EP3364507B1 - Elektrischer steckverbinder für ein mehradriges elektrisches kabel - Google Patents

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EP3364507B1
EP3364507B1 EP17156695.3A EP17156695A EP3364507B1 EP 3364507 B1 EP3364507 B1 EP 3364507B1 EP 17156695 A EP17156695 A EP 17156695A EP 3364507 B1 EP3364507 B1 EP 3364507B1
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Definitions

  • the invention relates to an electrical connector for a multi-core electrical cable according to the preamble of claim 1.
  • Such an electrical connector comprises at least two electrical contact elements on the input or cable side, for example in the form of contact plates to which one wire of the associated electrical cable is connected (via a suitable connection point), and furthermore at least two electrical contact elements on the output side, for example in the form of contact plates, each of which has an electrical connector element, for example in the form of an electrically conductive pin, in order to be able to establish an electrical connection with a mating connector.
  • At least one inductive electrical component e.g., between the cable-side (input-side) electrical contact elements of the connector and its output-side electrical contact elements comprising a plurality of turns integrally formed thereon to form a coil - which can be integrally formed, for example, on the cable-side contact elements and / or the output-side contact elements and via which the cable-side and the output-side contact elements are electrically connected to one another.
  • Such connectors are for example from the JP 2001 160463 A and the WO 2006/062629 A1 known.
  • WO 97/47083 describes an electrical connector with a common mode filter, which has a choke section and an insulating section with at least two core elements, each core element comprising two legs, and wherein the Throttle section and the insulating section are each assigned axially extending coils.
  • the invention is based on the problem of improving an electrical connector of the type mentioned at the outset with regard to the requirements described above.
  • the turns of the inductive electrical component run spirally along a plane and that an (internal) electrical connection part is formed in one piece from the electrical component, which bridges a section of the electrical component and integrally connects it to the output-side contact elements or the cable-side contact elements (in particular as a separate part from the corresponding contact element) is fixed.
  • the inductive electrical component can furthermore be at least partially enclosed by a jacket made of a plastic mixed with ferromagnetic material (in the ferritic phase).
  • the solution according to the invention allows the direct one-piece integration of at least one inductive electrical component on the input side of a connector, namely between the cable-side and the output-side contact elements of the connector, so that despite the additional range of functions associated with the inductive electrical component, no additional, separate components are required will.
  • the inductive electrical component is an integrally formed component of a carrier body, from which two support sections extend in such a way that they form an annular circumferential structure.
  • the electrical component can e.g. on the one hand (partially) encapsulated by the associated ferrite jacket; on the other hand, the jacket can be placed on the electrical component, e.g. by putting together individual jacket parts.
  • an inductive electrical component can be arranged between the cable-side contact elements and the output-side contact elements, which comprises two electrical coils, each of which is integrally formed in the manner according to the invention on a cable-side contact element and / or an output-side contact element, such that via a respective electrical coil one cable-side and one output-side contact element (in pairs) are electrically connected to each other.
  • the carrier body can be specifically designed to reliably absorb forces, such as torsional forces, and it can serve as a stop and locking means for other components, such as for an outer conductor of the connector.
  • the two support sections can each run in an arc shape. Furthermore, the two support sections can each have a free end (spaced from the respective connecting section of the carrier region) and can be shaped in such a way that the free ends of the two support sections face one another and lie opposite one another (and, if appropriate, abut against one another).
  • the carrier body can be formed in one piece in such a way that its support sections can be positioned by bending in such a way that they form an annular (in particular bow-shaped) contour together with the carrier region of the carrier body.
  • the inductive electrical component and the cable-side and output-side contact elements can be surrounded together by an encapsulation made of an electrically insulating material, in particular plastic.
  • the extrusion coating can have an opening through which the associated ferrite jacket can be applied to the inductive electrical component.
  • the carrier body can be included be connected to the outer conductor, in particular in a form-fitting and / or material-fitting manner.
  • the carrier body is e.g. partially arranged within the space surrounded by the outer conductor, in particular in such a way that the inductive component also lies within the space surrounded by the outer conductor.
  • the carrier body can be led out in sections from the outer conductor, for example through slots in the outer conductor.
  • the carrier body can be arranged in such a way that its support sections lead out of the outer conductor.
  • the support sections of the carrier body can enclose the outer conductor in sections on the outside.
  • the support sections of the support body are advantageously only bent over after the support body has been arranged within the space enclosed by the outer conductor and the support sections of the support body have been led out of the outer conductor, for example through slots in the outer conductor.
