DE69117807T2 - Geschirmter und isolierter Verbinder - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen abgeschirmten elektrischen Verbinder, der eine EMI- und RF- Abschirmung bietet.
• Ein in dem US-Patent 3 281 756 offenbarter Verbinder weist elektrische Kontakte auf, die mit entsprechenden signaltragenden Leitern eines Kabels verbunden sind, sowie einen leitfähigen Mantel, der mit einer leitfähigen äußeren Litze oder einem Rohr verbunden ist, die bzw. das eine Abschirmung für eine elektromagnetische Interferenz EMI und flir eine Radiofrequenz Interferenz RF bietet. Der leitfähige Mantel ist nicht abgedeckt und kann hohe Spannung übertragen, die längs der Abschirmung des Kabels induziert oder geleitet wird. Eine solche hohe Spannung kann bei einer Person, die den leitfähigen Mantel berührt, einen elektrischen Schlag verursachen.
• In einem Verbinder, der zwei elektrische Kontakte hat, ist ein Kodiermerkmal erforderlich, um die Kontakte während des zusammenfügenden Verbindens des Verbinders mit einem anderen komplementären Verbinder zu orientieren. Bisher wurde das Kodiermerkmal durch Einarbeiten eines Keils verwirklicht, der einheitlich mit dem Mantel ausgebildet war, oder durch Zusammenfügen eines getrennten Keils und des Mantels.
• Ein weiterer Zusammenfügevorgang ist erforderlich, um einen Kupplungsmechanismus an dem Verbinder anzubringen, so daß der Kupplungsmechanismus mit einem komplementären Verbinder gekoppelt werden kann. Bisher war ein Kupplungsmechanismus an dem Verbinder durch einen Ring gehalten, der an ein Äußeres des Verbinders als getrennter Komponententeil angefügt wurde.
• Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verbinder, wie er in Anspruch 1 definiert ist. EP-A-0 249 250 offenbart einen Verbinder entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Verbinder ferner eine isolierende Kupplungseinrichtung und ein isolierendes Gehäuse auf, das mit einem integralen Keil geformt ist, und die Kupplungseinrichtung wird zusammengefügt durch Bewegung längs eines Teils des Gehäuses mit einem Festsitz in eine Stellung zur Drehung in bezug auf das Gehäuse, während sie mit einem zweiten Teil des Gehäuses verriegelt ist.
• Wie es hier offenbart ist, weist ein Verbinder eine leitfähige Kontakteinrichtung zum Verbinden mit einer entsprechenden Signalleitereinrichtung eines elektrischen Kabels auf sowie einen leitfähigen Mantel, einen Isolator zum Trennen der Kontakteinrichtung und des leitfähigen Mantels, wobei ein isolierendes Gehäuse einen einstückig ausgebildeten Keil hat, wobei entsprechende Keilbahnen des leitfähigen Mantels und des Isolators den einstückigen Keil aufnehmen, und wobei der leitfähige Mantel dadurch hergestellt ist, daß er in die Gestalt eines Zylinders gezogen ist, wobei sich die Keilbahn in Längsrichtung des Zylinders erstreckt und in ein vorderes Ende des Zylinders öffnet.
• Hier ist auch ein Verbinder offenbart, der durch ein Verfahren hergestellt wird, das die folgenden Schritte aufweist: Zusammenfügen einer isolierenden Kupplungseinrichtung und eines einstückigen isolierenden Gehäuses, das mit einem Keil ausgebildet ist, Einfügen eines leitfähigen Mantels in eine Öffnung des Gehäuses, wobei eine Keilbähn des Mantels den Keil aufnimmt, Einfügen in die Öffnung eines Isolators und wenigstens eines elektrischen Kontakts, der mit einem entsprechenden Leiter eines elektrischen Kabels verbunden worden ist, und wobei eine leitfähige Klammer mit einer leitfähigen Abschirmung des Kabels verbunden worden ist, und Abdecken der Öffnung in dem Gehäuse mit einer isolierenden Abdeckung.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbinders, der mit einem elektrischen Kabel zusammengefügt ist.
• Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Verbinders, wobei Teile auseinandergezogen sind.
• Fig. 3 ist eine seitliche Schnittansicht eines Mantels, wie er in Fig. 10 gezeigt ist.
• Fig. 4 ist eine Endansicht eines leitfähigen Mantels des in Fig. 3 gezeigten Verbinders.
• Fig. 5 ist eine Ansicht des in Fig. 10 gezeigten Gehäuses.
• Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer in Fig. 8 gezeigten Mutter.
• Fig. 7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der mit dem Gehäuse zusammengefügten Mutter.
• Fig. 8 ist eine Seitenansicht der in Fig. 9 gezeigten Mutter.
• Fig. 9 ist eine teilweise Endansicht einer isolierenden Mutter des in Fig. 1 gezeigten Verbinders.
• Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines isolierenden Gehäuses des in Fig. 1 gezeigten Verbinders.
• Fig. 11 ist eine Endansicht des Gehäuses des in Fig. 1 gezeigten Verbinders.
• Fig. 12 ist eine Seitenansicht einer Anordnung des in Fig. 1 gezeigten Verbinders.
• Fig. 13 ist eine seitliche Schnittansicht einer isolierenden Mutter des in Fig. 1 gezeigten Verbinders.
• Fig. 14 ist eine Endansicht der in Fig. 13 gezeigten Mutter.
