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Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Steckverbinder zum Verbinden verschiedener elektronischer Module mit einem in einer Außenhülle angeordneten Isolierkörper zur Aufnahme eines eine Energieversorgung vermittelnden Energieleiters und eines der zur Datenübermittlung dienenden, geschirmten Datenleiters zur Übertragung von Signalen/Daten eines Industriebusses, wie beispielsweise ISA, Ethernet, oder dgl., wobei der Energieleiter zumindest zwei Energieadern und der Datenleiter wenigstens eine Datenader aufweist, wobei die Energieadern sowie die Datenadern in als Stecker oder Buchse ausgebildeten Kontaktteilen geführt und mittels dieser Kontaktteile kuppelbar sind, und wobei die Außenhüllen der paarigen Hybrid-Steckverbinder zum Koppeln mit Formschluss ineinander fügbar sind.
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Technologisches Umfeld
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Als Hybrid-Steckverbinder sind Einrichtungen bekannt, bei denen elektronische Module unterschiedlichster Arten mit entsprechenden Steckverbindern elektrisch verbindbar sind, wobei über die paarig zusammenfügbaren Steckverbinder sowohl Energieversorgung wie auch Datenübermittlung geführt sind. Derartige Hybrid-Steckverbinder werden beispielsweise in Fertigungsanlagen benutzt, um komplexe Kabelverbindungen zwischen Steuergeräten oder Schaltschränken und Werkzeugmaschinen herzustellen oder zu lösen, wobei mehrere Steuer- und Versorgungsleitungen vorzugsweise in einem abgeschirmten Kabel zusammengefasst sind. Die für störungsfreien Betrieb notwendigen Abschirmungen dürfen an Übergangsstellen, wie Stecker und Buchsen keine Beeinträchtigungen erfahren.
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Deshalb werden diese, wie beispielsweise in
DE 20 2005 010 113 U1 beschrieben, mit Schraubverschlüssen so überdeckt, dass eine Abschirmung gewährleistet bleibt. Die
EP 1 936 752 B1 offenbart modulare Rundsteckverbindungen mit Übertragungsaufgaben wie Starkstromversorgung und/oder Signalübertragungen, bei der zwei zu verbindende Kupplungsteile axial beidseitig im Bereich ihrer inneren Ränder radial vorstehende Nocken zum Zweck einer eindeutigen Zuordnung aufweisen. Weiterhin sind Rundstecker als elektrische Leitungsverbindungen, beispielsweise aus den
deutschen Gebrauchsmustern 299 15 382 U1 und
299 15 381 U1 , bekannt. Aus der
WO 2000/45469 A1 ist ein elektrischer Steckverbinder bekannt, bei dem die beiden Kupplungsteile verbindende Hülse einteilig ausgebildet ist. Eine ähnliche Kupplung mit einteiliger Hülse ist aus
US 6 454 576 B1 bekannt. Weitere Offenbarungen sind in der
US 6,746,284 B1 sowie in der
WO 2010/047 716 A1 enthalten. Die
EP 2 390 960 B1 offenbart einen elektrischen Verbinder mit einem Verbindergehäuse mit mindestens einer Kontaktvertiefung und einem Wechselanschluss, einen Kontakt, der durch das Verbindergehäuse in der Kontaktvertiefung gehalten wird und ein auswechselbares Signalmodul, das lösbar am Verbindergehäuse angebracht ist, so dass mindestens ein Teilstück des Signalmoduls im Wechselanschluss des Verbindergehäuses gehalten wird, wobei das Signalmodul einen Isolator umfasst, der einen Kontakt hält.
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Insbesondere beschreibt die
DE 20 2008 013 757 U1 einen solchen Hybrid-Steckverbinder mit einem metallischen Rundgehäuse mit einem Kontakteinsatz, der Kontakte für die zu verbindende Daten- und Energieleitung umfasst, die als Steckbuchsen oder Steckstifte oder als LWL-Anschlüsse ausgebildet sind, wobei als Datenleitung ein geschirmter Industriebus (PDP, Ethernet ...) oder ein LWL-Leiter und als Energieleitung mindestens eine zwei-polige, vorteilhaft drei- oder vier-polige Leitung zur Übertragung einer Spannungsversorgung vorgesehen sind.