  • the input-side (cable-side) and the output-side electrical contact elements and furthermore the inductive electrical component - and optionally the carrier body - are manufactured as components of a single, integrally shaped component, for example in the form of a lead frame, and integrated into the connector been.
  • the lead frame is then divided into separate components if necessary.
  • FIG. 1A and 1B show an electrical connector, on the input side in - Figure 2A
  • Multicore electrical cable 1 shown in cross section is connected and has electrical connector elements 73, 74 on the output side for establishing an electrical connection with a mating connector.
  • the electrical cable 1 is designed as a two-wire electrical cable.
  • the two wires 11, 12 of the cable 1 run alongside one another along the longitudinal direction L of the cable; they form parallel veins. These are each formed by an electrical line 11a, 12a, for example made of copper, and an insulating sheath 11b, 12b surrounding the respective line.
  • the cores 11, 12 of the cable 1 are arranged together in a cable interior defined by a cable sheath 15 running in the longitudinal direction L of the cable and surrounded by it in cross section.
  • the cable jacket 15 consists of an electrically insulating material.
  • the cable shield 14 can be formed, for example, by a screen braid or also by a film or by a screen braid in combination with a film.
  • the cable shield 14 serves to shield the cable interior and for this purpose consists of a metallic material, such as aluminum.
  • a cable shield 14 in the form of a foil can be an aluminum foil.
  • a plastic film can be used for this purpose, which is coated with an electrically conductive material, such as aluminum, in particular on the inside facing the cable interior.
  • Shield braids are used in particular for shielding at comparatively low frequencies and cable shields in the form of foils for shielding at comparatively high frequencies (1 MHz to 10 GHz).
  • FIG. 2B schematically shows a possible specific embodiment of a cable shield 14.
  • the cable shield 14 is placed in the form of a film around the interior of the cable such that the two connecting sections 141, 142 of the film overlap in the circumferential direction.
  • the cable shield 14 can be opened in a targeted manner if, for example when the cable is being assembled, the interior of the cable is to be accessed.
  • the cable shield 14 can be combined with the cable jacket 15 to form a structural unit, e.g. by the cable shield 14 being connected to the cable sheath 15 on its outer surface facing away from the cable interior, for example via an adhesive.
  • drain strands 21, 22 are arranged in the interior of the cable, each of which extends together with the wires 11, 12 along the longitudinal direction L of the cable.
  • the drain wires 21, 22 are electrically conductive and not insulated, and they are in electrical contact with the cable shield 14.
  • Such filler strands 21, 22 serve to place the cable shield 14 in a defined manner at ground potential, and advantageously also when the cable shield 14 is locally damaged, for example in the case of a film, is torn in sections.
  • the filler strands 21, 22 can additionally contribute to shielding the interior of the cable.
  • a respective drain wire 21, 22 can contain a magnetic, in particular a ferromagnetic material. This can be an alloy (based on iron, nickel, cobalt), in particular steel.
  • a respective drain wire 21, 22 consists entirely of an electrically conductive ferromagnetic material.
  • a respective drain wire 21, 22 has at least one core made of a ferromagnetic material, which is surrounded by an electrically conductive material. This embodiment enables optimization of the core of the respective one Drain wire 21, 22 with a view to the magnetic properties and the optimization of the outer conductive area of a respective drain wire 21, 22 with a view to the electrical properties (also with a view to the skin effect at high frequencies).
  • a respective drain wire 21, 22 can be formed, for example, by a steel core which is coated with copper. The coating can be done, for example, by electroplating.
  • Both a respective wire 11, 12 and a respective drain wire 21, 22 of the electrical cable 1 from the Figures 1A , 1B and 2A regularly consists of a plurality of individual wires.
  • a (connector side) connecting section of the cable 1 is freed from the cable jacket 15.
  • the separation of the drain wires 21, 22 from the wires 11, 12 of the cable, for example around those cable components 11, 12; 21, 22 separate the associated connection points on the plug connector Figure 1A To be able to supply, takes place in the exemplary embodiment through the use of magnetic forces.
  • a magnet M is approximated for this purpose - after the cable sheath 15 has been cut open at the plug-side cable end - of a respective drain wire 21, 22 at the corresponding cable end.
  • a respective drain wire 21, 22 contains a material with such magnetic properties that the drain wire 21, 22 can be separated from the wires 11, 12 of the cable 1 under the influence of magnetic forces. This means that the magnetic properties of the drain wire 21, 22 must differ from those of a respective wire 11, 12.
