterteil 14 und ein Gehäuse 16. Das Isolierteil 12 ist radial innerhalb des Außenleiterteils 14 angeordnet. Das Außenleiterteil 14 ist radial innerhalb des Gehäuses 16 angeordnet. Die Innenleiterteile 10 sind in axialen Durchgangsbohrungen 18 des Isolierteiles 12 angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich ein koaxialer Aufbau des Steckverbinders hinsichtlich des Isolierteils 12, des Außenleiterteils 14 und des Gehäuses 16. Der erfindungsgemäße Steckverbinder dient zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Kabel 20, welches eine der Anzahl der Innenleiterteile 10 entsprechende Anzahl von Innenleitern (nicht dargestellt) und einen Außenleiter (nicht dargestellt) aufweist. Hierbei sind die Innenleiterteile 10 des Steckverbinders jeweils mit einem Innenleiter des Kabels 20 elektrisch und mechanisch verbunden. Weiterhin ist das Außenleiterteil 14 des Steckverbinders mit dem Außenleiter des Kabels 20 elektrisch und mechanisch verbunden.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau von Innenleiterteilen 10 und Isolierteil 12 ist aus den 2 bis 7 ersichtlich. Das Isolierteil 12 weist drei radiale Durchbrechungen 22 auf, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass jeweils eine Durchbrechung 22 einer axialen Durchgangsbohrung 18 zugeordnet ist. Mit anderen Worten stellt jede radiale Durchbrechung 22 jeweils eine Verbindung von einer axialen Durchgangsbohrung 18 zum Außenumfang des Isolierteils 12 her. Die Innenleiterteile 10 weisen jeweils eine radial umlaufende Nut 24 auf, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, dass in einer gewünschten, vorbestimmten Position eines jeweiligen Innenleiterteils 10 innerhalb der axialen Durchgangsbohrung 18 des Isolierteils 12 die jeweilige Nut 24 im Bereich der dieser axialen Durchgangsbohrung 18 zugeordneten radialen Durchbrechung 22 angeordnet ist. Mit anderen Worten fluchten die Nut 24 und die radiale Durchbrechung 22 bzw. die Nut 24 ist radial von außen durch die radiale Durchbrechung 22 zugänglich, wenn sich das Innenleiterteil 10 an einer gewünschten, vorbestimmten axialen Position in der axialen Durchgangsbohrung 18 befindet. Dies dient zum axialen Fixieren der Innenleiterteile 10 in den axialen Durchgangsbohrungen 18 des Isolierteils 12, wie nachfolgend näher erläutert wird.
  • Es ist ein Rastmittel in Form eines Federringes 26 vorgesehen. Dieser Federring 26 ist an einer Stelle unterbrochen bzw. als Ringsegment ausgebildet und aus einem federelastischen Werkstoff hergestellt. Auf diese Weise kann der Federring 26 aus einer Grundposition heraus radial aufgeweitet werden. An dem Außenumfang der Isolierteils 12 ist im Bereich der radialen Durchbrechungen 22 eine Nut 28 derart ausgebildet, dass der Federring 26 in dieser Nut 28 anordnbar ist bzw. in diese Nut 28 passt, wobei in der Grundposition des Federringes 26 der Außenumfang des Federringes 26 nicht über einen Außenumfang des Isolierteils 12 hinaus ragt. Der Federring 26 weist drei Rastnasen 30 auf, welche derart ausgebildet und angeordnet sind, dass bei in der Nut 28 des Isolierteils 12 angeordnetem Federring 26 in dessen Grundposition jeweils eine Rastnase 30 durch eine radiale Durchbrechung 22 greift und in die jeweilige axiale Durchgangsbohrung 18 radial hinein ragt. Auf diese Weise ist ein Teil der lichten Weite bzw. des Innenumfangs der jeweiligen axialen Durchgangsbohrung 18 durch einen Teil einer Rastnase 30 im Bereich der jeweiligen radialen Durchbrechung 22 versperrt.