• Fig. 15 ist eine Seitenansicht der in Fig. 13 gezeigten Mutter.
• Fig. 16 ist eine Schnittansicht einer Dichtung.
• Fig. 17 ist eine Schnittansicht eines Klemmelements.
• Fig. 18 ist eine Schnittansicht eines Hülsenelements.
• Fig. 19 ist eine Draufsicht auf einen Boden eines Isolators des in Fig. 1 gezeigten Verbinders.
• Fig. 20 ist eine Endansicht des in Fig. 19 gezeigten Verbinders.
• Fig. 21 ist eine Schnittansicht des in Fig. 19 gezeigten Isolators.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist ein Verbinder 1 mit einem elektrischen Kabel 2 zusammengefügt. Das Kabel 2 weist erste und zweite längliche Leitermittel oder Leiter 3, 3 auf, die jeweils durch eine Isolierung 4 umgeben sind, die als das Dielektrikum bekannt ist, wobei eine leitfähige Abschirmung 5, beispielsweise Litzendrähte das Dielektrikum 4 umgeben, und wobei eine äußere isolierende Umhüllung 6 aus einem Polymermaterial vorgesehen ist. Eine Isolierung 7 kann einen entsprechenden Leiter 3 umgeben.
• Der Verbinder 1 und seine Komponententeile werden nun erläutert. Ein isolierendes Gehäuse 8 und eine isolierende Kupplung 9, beispielsweise eine rohrförmige Hülse, bilden äußere isolierende Oberflächen, die einen elektrischen Schlag aufgrund einer Spannung verhindern, die längs der Abschirmung 5 des Kabels 2 übertragen wird. Es sind auch eine isolierende Mutter 10, eine Dichtung 11, ein leitfähiges Klemmelement 12, ein leitfähiges Hülsenelement 13, leitfähige Kontakteinrichtungen, z. B. elektrische Kontakte 14, 14 in Rohrform zur Aufnahme der und zum Verbinden mit den entsprechenden Leitern 3 des Kabels 2, ein Isolator 15 und ein leitfähiger Mantel 16 gezeigt, Fig. 3 und 4.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 ist die Mutter 10 von einstückiger geformter Kunststoftkonstruktion und weist eine zentrale Bohrung 17 auf, die das Kabel 2 aufnimmt, wobei eine äußere Endkappe 18 mit äußeren Flachstellen 19 versehen ist, um einen nicht gezeigten Schlüssel aufzunehmen, sowie ein Außengewinde 20.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 11 ist das Gehäuse 8 von einer einstückigen geformten Kunststoffkonstruktion mit einer abgestuften Axialbohrung 21, einem hinteren Ende 22 mit einem inneren Gewindeabschnitt 23 zur gewindemäßigen Aufnahme des Gewindes 20 der Mutter 10, mit einer inneren, nach hinten weisenden Innenschulter 24 und mit axialen Schlitzen 25, die in Umfangsrichtung von einem vorderen Ende 26 beabstandet sind und mit der Bohrung 21 in Verbindung stehen. Die Schlitze 25 gestatten eine Verformung der Lippe 27 und des vorderen Endes 26 radial nach innen. Eine verdickte zylindrische Lippe 27 mit einer äußeren kegelstumpfförmigen Oberfläche 27' verjüngt sich zu dem vorderen Ende 26 hin. Eine zylindrische Nut 28 befindet sich in der Außenseite unmittelbar an der Rückseite der Lippe 27. Äußere flache Ausnehmungen 29 in einer verdickten zylindrischen Wand 30 hinter der Nut 28 bieten eine Werkzeugfläche zur Aufaahme eines nicht gezeigten Schraubwerkzeugs, das verwendet wird, um die mit dem Gehäuse 8 verschraubbare Mutter 10 festzuziehen. An dem vorderen Ende 26 ist ein innerer vorragender Keil 31 zur Herstellung einstückig mit dem Gehäuse 8 ausgebildet und hat eine Konstruktion, die zur Herstellung durch eine nicht gezeigte gerade Ziehformvorrichtung mit einem einstückigen, nicht gezeigten Formkernstift geeignet ist. Der Keil 21 ist einstückig mit der Lippe 27 und ragt in das Innere des Gehäuses 8 vor. Der Keil 31 hat ein nach hinten weisendes Ende 32, das in das Innere des Gehäuses 8 vorragt, um das Formen durch einen einstückigen Kernstift zu erleichtern, der einen mit einer ersten Stufe verminderten Durchmesser hat, um die Schulter 24 zu formen, und eine zweite Stufe mit verminderter Dimension, um den Keil 31 einstückig mit dem Gehäuse 8 zu formen. Nach dem Formen des Gehäuses 8 um einen solchen Kernstift herum, wird der Kernstift leicht von vorn nach hinten in bezug auf das Gehäuse 8 zurückgezogen. Demgemäß ist die Konstruktion des Gehäuses 8 für eine Massenproduktion mittels wiederholter Formvorgänge geeignet, die einen solchen Kernstift verwenden, um duplizierte Gehäuse 8 zu bilden.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 9 ist die Kupptungseinrichtung 9 eine einstückig geformte Kunststoffkonstruktion und weist ein zylindrisches Äußeres auf, das mit einer Serie von ausgenommenen Rillen 33 versehen ist, die mit einem vorderen Ende 34 in Verbindung stehen, wobei ein mit Innengewinde versehener vorderer Abschnitt 35 zum Herstellen einer Gewindeverbindung mit einem anderen, nicht gezeigten komplementären Verbinder und eine innere vorragende kreisförmige Lippe 36 vorgesehen sind. Die Lippe 36 hat einen Festsitz oder Kraftsitz mit der Lippe 27 des Gehäuses 8 und kann über die Lippe 27 des Gehäuses 8 gleiten, wenn sich die Lippe 27 des Gehäuses 8 radial nach innen verformt, um einen Übergang der Kupplungseinrichtung 9 in eine zweite Stellung zu gestatten, wo die Lippe 36 in die Nut 28 eintritt und gegen weitere Bewegung von vorn nach hinten verriegelt wird. Während die Kupplungseinrichtung 9 in der Nut 28 verriegelt ist, ist sie auch in bezug auf das Gehäuse 8 verdrehbar, während sie in der Nut 28 verriegelt ist, so daß eine gewindemäßige Kopplung mit einem nicht gezeigten komplememtären Verbinder ohne Verdrehung des Gehäuses 8 hergestellt werden kann.