  • FIG Figure 2B By lifting a respective drain wire 21, 22 out of the interior of the cable under the influence of magnetic forces, a foil can be used in FIG Figure 2B shown type formed cable shield 14 are automatically opened. Because it is only necessary for this that the ends 141, 142 of the cable shield 14 move away from one another under the action of the outwardly moving drain strands 21, 22.
  • a support crimp 16 i.e. a support sleeve fastened by crimping, which can (optionally) be surrounded by a potting 18, for example in the form of a ferrite-core filter extrusion coating.
  • a cable-side (ferrite core) filter acts here as a sheath wave filter, in particular for suppressing sheath waves in the form of high-frequency common mode interference, which e.g. are caused by electrical devices and which spread along the cable 1. That filter thus serves to eliminate or reduce common-mode interference which occurs in phase on the two parallel wires 11, 12 or the electrical lines 11a, 12a and which in the present example are caused in particular by jacket waves.
  • the connector connected to the end of the cable 1 on the plug side comprises an outer conductor 8, in the exemplary embodiment in the form of an outer tube, which consists of an electrically conductive material and which surrounds the plug in a ring shape in cross section or, in the exemplary embodiment, in a concrete ring shape.
  • the outer conductor 8 extends along a longitudinal direction (cable longitudinal direction L), i.e. axially, from a first, cable-side end 8a to a second, output-side end 8b. It can be connected to the support crimp 16, e.g. cohesive (by welding).
  • the outer conductor 8 has a pair of first slots 81 and a pair of second slots 82.
  • the slots 81 and 82, respectively, of a respective pair of slots are arranged opposite each other on the outer conductor 8 in the present case.
  • the slots 81 of the first pair of slots are each offset by 90 ° relative to slots 82 of the second pair of slots in the exemplary embodiment along the circumferential direction of the outer conductor 8.
  • the slots 81 and 82 extend in the axial direction a of the connector (and thus also along the cable longitudinal direction L) each up to the cable-side axial end of the outer conductor 8 (and form an open end of the respective slot there).
  • the components of the connector arranged within the interior of the connector enclosed by the outer conductor 8 comprise first, on the input side (ie, on the cable side), electrical contact elements 31, 32 on the cable side, in the present case in the form of contact plates.
  • a connection point in the form of a receptacle 33, 34 for an (stripped) electrical line 11a or 12a of the wires 11, 12 of the electrical cable 1 is integrally formed thereon.
  • the plug connector On the output side (and at a distance from the cable-side contact elements 31, 32 in the axial direction a), the plug connector (in the interior enclosed by the outer conductor 8) has second, output-side contact elements 71, 72, each of which has a plug element 73 and 74, respectively, in FIG Form of a connector pin is formed, via which the connector can be electrically connected to a mating connector.
  • the plug elements 73, 74 project in the axial direction a from the associated contact element 71 or 72 on the output side.
  • the term "electrical component” is expressly intended to include electronic components and in particular semiconducting components; still active electrical components as well as passive electrical components.
  • the electrical component can be a passive electrical filter, such as e.g. a common mode filter.
  • the electrical component 5 has (as an inductive component) two coils 51, 52. On the one hand, it is formed in one piece with the cable-side contact elements 31, 32 and, on the other hand, it is also electrically connected to the output-side contact elements 71, 72 via connecting parts 53, 54. This means that the wires 11, 12 of the electrical cable 1 are each electrically connected to the plug elements 73, 74 of the plug connector via the electrical component 5. Electrical signals which are fed to the plug connector via the wires 11, 12 of the cable 1 thus pass through the electrical component 5 before they are output via the plug elements 73, 74 to a mating connector and thus to an electrical assembly assigned to the mating connector.
  • the cable-side (input-side) contact elements 31, 32 on the one hand can be electrically connected in pairs to the output-side contact elements 71, 72 via the electrical component 5. That is, each of the cable-side contact elements 31, 32 is connected via the electrical component 5 to exactly one of the output-side contact elements 71, 72, as follows based on FIG Figures 4A and 4B will be explained in more detail.
  • an electrical component 5 designed as a common mode filter common mode interference can occur with such a configuration are eliminated or reduced, which occur (simultaneously) on the two parallel wires 11, 12 and the electrical lines 11a, 12a.
  • the (optional) carrier body 4 is designed here as a carrier bracket.