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Die Größen der Kontaktteile – Steckbuchsen/Steckstifte – bestimmen dabei unter anderem den notwendigen Durchmesser des Steckergehäuses. Diese Konfiguration erlaubt zwar das Herstellen von Steckverbindern, die die an solche Steckverbinder zu stellenden elektrischen Bedingungen erfüllen, stehen jedoch in ihren Abmessungen gewünschten Miniaturisierungen entgegen. Um derartige Steckverbinder so weiter zu bilden, dass eine weitergehende Miniaturisierung bei wirtschaftlicher Herstellbarkeit möglich ist, sind die als Steckbuchse oder Steckstift ausgebildeten Datenkontakte für die Datenleitungen exzentrisch im Steckergehäuse angeordnet und von mindestens zwei, auf einem zum Steckergehäuse konzentrischen und den Dateneinsatz teilweise umfassenden Kreisbogen angeordnet und als Steckbuchse oder Steckstift ausgebildeten Energiekontakten umgeben. Durch die Exzentrizität wird beim Zusammenfügen der paarigen Hybrid-Steckverbinder ein unverwechselbarer Sitz erreicht, wobei die Schirmung der Signalleitung des Industriebusses durchgehend erhalten bleibt. Problematisch gestalten sich dabei das Zusammenfügen und das Einbinden der Leitungen in die Hybrid-Steckverbinder, wie auch insbesondere eine durchgehende, lückenlose Schirmung bereitzustellen. Zumal bei solchen Steckverbindern eine durchgehende Schirmung dadurch erreicht wird, dass auf die eingekürzte Schirmung, wozu bei Drahtgeflecht-Schirmungen ein vorangehendes ”Aufdröseln” des Drahtgeflechtes notwendig ist, eine metallische Verlängerung erforderlich ist, um auf diese Weise die Schirmung zu überbrücken. Bleiben beim Aufdröseln Einzel-Drähte stehen, kann dies zu Kontaktschlüssen und somit zum Versagen des Steckverbinders führen. Zudem ergibt sich das Problem beim Aufdröseln, dass Einzeldrähte abreißen und somit eine wirkungsvolle Schirmung beim Zusammenfügen eines Steckers nicht mehr gegeben ist. Somit ist bei den bekannten Hülsen zum Einen eine durchgehende und ringsum geschlossene Schirmung nur schwer zu erreichen, wobei zum Anderen sich Probleme bei der Zugentlastung und/oder der Schirmanbindung über die Schirmhülse ergeben. Problematisch ist hierbei das axiale Einführen des Schirmgeflechtes, wodurch einzelne Drähte abreißen können und somit die Schirmung negativ beeinflussen. Auch kann bei einer Zugbeanspruchung das Schirmgeflecht ausreißen, wodurch sich eine Lückenbildung in der Schirmung einstellt.
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Problem
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, derartige Hybrid-Steckverbinder so weiter zu bilden, dass deren Montage erleichtert wird, unter Bereitstellung einer wirtschaftlichen Herstellung der Steckverbinder, wobei zudem ein einfaches und sicheres Einkürzen der Leitung unter Einbindung der Steckverbinder auch „in Situ” unter Gewährleistung einer 360°-Schirmung ermöglicht werden soll.
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Lösung
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Erfindungsgemäß wird das Problem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung definieren die auf den Hauptanspruch zurückbezogenen Unteransprüche.
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Nach der Erfindung wird zur Lösung vorgeschlagen, dass der in jedem der Steckverbinder angeordnete Isolierkörper als Kontaktträgeraufnahme in einem Schirmgehäuse angeordnet ist, das einen Kontaktträger aufnimmt, der die als Steckbuchsen oder als Steckerstifte ausgebildeten Datenader oder Datenadern im Steckverbinder geschirmt fortsetzen, und wobei die kuppelbaren Kontakte im gesteckten Zustand der Verbindung einen formkodierten Formschluss bilden.
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Der in jedem der Steckverbinder angeordnete Isolierkörper ist als Kontaktaufnahme ausgebildet, der Ausnehmungen aufweist, die neben den in einem Kontaktträger angeordneten Energiekontakte auch die Signalkontakte enthält, die in einem weiteren, von einer Kontaktträgeraufnahme aufgenommenen Kontaktträger mit Ausnehmungen formschlüssig und steckkodiert aufgenommen sind. Diese die Signaladern des Signalkabels im Steckverbinder fortsetzenden Kontaktträger bilden als Steckbuchsen und Steckerstifte das Steckverbinder-Paar. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass die Kontaktträgeraufnahme mit dem Kontaktträger für die Datenadern, die von dem Schirmgeflecht umgeben sind in einem Schirmgehäuse untergebracht sind. Denn das Schirmgehäuse kann hierbei als Montageteil einfach und zugentlastend auf den freigelegten Schirmgeflechtbereich, ohne diesen zu beschädigen, aufgesetzt werden.
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Die Steckbuchsen oder Steckerstifte sind mit Formschluss in die Ausnehmungen der Kontaktträger einsetzbar, wobei in vorteilhafter Weise Hinterschnitte die eingesetzten Kontakte fest halten.
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Die Kontaktträgeraufnahme ist trapezförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine größere Packungsdichte für die Energiekontakte und begünstigt somit die Miniaturisierung.
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Einer durchgehenden Schirmung steht ein die Kontaktträgeraufnahme mit Formschluss umfassende, die Schirmung der Datenleitung fortsetzendes Schirmgehäuse sicher. Deren freies Ende ist als Absetzung oder als beim Kuppeln zweier Steckverbinder als übergreifender Kragen ausgebildet, wobei beide die elektrische Verbindung herstellen. Bei gekuppelten Steckverbindern ist so eine durchgehende Schirmung sichergestellt.