• Die Dichtung 11, Fig. 16, ist aus einem nachgiebigen Gummi hergestellt und weist eine kreisförmige Nut 37 auf, die nach vorn weist. Das Klemmelement 12, Fig. 17, ist aus Metall hergestellt und weist eine axiale Bohrung 38 zur Aufnahme des Kabels 2, eine nach hinten weisende Rippe 39 zur Aufnahme in der Nut 37 der Dichtung 11 und eine nach vorn weisende Kappe 40 auf. Das Hülsenelement 13, Fig. 18, ist aus Metall hergestellt mit einer axialen Bohrung 41, die das Kabel 2 aufnimmt, und mit einer nach hinten weisenden Kappe 42, die die Kappe 40 des Klemmelements 12 überlappt, wie es in Fig. 12 veranschaulicht ist.
• Der Isolator 15, Fig. 19 bis 21, ist beispielsweise ein einstückig geformter dielektrischer Körper, der ein zylindrisches Äußeres hat, das mit einer ausgenommenen Keilbahn 43 versehen ist, die mit einem vorderen Ende 44 in Verbindung steht, wobei Kontaktaufnahmehohlräume 45, 45 mit einem hinteren Ende 46 in Verbindung stehen und sich zu dem vorderen Ende 44 erstrecken, und wobei eine axiale Ausnehmung 47 mit dem hinteren Ende 46 in Verbindung steht. Eine Vertiefüng 48 in dem hinteren Ende 46 ist benachbart zu einem der Hohlräume 45, um denselben von dem anderen Hohlraum 45 zu unterscheiden.
• Der Mantel 16, Fig. 3 und 4, ist eine einstückige Metallhülse, die durch Ziehen geformt ist. Nach dem Stand der Technik, wie er durch das US-Patent 4 804 339 dargestellt ist, war es allgemeine Praxis, einen leitfähigen Mantel mit einem leitfähigen Keil zu versehen. Der Keil wurde mit dem Mantel zusammengefügt oder er wurde einstückig mit dem Mantel hergestellt. Ein Nachteil dieser Konstruktion war es, daß der Mantel durch einen relativ kostspieligen Vorgang hergestellt werden mußte, beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung, und durch Zusammenfügen des Keils mit dem Mantel unter Druck oder durch Bearbeiten des Keils einstückig mit dem Mantel. Gemäß der Erfindung ist der Keil 31 einstückig mit dem isolierenden Gehäuse 8 und gestattet es, den Mantel 16 ohne einen Keil durch einen weniger kostspieligen Vorgang herzustellen, beispielsweise durch Metallziehen. Der Mantel 16 hat eine Konstruktion, die zum Herstellen durch Ziehen geeignet ist. Z.B. hat der Mantel 16 eine konstante zylindrische Dicke mit Ausnahme eines äußeren vorragenden zylindrischen Flansches 49 an einem hinteren Ende 50, der während des Ziehvorgangs dadurch hergestellt wird, daß nur der vordere Teil des Mantels 16 einem vollständigen Ziehen in eine zylindrische Gestalt unterworfen wird. Eine Serie von Längsschlitzen 51 ist in Umfangsrichtung um ein zylindrisches vorderes Ende 52 herum beabstandet und steht mit dem vorderen Ende 52 in Verbindung. Die Schlitze 51 gestatten es dem vorderen Ende 52, sich während des Kuppelns mit einem nicht gezeigten komplementären Verbinder nachgiebig und radial zu verformen. Eine Keilbahn 53 erstreckt sich in Längsrichtung und steht mit dem vorderen Ende 52 in Verbindung. Die Keilbahn 53 und die Schlitze 51 sind in der Dicke des Mantels 16 ausgenommen und kollidieren daher nicht mit der Bildung des Mantels 16 während des Ziehvorgangs.
• Das Zusammenfügen des Verbinders 1 und des Kabels 2, Fig. 2 und 12, beinhaltet ein Durchführen des Kabels 2 nacheinander durch die Mutter 10, die Dichtung 11 und das Klemmelement 12, worauf die Abschirmung 5 über die Kappe 40 des Klemmelements 12 zurückgedoppelt wird, dann wird das Kabel 2 durch das Hülsenelement 13 hindurchgeführt, wobei die Kappen 40 und 42 einander überlappen und die Abschirmung 5 einklemmen, um eine elektrische Verbindung herzustellen, worauf jeder Kontakt 14 mit einem entsprechenden Leiter 3 zusammengefügt und jeder Kontakt 14 längs eines entsprechenden Hohlraums 45 des Isolators 15 eingefügt wird, bis der Isolator 15 die Vorderseite des Hülsenelements 13 berührt, und der Kontakt 14 ragt nach außen von dem Isolator 15 vor, während der entsprechende Leiter 3 sich unbehindert über die Ausnehmung 47 erstreckt. Der Mantel 16 wird in dem Gehäuse 8 eingefügt, wobei die Keilbahn 53 den Keil 31 aufnimmt, und die nach vorn weisende Schulter 54 des Flansches 49 weist auf die nach hinten weisende Schulter 24 des Gehäuses 8 und berührt diese. Der Mantel 16 ragt nach vorn vor aus dem Gehäuse 8 heraus zum Verbinden mit einem nicht gezeigten komplementären Verbinder. Die Kupplungseinrichtung 9 deckt zu allen Zeiten den vorragenden Teil des Mantels 16 ab.