  • a support section 43 or 44 of the support body 4 extends from connection sections 41, 42 of the support body 4. This runs curved (arc-shaped) in the circumferential direction along the outer conductor 8.
  • the two support sections 43, 44 of the carrier body 4 form an annular contour.
  • the carrier body 4 penetrates one of the first slots 81 of the outer conductor 8 in the radial direction.
  • the electrical component 5 combined in the exemplary embodiment with the carrier body 4 to form a one-piece assembly, like parts of the carrier body 4, is arranged in the interior of the outer conductor 8 and is therefore surrounded by the latter.
  • the carrier body 4 is led radially (in each case through one of the first slots 81) out of the interior of the outer conductor 8.
  • the support sections 43, 44 each run arcuately in the circumferential direction along the outer wall of the outer conductor 8. Together, the two support sections 43, 44 encompass the outer conductor 8 in the circumferential direction at an angle of approximately 180 °.
  • the support sections 43, 44 of the carrier body 4 each have a free end 43a, 44a, which faces away from the connecting section 41 and 42, at which the respective support section 43 and 44 extends from the carrier body 4.
  • the free ends 43a, 44a of the support sections 43, 44 face one another and lie opposite one another in order to form the described annular contour.
  • the free ends 43a, 44a are (slightly) spaced from one another. In another embodiment, these can also be in contact with one another.
  • the drain wires 21, 22 extending from the electrical cable 1 are arranged with their respective free end sections 21a and 22a, so that the second slots 82 are partially closed by the drain wires 21, 22.
  • the drain wires 21, 22 can be within the respective second Slot 82 cohesively, for example by soldering or welding. More information on this is given below using the Figures 3A and 3B are explained.
  • a potting compound 85 (potting compound), e.g. in the form of an injection molded part, filled. In the present case, this lies on the inside of the outer conductor 8 facing the inside of the plug and, together with the outer conductor 8, encloses the said components 31-34, 4, 5, 61-64 and 71-74 of the plug connector.
  • the encapsulation 85 has channels 86 in which the free end sections 21a, 22a of the drainage strands 21, 22 are received and guided.
  • the carrier body 4 - as a (multi) function bracket - can also perform a number of other functions on the plug connector.
  • the carrier body 4 serves as a positioning means for positioning the outer conductor 8 on the plug connector.
  • the positioning of the outer conductor 8 relative to the carrier body 4 takes place concretely in such a way that the outer conductor 8 with its first slots 81, which are open on the cable side (i.e. at the respective end 81a facing the electrical cable 1), is pushed over the carrier body 4, more precisely over the Connecting portions 41, 42 of the carrier body 4 until the closed end 81b of the respective slot 81 opposite the open cable-side end 81a engages with the carrier body 4, as in FIG Figure 1B shown. That is, the closed ends 81b of the slots 81 serve as stops for positioning the outer conductor 8 on the carrier body 4 (along the longitudinal direction L of the cable).
  • the outer conductor 8 (via the first slots 81) is arranged in a form-fitting manner on the carrier body 4.
  • the outer conductor 8 can also be cohesive, e.g. be connected to the carrier body 4 by welding.
  • a respective first slot 81 of the outer conductor 8 can be provided with an insertion phase in order to avoid damage to the outer conductor 8 when it is pushed onto the carrier body 4.
  • the carrier body 4 can each have axially extended extensions 46 which cover the first slots 81 (in sections), cf. Figure 1B , if the carrier body 4 and the outer conductor 8 to each other as intended are aligned and positioned.
  • Such extensions 46 can also serve as guide means for guiding the outer conductor 8 when it is pushed onto the carrier body 4.
  • the extensions can act as an EMC labyrinth, ie not only reduce the free line of sight, but also counteract the penetration of electromagnetic waves into the space within the outer conductor 8.
  • further functions of the carrier body 4 lie in the tension and pressure relief of the components 31-34, 4, 5, 71-74 of the plug connector arranged in the interior of the outer conductor 8 with the action of forces / torques on the outer conductor 8 and in the train. and pressure relief of the drainage strands 21, 22, in particular under the action of torsional forces (along the circumferential direction of the outer conductor 8). This prevents shear off of the filler strands 21, 22.
  • a coding housing can also be positioned and locked onto the carrier body 4. Furthermore, for AC decoupling (by means of a capacitor) between the carrier body 4 and the contact elements 31, 32; 71, 72 a capacitor can be arranged.