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Nach einer bevorzugten Ausführung ist das Schirmgehäuse auf bzw. über die Datenleitung aufschiebbar ausgebildet. Hierbei ist das Schirmgehäuse im aufgeschobenen Zustand auf bzw. an der Datenleitung klemmbar ausgebildet ist. Zur Vereinfachung der Montage ist das Schirmgehäuse mit ihrem dem Signalkabel zugewandten Ende so ausgebildet, dass nach einem axialen Einschieben der Kontaktträgeraufnahme in das Schirmgehäuse die Signalleitung inkl. Schirmgeflecht seitlich eingelegt werden kann. Gerade dies ermöglicht die einfache Montage.
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Das dem Signalkabel zugewandete Ende des Schirmgehäuses ist mit einer Absetzung versehen, die von einem Spannbugel übergriffen wird. Dieser Spannbügel ist U-förmig ausgebildet und dessen freie hochstehende Schenkel weisen Rastöffnungen auf, die mit Rastnasen an den mit diesen Schenkeln korrespondierenden Flanken der Absetzung zusammenwirken. Nach seitlicher Einführung des Schirmgefechts des Signalkabels wird dieser Spannbügel über die Absetzung bis zum Einrasten gedrückt, wodurch neben einer auf das gesamte Signalkabel wirkenden Zugentlastung auch der elektrische Kontakt hergestellt wird. Diese Klemmverbindung ist ohne weiteres auch lösbar, so dass ein Einkürzen der Leitung unter Einbindung der Steckverbinder einfach, sicher und schnell vorgenommen werden kann, wenn ein Einkürzen Vorort erforderlich ist. Diese Klemmverbindung ermöglicht in gleicher Weise auch eine einfache Demontage des Steckverbinders ohne Beschädigung des Datenelementes. Dadurch besteht nun die Möglichkeit, den Steckverbinder mehrfach anzuschließen und aufzutrennen.
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Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist die einfache Montage der Einzelteile durch das „Poka-Yoke” Prinzip, welches Fehlmontage der Teile unterbindet, zu erwähnen. Denn das „Poka-Yoke” Prinzip kennzeichnet sich dadurch aus, dass es ein aus mehreren Elementen bestehendes Prinzip umfasst, welches technische Vorkehrungen bzw. Einrichtungen zur sofortigen Fehleraufdeckung und Fehlerverhinderung aufweist. Zudem gestaltet sich die Montage der Schirmung in Bezug zum Schirmgeflecht einfach und sicher, weil sie durch das Schirmgehäuse als solches durch seitliches Einschieben und Aufklipsen eines Schirmbleches erfolgt. Weiter ist eine hohe Stromtragfähigkeit, beispielsweise bei einem Litzenquerschnitt von 0,34 mm2 und einen darauf angepassten Kontaktdurchmesser von 0,8 mm, gegeben. Selbstverständlich sind auch andere Kombinationen von Litzenquerschnitt und darauf angepassten Kontaktdurchmesser realisierbar. Auch gewährleistet der Hybrid-Steckverbinder eine eindeutige Orientierung durch seine beispielhafte Trapezform (Poka-Yoke), die den Formschluss zwischen der Steckbuchse und den Steckerstiften herstellt. Steckbereiche von Stecker und Kupplungs-Knoten sind nicht geschlitzt, was insbesondere die Robustheit der Steckverbindung erhöht und die Schirmübertragungseigenschaften verbessert.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der erfindungsgemäße Hybrid-Steckverbinder ein einheitliches Erscheinungsbild bei allen Baugrößen durch identischen Datenleitungsverbindungs-Knoten, wobei gleichbleibende Polbilder der Powerkontakte gegeben sind. Trotz der hohen Packungsdichte verfügen alle Baugrößen über eine hohe Stromtragfähigkeit mit den darauf angepassten Kontaktdurchmessern. Zudem ergibt sich eine richtige Orientierung beim Zusammenstecken von Stecker und Kupplung durch Fluchten der beiden angespitzten Codiernasen sowie der Markierung auf der Bajonettschraube. Ein farbiger Ring auf dem Griffkörper kann hierbei, zwecks Kennzeichnung der Codierung, montiert werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einheitlicher Schirmgehäuse für alle Kabeldurchmesser. Durch die Verwendung identischer Kontaktträger, für die umspritzten und feldkonfektionierbaren Steckverbinder, ergeben sich gleiche Polbilder. Bei der Umspritzung werden die fertig mit Kontakten konfektionierten Kontaktträger in einer Spritzgussform umspritzt, wobei bei der Konfektionierung die Stifte in den vorgeformten Kontaktträger eingedrückt oder eingerastet werden.
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Bei der Fertigung der umspritzten oder der feldkonfektionierbaren Steckverbinder ist durch das Einschieben eines Codierstückes, in eine von mehreren Nuten, eine Codierung am Mittelteil des Steckverbinders wählbar.
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Für den Steckverbinder sind verschiedene Poligkeiten je Baugrößen erhältlich, wobei durch den Kunden bei der Montage die Codierungen wählbar ist, indem er Codierstücke in eine der Nuten einschieben kann, und sich in Folge des „Poka-Yoke Prinzips” die Montage der Einzelteile fehlerfrei vollzieht.