Claims (6)

1. Verbinder mit einem leitfähigen Kontakt (14), einem leitfähigen Mantel (16) und einem Isolator (15), der den Kontakt (14) und den Mantel (16) voneinander trennt, wobei der Verbinder gekennzeichnet ist durch ein isolierendes Gehäuse (8), das einen inneren, einstückig ausgebildeten Keil (31) hat, wobei entsprechende Keilbahnen (53, 43) des Mantels (16) und des Isolators (15) den einstückigen Keil (31) aufnehmen, und wobei der Mantel (16) dadurch hergestellt ist, daß er in die Gestalt eines Zylinders gezogen ist, wobei sich die Keilbahn (53) axial zu dem Zylinder erstreckt und in ein vorderes Ende des Zylinders öffnet.

2. Verbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine isolierende Kupplung (9), die für eine Bewegung längs eines Teils des Gehäuses (8) mit einem Festsitz damit in eine Stellung für eine Verdrehung geeignet ist, während sie mit einem zweiten Abschnitt des Gehäuses (8) verriegelt ist.

3. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (27) während der Bewegung der Kupplung (9) nach innen verformbar ist.

4. Verbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) einen hinteren Abschnitt des Mantels (16) abdeckt und daß die Kupplung (9) einen vorderen Abschnitt des Mantels (16) abdeckt.

5. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine leitfähige Hülse (13), die an einer leitfähigen Abschirmung des Kabels befestigt ist, an einem hinteren Abschnitt des Mantels (16) angreift und eine nach vorn weisende Schulter (54) an dem Mantel (16) auf eine nach hinten weisende Schulter (24) des Gehäuses (8) zu weist.

6. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine isolierende Endkappe (10), die das Kabel aufnimmt, an dem Gehäuse (8) befestigt ist und eine Rückseite einer leitfähigen Klemme (12) abdeckt, die an einer leitfähigen Abschirmung des Kabels befestigt ist.