  • FIGS 3A and 3B show a longitudinal section ( Figure 3A ) and a cross section ( Figure 3B ) through the electrical connector from the Figures 1A and 1B .
  • Figure 3A shows a longitudinal section
  • Figure 3B shows a cross section through the electrical connector from the Figures 1A and 1B .
  • the arrangement of axially extending extensions 46 of the carrier body 4 in the first slots 81 of the outer conductor 8 on the one hand and the arrangement of the filler strands 21, 22 in the second slots 82 of the outer conductor 8 on the other hand are illustrated.
  • the carrier body 4 here represented in particular by the axially extended lateral extensions 46 (in two spatial levels), can serve as a guiding aid when pushing on and positioning the outer conductor 8.
  • an EMC labyrinth is formed by covering the first slots 81 of the outer conductor 8 by means of the extensions 46 of the carrier body 4, in particular because of the flanged design of the extensions 46 (which are mushroom-shaped in cross section) in order to prevent the penetration of electromagnetic waves into to prevent the space surrounded by the outer conductor 8.
  • Figure 4A shows an exploded view of the electrical connector from the Figures 1A and 1B together with the components directly adjoining it on the cable side, specifically before the bending of the support sections 43, 44 of the carrier body 4 Figures 1A and 1B ).
  • the carrier body 4 can with the electrical component, which in Figure 4A For reasons of clarity, it is not shown in detail, can be combined to form a one-piece assembly, as will be explained below with reference to FIG Figures 5A to 8 will be explained in more detail.
  • the cable side is in Figure 4A the electrical cable 1 with the wires 11, 12 and their respective core (electrical line 11a or 12a) as well as with the drain wires 21, 22 and with the cable jacket 15.
  • the end of the electrical cable 1 facing the electrical connector is to be provided with the support crimp 16 already described, to which in turn a potting 18 is applied.
  • the plug connector is surrounded by the outer conductor 8 with the first and second slots 81 and 82, the space between the carrier body 4 - with the exception of the support sections 43, 44 leading to the outside - and the outer conductor 8 being filled by a potting compound 85.
  • the assembly of the connector including the connection of the electrical cable 1, can be described as follows: First, the electrical cable 1 is provided and provided with the supporting crimp 16 at its free end to which it is to be connected to the associated electrical connector. On the electrical cable 1, its drain wires 21, 22 have already been separated, as shown in FIG Figures 2A and 2B described.
  • the lead frame is then provided, from which the carrier body 4 and the cable-side and output-side contact elements 31, 32; 71, 72 together with the further components 33, 34; 73, 74 are formed.
  • the stripped free ends of the wires 11, 12 of the electrical cable 1, at each of which the associated core is exposed in the form of an electrical line 11a, 12a, are each in contact with a cable-side contact element 31, 32 via its receptacle 33, 34 Intervention.
  • An additional connection is preferably made in a materially bonded manner at the respective contact or engagement area, for example by soldering or welding.
  • the components defining the interior of the electrical connector namely the carrier body 4 and the contact elements 31, 32; 71, 72 with the further associated components 33, 34; 73, 74 and the electrical component 5 arranged on the carrier body 4, including the associated wires, are then provided with the insulating encapsulation 85 by injection molding to form the channels 86.
  • the outer conductor 8 is pushed (by means of the first slots 81) over the aforementioned components of the electrical connector, the outer conductor 8 being guided through the carrier body 4. Then the filler strands 21, 22 are compared with their free end sections 21a, 22a Figures 3A and 3B , are introduced into the second slots 82 of the outer conductor 8 provided for this purpose and are fixed there in a materially integral manner, for example by soldering, welding or gluing. And there are the support portions 43, 44 of the carrier body 4 to form the annular configuration from the Figures 1A and 1B bent over as in Figure 4B shown, and optionally also cohesively, for example by welding, fixed to the outer conductor 8.
  • the transition between the electrical cable 1 and the connector is provided with the encapsulation 18, which in particular encloses the support crimp 16.
  • FIGS. 5A to 5E show the essential components of an electrical connector of the above based on the Figures 1A to 4B described type, in particular the design of the electrical component 5 is shown in detail.
  • the electrical connector to be described manifests itself in particular in the Figure 5A Inductive electrical component 5 shown as well as - optionally - in the configuration of the carrier body 4 adapted to it.