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Der Datenleiter als solches kann auch 1, 2 oder 3 Datenleitungen umfassen. Ebenso ist es möglich, dass mehr als 4 Datenleitungen in dem Datenleiter angeordnet sind, die allesamt in dem Schirmgehäuse kontaktiert werden. Die Datenleitungen in dem Datenleiter können sowohl als Kupferleitung, als auch beispielsweise als optische Leiter (z. B. Glasfaserleiter oder Kunststofflichtleiter) ausgebildet sein. Auch weitere leitfähige Materialien zur Datenübertragung sind denkbar.
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Gemäß der Erfindung können die Steckergehäuse aufgrund ihres modularen Aufbaus in vorzugsweise 4 verschiedenen Ausführungen ausgebildet sein, ohne dass es dazu spezieller Werkzeuge etc. bedarf. Das bietet einen zusätzlichen Vorteil dahingehend, dass mittels dieser Ausführungsformen ein zusätzlicher Verpolschutz gegeben ist, falls spezielle Anwendungen vorgesehen sind. So können 1. Datenkontakte als Steckerstifte, Energiekontakte als Steckerstifte, 2. Datenkontakte als Steckbuchsen, Energiekontakte als Steckbuchsen, 3. Datenkontakte als Steckerstifte, Energiekontakte als Steckbuchsen und 4. Datenkontakte als Steckbuchsen, Energiekontakte als Steckerstifte ausgeführt sein. Dabei ist bei der Anzahl der Energiepins 2, 3, 4, 5 oder 6 ein zusätzlicher Verpolungsschutz eingebaut bzw. kann dieser eingebaut werden.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
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1 ein Paar Steckverbinder in perspektivischen Darstellungen;
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2 einen Steckverbinder (Buchsenteile) mit unterschiedlichen Steckerbildern, ebenfalls in perspektivischen Darstellungen;
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2a: Vier Datenkontakte/Drei Energiekontakte
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2b: Vier Datenkontakte/Vier Energiekontakte
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2c: Vier Datenkontakte/Fünf Energiekontakte
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3 einen Steckverbinder, Buchsenteil, in explosionsartiger Darstellung;
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4 eine Einzelheit des Schirmgehäuses mit Kontaktträger für die Datenkontakte, ebenfalls in explosionsartiger Darstellung;
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5 eine Einzelheit des Schirmgehäuses in perspektivischen Darstellungen
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5a: Schirmgehäuse offen
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5b: Schirmgehäuse geschlossen und
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6 eine Detailansicht der Codierung für die Montage des Kontaktträgers am Mittelteil, ebenfalls in der Perspektive.
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Ausführungsbeispiele
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Die 1 zeigt ein zusammengehöriges Paar von Steckverbindern; ein Steckverbinder 100 mit Steckbuchsen, der andere Steckverbinder 200 mit Steckerstiften. Dabei sind die Bezugszeichen so gewählt, dass alle den Steckverbindern mit Buchsen zugeordneten Merkmale der Gruppe der 100er und alle den Steckverbindern mit Steckerstiften zugeordneten Merkmale der Gruppe der 200er angehören, wobei Merkmale der Steckverbinder 100, die mit Merkmalen der Gruppe 200 korrespondieren übereinstimmende Bezifferung im Bereich der Zehner- und Einer-Stellen aufweisen.
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Jeder der Steckverbinder 100, 200 weist eine Außenhülle 110 bzw. 210 mit Mittelteilen 112, 212 auf, deren eine Seite mit einem Verrieglungselement in Form eines Sperrrings 111 bzw. einer Sperrringaufnahme 211 versehen ist, wobei letztere den Sperrring 111 beim Zusammenfügen aufnimmt. Der Sperrring 111 ist verdrehbar auf dem Mittelteil 112 der Außenhülle 110 vorgesehen und mit einem Sperrnocken 111.1 versehen, wobei dieser beim Zusammenfügen in eine auf der Innenwandung der Sperrringaufnahme 211 vorgesehene Sperrrinne 211.1 mit endständiger Rastlagerung für die Sperrnocke 111.1 eingreift zur Sicherung der Verbindung beider Steckverbinder 100 und 200 im zusammengefügten Zustand. Dabei kann unter Verwendung eines Dichtringes 114 der Sperrring 111 auf die Außenhülle 110 aufgeschraubt sein. An dem anderen Enden der Mittelteile 112 bzw. 212 sind Kabeleinlauftüllen 113 bzw. 213 vorgesehen, durch die die hier nicht dargestellten zu verbindenden Kabel in die Steckverbinder 100 bzw. 200 einlaufen. Hierüber könnte ebenfalls ein Schirm des Kabels in die Außenhülle 110, 210 angebunden werden. Im Bereich der Kabeleinlauftüllen 113 bzw. 213 kann ein nicht näher dargestellter Ring als Kennzeichnung in Form einer visuellen Codierung für den Steckverbinder 100, 200 vorgesehen sein.