  • Die Innenleiterteile 10 weisen an einem axialen Ende 32 eine konische Verjüngung 34 auf. Diese konische Verjüngung 34 ist derart ausgebildet, dass beim axialen Einschieben der Innenleiterteile 10 in die jeweiligen axialen Durchgangsbohrungen 18 die Rastnasen 30 des Federringes 26 von den Innenleiterteilen 10 radial nach außen gedrückt werden und damit der Federring 26 radial aufgeweitet wird. Mit anderen Worten wird der Federring 26 aus seiner Grundposition in eine radial aufgeweitete Position aufgebogen. Der Federring 26 und die Rastnasen 30 sind dabei derart ausgebildet, dass ein Außenumfang des Federringes 26 zumindest teilweise über den Außenumfang des Isolierteils 12 in radialer Richtung nach außen hinaus ragt, wenn die Rastnasen 30 auf der Außenfläche der Innenleiterteile 10 beabstandet von der Nut 24 und beabstandet von der konischen Verjüngung 34 aufliegen. Gleichzeitig ist ein Innendurchmesser des Außenleiterteils 14 derart ausgebildet, dass ein axiales Einschieben des Isolierteils 12 in das Außenleiterteil 14 mechanisch blockiert ist, solange der Federring 26 auch nur teilweise über den Außenumfang des Isolierteils 12 radial hinaus ragt. Hierdurch ist eine Montage des Steckverbinders solange verhindert, solange nicht alle Innenleiterteile 10 an einer gewünschten, vorbestimmten Position in der axialen Durchgangsbohrung 18 des Isolierteils 12 angeordnet sind. Dieser Zustand einer unvollständigen Montage der Innenleiterteile 10 ist auch optisch durch den radial aufgeweiteten Federring 26 erkennbar und sichtbar. Sobald ein jeweiliges Innenleiterteil 10 in der axialen, gewünschten Position angekommen ist, kommen die Nut 24 des Innenleiterteils 10 und die radiale Durchbrechung 22 des Isolierteils in Deckung miteinander und die jeweilige Rastnase 30 des Federringes 26 schnappt in die Nut 24 ein. Sobald alle Rastnasen 30 in jeweilige Nuten 24 eingeschnappt sind, ist der Federring 26 in seine Grundposition zurückgekehrt und überragt das Isolierteil 12 nicht mehr radial nach außen. Dieser Zustand ist aus den 4 bis 7 ersichtlich.
  • Die Nuten 24 und Rastnasen 30 sind derart ausgebildet, dass eine erneute radiale Aufweitung des Federringes 26 allein durch eine axiale Krafteinwirkung auf die Innenleiterteile 10 nicht möglich ist. Auf diese Weise sind die Innenleiterteile 10 axial in den Durchgangsbohrungen 18 fixiert und es wird eine auf das Kabel 20 wirkende Zugkraft über die Innenleiterteile 10, den Federring 26 und das Isolierteil 12 auf den Steckverbinder übertragen und von diesem abgefangen, ohne das Kabel 20 oder die elektrischen Verbindungen zwischen dem Außenleiter des Kabels 20 und dem Außenleiterteil 14 sowie den Innenleiterteilen 10 und den Innenleitern des Kabels 20 zu beschädigen bzw. deren elektrische Eigenschaften zu beeinflussen. Die Zugentlastung erfolgt somit über die Innenleiterteile 10, die große Kräfte aufnehmen und übertragen können ohne dabei selbst mechanischen Schaden zu nehmen. Diese Zugentlastung mittels des bzw. der Innenleiter des Kabels 20 ist besonders bei großen Querschnitten der Innenleiter des Kabels 20 von beispielsweise 16 mm2 bis 120 mm2 vorteilhaft. Durch diese Ausbildung der Zugentlastung über die Innenleiterteile 10 ist mit der Montage der Innenleiterteile 10 in dem Isolierteil 12 mit dem Einrasten der Rastnasen 30 gleichzeitig die Zugentlastung hergestellt, ohne dass es hierfür zusätzlicher Montageschritte bedarf. Die Montage des Steckverbinders an einem Kabelende ist somit vereinfacht.
  • Voranstehend ist die Erfindung anhand eines Steckverbinders mit drei Innenleiterteilen 10 dargestellt. Dies ist jedoch lediglich beispielhaft. Der Steckverbinder kann ebenfalls ein, zwei, vier oder mehr Innenleiterteile 10 aufweisen, je nach der Anzahl der Innenleiter des Kabels 20.