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Jeder der Steckverbinder 100 und 200 weist bei der dargestellten Ausführungsform zwei Energiekontakte als Steckbuchsen 117 und als Steckerstifte 217 auf, über die die Energieversorgung sichergestellt ist. Der Datenfluss ist über die vier Datenkontakte als Steckbuchsen 122 sowie als Steckerstifte 222 geführt, wobei die Steckbuchsen 117 und 122 beim Zusammenfügen beider Steckverbinder 100 und 200 die korrespondierenden Steckerstifte 217 und 222 aufnehmen und so die elektrischen Verbindungen der zu verbindenden Energieversorgungs- und Datenkreise stellen.
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Die exzentrische Anordnung der Steckerstifte 217, 222 und der Steckbuchsen 117, 122 stellt sicher, dass das Zusammenfügen beider Steckverbinder 100 und 200 nur in unverwechselbarer Stellung zueinander erfolgen kann. Aus der Zusammenschau der 3 und 4 wird erkennbar wie sich der Aufbau der Steckverbinder 100, 200 gemäß 1 ergibt. Dabei geben die beiden 3 und 4 insbesondere den Steckverbinder 100''' aus 2c mit fünf Energiekontakten als Steckbuchsen 117 wieder. Für die Steckverbinder 100, 100', 100'' sowie den Steckverbinder 200 ergibt sich ein ähnlicher innerer Aufbau, der hier nicht weiter dargestellt ist. Im Folgen wird daher nur auf den Steckverbinder 100''' Bezug genommen. Um die Steckbuchsen 117 aufzunehmen ist ein Kontaktträger 116 vorgesehen, wobei für die Steckerbuchsen 122 ein weiterer Kontaktträger 121 vorgesehen ist. Beide werden von der Kontaktaufnahme 115 aufgenommen, wobei in der Kontaktaufnahme 115 die Kontaktträger 116 und 121 für die Steckbuchsen 117 der Energiekontakte und für die Steckbuchsen 122 der Datenkontakte mit nicht näher dargestellten Sperrnasen gesichert eingesetzt sind. Diese Kontaktträger 116 und 121 weisen Ausformungen 116.1 und 121.1 auf, in die die Steckbuchsen 117 bzw. die Steckbuchsen 122 mit Formschluss eingesetzt bzw. eingeklipst sind. Um die Steckbuchsen 117, 122 bei der Montage sicher zu halten, können diese Ausnehmungen 116.1 bzw. 121.1 auch hinterschnitten sein, so dass die Steckbuchsen 117 beim Einführen in die Kontaktaufnahme 115 bzw. die Steckbuchsen 122 beim Einführen in die Kontaktträgeraufnahme 120 sicher gehalten werden.
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Einen erkennbaren Aufbau, insbesondere des Steckverbinders 200, zeigt die 1 in der rechten perspektivischen Darstellung, in der der Steckverbinder 200 in der montierten Ausführung ohne Kabel dargestellt ist. Der Steckverbinder 200 weist in gleicher Weise eine Kontaktaufnahme mit dem Bezugszeichen 215 auf, die entsprechend Steckerstifte 217 mit einem nicht erkennbaren Kontaktträger aufnimmt, wobei für die Steckerstifte 222 ein weiterer Kontaktträger entsprechend vorgesehen ist. Beide werden von der Kontaktaufnahme 215 aufgenommen, wobei in der Kontaktaufnahme 215 die Kontaktträger für die Steckerstifte 217 der Energiekontakte und für die Steckerstifte 222 der Datenkontakte mit nicht näher dargestellten Sperrnasen gesichert eingesetzt sind. Die Kontaktträger weisen ebenfalls Ausformungen auf, in die die Steckerstifte 217 bzw. 222 mit Formschluss eingesetzt bzw. eingeklipst sind.
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Die 2a, b, c zeigen Steckverbinder 100, alle mit Steckbuchsen für die Datenkontakte wie auch für die Energiekontakte in verschiedenen Steckerbildern:
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2a: Einen Steckverbinder 100' mit vier Steckbuchsen 122 für Datenkontakte und drei Steckbuchsen 117 für Energiekontakte.
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2b: Einen Steckverbinder 100'' mit vier Steckbuchsen 122 für Datenkontakte und vier Steckbuchsen 117 für Energiekontakte.
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2c: Einen weiteren Steckverbinder 100''' mit vier Steckbuchsen 122 für Datenkontakte und fünf Steckbuchsen 117 für Energiekontakte.
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Es versteht sich, dass die jeweils dazu korrespondierenden Steckverbinder 200 die dazu identischen Steckerbilder jedoch mit Steckerstiften 222 bzw. 217 aufweisen. Der Datenleiter, der gemäß Ausführungsbeispiel vier Datenleitungen aufweist kann auch nur 1, 2 oder 3 Datenleitungen umfassen. Ebenso ist es möglich, dass mehr als 4 Datenleitungen in dem Datenleiter angeordnet sind, die dann allesamt in dem Schirmgehäuse 125 bzw. 225 kontaktiert werden.
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Die 3 in Verbindung mit der 4 zeigt einmal die Art des Aufbaus des Steckverbinders 100''' mit Steckbuchsen 117, wobei auch erkennbar wird wie sich der Zusammenbau des Steckverbinders 100''' vollzieht. Der Aufbau und der Zusammenbau gilt selbstverständlich in analoger Weise auch für die Steckverbinder 100, 100', 100'', 200. Wird also ein nicht näher dargestelltes Kabel an dem Steckverbinder 100''' angeschlossen, so sind die im Ausführungsbeispiel gemäß 3 fünf Adern der Energieleitung an die Steckbuchsen 117 der Energiekontakte anzuschließen und an den Kontaktträger 116 anzuklipsen, so dass dann der Kontaktträger 116 in die Kontaktaufnahme 115 eingefügt werden kann. Der Kontaktträger 116 weist hierzu Ausnehmungen 116.1 auf, die die Steckbuchsen 117 der Energiekontakte mit Formschluss – wie beschrieben – aufnehmen. Ebenso werden die Steckbuchsen 122 nach Anschluss an vier Adern der Datenleitung in den Kontaktträger 121 eingefügt, der diese Steckbuchsen 122 ebenfalls mit Formschluss aufnimmt.
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Dabei sind die Steckbuchsen 122 der Datenkontakte in Verbindung mit dem Kontaktträger 121 von einer Kontaktträgeraufnahme 120 umgeben, wobei die Kontaktträgeraufnahme 120 wiederum von dem Schirmgehäuse 125 aufgenommen wird, welches die Kabelschirmung im Steckverbinder 100''' fortsetzt. Die Kontaktträgeraufnahme 120 sowie das verrastete Schirmgehäuse 125 werden bei der Montage in Verbindung mit dem Kontaktträger 121 ineinander geschoben, bevor sie in die Kontaktaufnahme 115 eingesetzt werden. Zur Abdichtung der in den Steckverbinder 100''' eingesetzten Elemente ist der Dichtring 114 vorgesehen, der vor der Kontaktaufnahme 115 in dem Mittelteil 112 der Außenhülle 110 angeordnet ist.
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Im Steckverbinder 100 mit Steckbuchsen 122 ist das Schirmgehäuse 125 mit einer Absetzung 126 versehen, die beim Zusammenfügen zweier Steckverbinder 100 und 200 einen Formschluss ermöglichen und so einen sicheren Kontaktschluss der Schirmung zwischen den Steckverbindern 100 und 200 herstellt. Unterstützt wird dieser Kontaktschluss durch die in der 4 dargestellten, in Längsrichtung ausgeprägten angeformten Rippen 135, welche einen Kragen 226 des entsprechend korrespondierend geformten Schirmgehäuses 225 des anderen Steckverbinders 200 kontaktieren.
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Die 4 zeigt zur besseren Erkennbarkeit die Kontaktträgeraufnahme 120 des Steckverbinders 100 für die Steckbuchsen 122 der Datenkontakte, wobei die Kontaktaufnahme für den Steckverbinder 200 mit Steckerstiften 222 korrespondierend dazu ausgebildet ist. In diese Kontaktträgeraufnahme 120 ist der Kontaktträger 121 einführbar, der wiederum Ausnehmungen 121.1 aufweist, in die die als Steckbuchsen 122 ausgebildeten Datenkontakte eingesetzt und in diese mit Formschluss gehalten sind.
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Der so bestückte Kontaktträger 121 wird in die Kontaktträgeraufnahme 120 eingeführt und wird mit einer Sperrnase 129 in Form eines Pfeils in einer dazu passenden Ausnehmung 130 fixiert. Wie aus den Figuren ersichtlich ist die Kontaktträgeraufnahme 120 als Hohlkörper mit trapezartigem Querschnitt ausgebildet, wobei die Höhlung einen derartigen Querschnitt aufweist, dass der mit den Steckbuchsen 122 bestückte Kontaktträger 121 mit Formschluss einführbar ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass die entsprechenden Mittel für den Steckverbinder 200 mit Steckerstiften 222 korrespondierend dazu ausgebildet sind.
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Um den Datenleiter durchgehend zu schirmen ist das erfindungsgemäße Schirmgehäuse 125 vorgesehen, das die Kontaktträgeraufnahme 120 mit dem mit den Steckbuchsen 122 bestückten Kontaktträger 121 aufnimmt. Vorteilhaft weist dieses Schirmgehäuse 125 ebenfalls einen trapezförmigen Querschnitt auf, so dass die Kontaktträgeraufnahme 120 mit Formschluss in diese einführbar ist. Das freie Ende des Schirmgehäuses 125 ist bei den Steckverbindern 100 mit Steckbuchsen 122 als Absetzung 126 ausgebildet, während das freie Ende des Schirmgehäuses 225 bei den Steckverbindern 200 mit Steckerstiften 222 einen die Absetzung 126 übergreifenden Kragen 226 bildet. Beim Zusammenfügen eines Steckverbinders 100 mit einem Steckverbinder 200 übergreift der Kragen 226 die Absetzung 126. Dabei sorgt ein Formschluss dafür, dass eine gute Kontaktgabe gegeben ist. Unterstützt durch die angeformten Rippen 135 ergibt dies eine optimale Schirmwirkung.