Claims (9)

  1. Steckverbinder mit mindestens einem Innenleiterteil (10), welches zum elektrischen und mechanischen Verbinden mit einem Innenleiter eines Kabels (20), insbesondere eine HF-Kabels oder eines Stromkabels, ausgebildet ist, einem Außenleiterteil (14), welches zum elektrischen und mechanischem Verbinden mit einem Außenleiter des Kabels (20) ausgebildet ist und eine elektromagnetische Abschirmung des Steckverbinders ausbildet, und einem Isolierteil (12), welches mindestens eine axiale Durchgangsbohrung (18) zur Aufnahme mindestens eines Innenleiterteiles (10) zum Halten des Innenleiterteils (10) an einer vorbestimmten Position relativ zum Außenleiterteil (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Innenleiterteil (10) am seinem Außenumfang eine Nut (24) aufweist, wobei das Isolierteil (12) mindestens eine radiale Durchbrechung (22) aufweist, durch die ein Rastmittel (26) in radialer Richtung in mindestes eine der axialen Durchgangsbohrungen (18) für ein Innenleiterteil (10) hinein greift, wobei das Rastmittel (26) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Rastmittel (26) radial federelastisch ausgelenkt ist, wenn ein Innenleiterteil (10) in der axialen Durchgangsbohrung (18) derart angeordnet ist, dass sich die Nut (24) in axialer Richtung beabstandet von der radialen Durchbrechung (22) des Isolierteils (12) befindet, und dass das Rastmittel (26) in die Nut (24) des Innenleiterteils (10) eingreift, wenn das Innenleiterteil (10) in der axialen Durchgangsbohrung (18) derart angeordnet ist, dass sich die Nut (24) am Außenumfang des Innenleiterteils (10) im Bereich der radialen Durchbrechung (22) des Isolierteils (12) befindet.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (26) radial über einen Außenumfang des Isolierteils (12) hinaus ragt, wenn ein Innenleiterteil (10) in der axialen Durchgangsbohrung (18) derart angeordnet ist, dass sich die Nut (24) in axialer Richtung beabstan det von der radialen Durchbrechung (22) des Isolierteils (12) befindet, und dass das Rastmittel (26) einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Isolierteils (12) ist, wenn das Innenleiterteil (10) in der axialen Durchgangsbohrung (18) derart angeordnet ist, dass sich die Nut (24) am Außenumfang des Innenleiterteils (10) im Bereich der radialen Durchbrechung (22) des Isolierteils (12) befindet.
  3. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (24) an mindestens einem Innenleiterteil (10) radial umlaufend ausgebildet ist.
  4. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel als Federring (26), insbesondere Federringsegment, ausgebildet ist und eine der Anzahl der radialen Durchbrechungen (22) im Isolierteil (12) entsprechende Anzahl von Rastnasen (30) derart aufweist, dass bei einer vorbestimmten Position des Rastmittels (26) relativ zum Isolierteil (12) alle Rastnasen (30) in jeweils eine der radialen Durchbrechungen (22) greifen.
  5. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierteil (12) eine radial umlaufende Nut (28) aufweist, in der das Rastmittel (26) angeordnet ist.
  6. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierteil (12) drei axiale Durchgangsbohrungen (18) aufweist, wobei jeweilige Längsachsen der Durchgangsbohrungen (18) parallel zueinander ausgerichtet sind und in einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
  7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierteil (12) innerhalb des Außenleiterteils (14) derart angeordnet ist, dass ein Mittelpunkt des gleichseitigen Dreiecks auf einer zu den Längsachsen parallelen Geraden liegt, welche koaxial zum Außenleiterteil (14) verläuft.
  8. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Innenleiterteil (10) an mindestens einem axialen Ende (32) sich konisch verjüngend (34) derart ausgebildet ist, dass ein Außendurchmesser des Innenleiterteils (10) an diesem axialen Ende (32) kleiner ist als ein doppelter Abstand zwischen einer Mittellängsachse der axialen Durchgangsbohrung (18) und einem radial inneren Ende des in die Durchgangsbohrung (18) eingreifenden Rastmittels (26, 30).
  9. Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser mindestens eines Innenleiterteils (10) im Bereich benachbart zur Nut (24) größer ausgebildet ist als ein Abstand zwischen einem radial inneren Ende des in die Durchgangsbohrung (18) eingreifenden Rastmittels (26, 30) und einer Wandung der axialen Durchgangsbohrung (18) gegenüber der radialen Durchbrechung (22) in dem Isolierteil (12).
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