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Den Anschluss bzw. die Klemmung des Schirmgehäuses 125, wie auch des Schirmgehäuses 225 für einen Steckverbinder 100 bzw. 200 an das freigelegte Schirmgeflecht der nicht näher dargestellten Datenleitung, wird, wie in 5a und 5b dargestellt, an deren der Datenkabeleinführung zugewandten Enden mittels einer Klemmung erreicht. Dies wird in der Zusammenschau der beiden 5a und 5b wiedergegeben. Dabei zeigt die 5a den gelösten Zustand der Klemmung, wobei die 5b den verrasteten und geklemmten Zustand wieder gibt. Dazu weist das der (nicht näher eingezeichneten) Datenleitung zugewandte Ende des Schirmgehäuses 125 bzw. 225 eine Absetzung 127 auf, die einen U-förmigen Schirmbügel 128 aufnimmt, der beim Zusammenfügen einrastet. Dazu sind die hochstehenden Schenkel des ”U” mit Rastöffnungen 128.1 versehen, in die bei Festklemmen des Datenkabels vorstehende Rastnocken 127.1 an den Schenkeln der Absetzung 127 eingreifen, die Klemmung fixiert und so eine gute Kontaktgabe sicherstellt. Auf diese Weise gelingt eine durchgehende sichere Schirmung der Signalleitungen. Aufgrund dieser Ausgestaltung besteht nun auch die Möglichkeit, dass jederzeit die verrastete Klemmung wieder gelöst werden kann, um so ein Einkürzen der geschirmten Datenleitung vorzunehmen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung, dargestellt in 4 und 5, verfügen das Schirmgehäuse 125, die Kontaktträgeraufnahme 120 sowie der Kontaktträger 121 über eine Montageorientierung. Die Montageorientierung ist hierbei in Form eines Pfeils 129 am Kontaktträger 121 und in Form eines weiteren Pfeils 129.1 am Schirmgehäuse 125 ausgebildet. Der Pfeil 129 greift im zusammengefügten Zustand der Teile 121, 120, und 125 in entsprechende Ausnehmungen 130 an der Kontaktträgeraufnahme 120 und an dem Schirmgehäuse 125 ein, und rastet in den Ausnehmungen 130 ein, wobei der Pfeil 129.1 hierbei im zusammengefügten Zustand der Teile in eine Ausnehmung 130.1, dargestellt in der 3, an der Kontaktaufnahme 115 eingreift.
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Die 6 zeigt in einer Ansicht gemäß der Blickrichtung 300 dargestellt in der 3 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, die insbesondere eine sichere und fehlerfreie Montage der Steckverbinder 100, 200 bereitstellt. Hierzu sind in der Kontaktaufnahme 115 Nuten 131 vorgesehen, welche mit einer ansteckbaren Codierung 132 an der Kontaktaufnahme 115 im gesteckten Zustand zusammenwirkt. Die Codierung 132 besteht hierbei aus einem an der Kontaktaufnahme 115 ansteckbaren Stegelementes 133, welches nach dem Einsatz der Kontaktaufnahme 115 in das Mittelteil 112 an einer Sollbruchstelle 134 abtrennbar ausgebildet ist. Die Codierung 132 ist in verschiedenen Nuten 131 am Mittelteil 112 einschiebbar, wodurch sich jeweils eine andere Winkelstellung der Kontaktaufnahme 115 zum Schirmgehäuse 125 ergibt. Dadurch ergeben sich verschiedene Codierungen je Polbild, welche untereinander nicht steckbar sind. Hierbei ist die Winkelstellung von der Kontaktaufnahme 115 zum Schirmgehäuse 125 immer gleich und unveränderbar. Aufgrund der Codierung ergibt sich eine unterschiedliche Winkelstellung der in das Mittelteil 112 eingesetzten Bauteile in Bezug auf die Sperrnocken 111.1 bei einem Steckverbinder 100 bzw. in Bezug auf die Sperrrinnen 211.1 bei einem Steckverbinder 200.
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Die Steckverbinder 100 und 200 können im gesteckten Zustand von Sperrring 111 und der Sperrringaufnahme 211 mittels eines Bajonettverschlusses aber auch mittels eines Gewindeverschlusses gesichert werden, so dass ein ungewolltes Lösen der Verbindung unterbunden wird.
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Der Konfektionierungsvorgang für einen Steckerverbinder 100 vollzieht sich nach den 3, 4, 5a, 5b und 6 wie folgt:
Zunächst wird das nicht näher dargestellte Kabelende vorbereitet, wobei die Ummantelung am freien Ende des Kabels abgetrennt wird, so dass die Energieadern und die Datenadern mit dem Schirmgeflecht freiliegen. Danach werden die Steckbuchsen 117 der Energiekontakte an die Energieadern angeschlossen, wobei die Steckbuchsen 122 der Datenkontakte an die Datenadern angeschlossen werden. Die Steckbuchsen 122 mit den angeschlossenen Datenadern werden dann in den Kontaktträger 121 eingeclipst. Dann wird über den Kontaktträger 121 mit den Steckbuchsen 122 die Datenträgeraufnahme 120 in Form einer Hülle aufgeschoben und durch das Einrasten der Sperrnase 129 in der Ausnehmung 130 in Form einer Führungsbuchse, dargestellt in der 4, gesichert.
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Die Datenträgeraufnahme 120 wird dann in das Schirmgehäuse 125 eingeschoben und wiederum durch Einrasten der Sperrnase 129 in der Ausnehmung 130 gemäß der 4 gesichert. In Folge einer vorbestimmten Länge der Datenadern, liegt das Schirmgeflecht fluchtend und bündig in dem eine Schale bildenden Schirmgehäuse 125. Durch einhaken (siehe 5a) und einclipsen (siehe 5b) des Schirmbügels 128 wird das Schirmgeflecht formschlüssig mit dem aus Metall bestehenden Schirmgehäuse 125 verbunden. Die Kabeleinlauftülle 113 wird von „Vorne” über das offene Kabelenende geschoben, bis es auf dem Kabelmantel aufliegt. Dann werden die Steckbuchsen 117 der Energiekontakte in den als Isolierkörper ausgebildeten Kontaktträger 116 eingeclipst.
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Die Codierung 132 wird gemäß 6 in eine vorgesehene Nut 131 an der Kontaktaufnahme 115 eingeführt und in diese eingeschoben. Dann wird der Kontaktträger 116 mit den Steckbuchsen 117 der Energiekontakte in die Kontaktaufnahme 115 geschoben, wobei eine der Codiersicherungsnasen 137 an dem Kontaktträger 116 dann die eingeschobene Codierung 132 gegen das herausfallen sichert. Das oben bereits beschriebene bestückte Schirmgehäuse 125 wird dann ebenfalls in die Kontaktaufnahme 115 eingeschoben und durch das Sperrelement 129.1 aus 5 gesichert.
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Die komplett, mit Schirmgehäuse 125 und dem Kontaktträger 116, bestückte Kontaktaufnahme 115 wird dann anhand der Codierung 132 und des damit verbundenen sichtbaren Stegelements 133 in die Nut 136 am Mittelteil 112 eingeführt, um die Codierstellung des Steckgesichtes festzulegen.
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Der als Bajonettüberwurf ausgebildete Sperrring 111 wird dann unter Zwischenschaltung des Dichtringes 114 mit dem das Gehäuse bildenden Mittelteil 112 verbunden. Abschließend wird die als Klemmring ausgebildete Kabeleinlauftülle 113 auf dem Gewinde des Mittelteils 112 verschraubt, um das komplette Innenleben des Steckverbinders 100 zu fixieren.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Steckverbinder
- 100'
- Steckverbinder
- 100''
- Steckverbinder
- 100'''
- Steckverbinder
- 110
- Außenhülle
- 111
- Sperrring
- 111.1
- Sperrnocken
- 112
- Mittelteilen
- 113
- Kabeleinlauftüllen
- 114
- Dichtring
- 115
- Kontaktaufnahmen
- 116
- Kontaktträger
- 116.1
- Ausformung
- 117
- Steckbuchsen/Energiekontakte
- 120
- Datenträgeraufnahme/Kontaktaufnahmeträger
- 121
- Kontaktträger/Kontakteinsatz
- 121.1
- Ausformung
- 122
- Steckbuchsen/Datenkontakte
- 125
- Schirmgehäuse
- 126
- Absetzung
- 127
- Absetzung
- 127.1
- Rastnocken
- 128
- Schirmbügel
- 128.1
- Rastöffnungen
- 129
- Sperrnase/Pfeil
- 129.1
- weiterer Pfeil am Schirmgehäuse
- 130
- Ausnehmungen
- 130.1
- Ausnehmung
- 131
- Nuten
- 132
- Codierung
- 133
- Stegelement
- 134
- Sollbruchstelle
- 135
- Rippe
- 136
- Nut
- 137
- Codiersicherungsnase
- 200
- Steckverbinder
- 200'
- Steckverbinder
- 200''
- Steckverbinder
- 200'''
- Steckverbinder
- 210
- Außenhülle
- 211
- Sperrringaufnahme
- 211.1
- Sperrrinne
- 212
- Mittelteilen
- 213
- Kabeleinlauftüllen
- 215
- Kontaktaufnahmen
- 217
- Steckerstifte
- 222
- Steckerstifte
- 225
- Schirmgehäuse
- 226
- Kragen
- 300
- Blickrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202005010113 U1 [0003]
- EP 1936752 B1 [0003]
- DE 29915382 U1 [0003]
- DE 29915381 U1 [0003]
- WO 2000/45469 A1 [0003]
- US 6454576 B1 [0003]
- US 6746284 B1 [0003]
- WO 2010/047716 A1 [0003]
- EP 2390960 B1 [0003]
- DE 202008013757 U1 [0004]