  • the electrical cable 1, as in Figure 5B shown, the outer conductor 8, as in Figure 1C shown, the support sleeve 16 (support crimp), as in Figure 5D shown, and the assembly of the electrical cable 1 with the support crimp 16, as in Figure 5E are, in contrast, essentially unchanged from that further above on the basis of the Figures 1A to 4B described arrangement, so that reference is made to those description passages belonging to these figures with respect to those components.
  • Electrical component 5 shown is designed as an inductive electrical component. This has windings in the form of electrical coils 51, 52, which are made in one piece with the cable-side contact elements 31, 32, ie, are integrally formed thereon.
  • the inductive electrical component 5 comprises Figure 5A two coils 51 and 52 each formed by a plurality of windings, each of which is integrally formed on one of the cable-side contact elements 31, 32.
  • the coils 51, 52 each run along a (common) plane and are spiral (wound).
  • the two coils 51, 52 in the exemplary embodiment have two coil sections 51a, 52a which face one another and thereby run side by side.
  • the windings of the coils 51, 52 can, for example, each have been produced by laser cutting from a base element formed on the cable-side contact elements 31, 32, as will be explained below with reference to FIG Figures 7A to 7C will be described.
  • Each coil 51, 52 also has an (inner) connecting part 53 or 54 (in the form of a contact tongue), via which an electrical connection to the output-side contact elements 71, 72 can be established.
  • an electrical connection between a coil 51 or 52 and an associated output-side contact element 71 or 72 is to be established in the exemplary embodiment by means of each of the two connection parts 53, 54.
  • a cable-side electrical contact element 31 or 32 is in electrical connection with exactly one output-side electrical contact element 71, 72 via a coil 51 or 52.
  • the cable-side and output-side contact elements 31, 32; 71, 72 connected to each other in pairs via a coil 51 or 52.
  • plug elements 73, 74 in the form of plug pins are molded onto the output-side electrical contact elements 71, 72.
  • the inductive electrical component 5 and the cable-side electrical contact elements 31, 32 and the output-side electrical contact elements 71, 72 (in the exemplary embodiment in each case with the associated connection points 33, 34 or plug elements 73, 74) in the present case form part of a one-piece stamped grid.
  • the lead frame comprises a plurality of separation points S, in the exemplary embodiment in the form of webs, at which the material of the lead frame can be severed in accordance with the intended purpose in order to use it to initially separate components of the lead frame from one another. At which points the lead frame is cut to separate the components connected via it depends on which circuit diagram is to be produced with the lead frame in individual cases.
  • the connections of the output-side connection elements 71, 72 with the other components of the lead frame can be connected to the corresponding separation points S are cut.
  • Figure 5A shows the arrangement shown in addition to the inductive electrical component 5 and the associated cable-side and output-side contact elements 31, 32; 71, 72 furthermore have a carrier body 4, which in one piece together with the electrical component 5 and the cable-side and output-side contact elements 31, 32; 71, 72 is shaped.
  • the carrier body 4 comprises in particular support sections 43, 44 which are bent over in order to produce their final configuration.
  • the support sections 43, 44 are in the embodiment of the Figure 5A via a connecting section 41 or 42 in one piece on the cable side Contact elements 31, 32 formed.
  • Axial extensions 46 of the carrier body 4 (with lateral bends 46a) are also integrally formed thereon.
  • the electrical component 5 and the cable-side and output-side electrical contact elements 31, 32; 71, 72 consist of an electrically conductive material. This can therefore also apply to the lead frame as a whole or to its other components, such as in particular the carrier body 4.
  • the electrical connector is according to Figure 6A first the electrical cable 1 is connected to the cable-side contact elements 31, 32. Specifically, for this purpose the insulated free end of a respective electrical line 11a, 12a of the wires 11, 12 of the cable 1 is applied to the associated connection point 33, 34 of the cable 1 and fixed there, for example by welding. The drain wires 21, 22 of the electrical cable 1 are initially still exposed.
  • connection part 53, 54 of a respective coil 51, 52 is bent over in such a way that it bridges a section of the corresponding coil 51, 52 and electrically contacts the respectively assigned output-side contact element 71, 72, compare Figure 6B .
  • a respective connection part 53, 54 can in turn be fixed to the associated output-side contact element 71 or 72, in particular by welding.
  • the ferrite jacket 9 is formed by a plastic mixed with ferromagnetic material (in the ferritic phase).
  • the ferrite jacket 9 can be produced on the one hand by overmolding the adjacent sections of the coils 51, 52; or individual parts of the ferrite jacket 9, for example two jacket halves, are inserted through the opening regions 87 and plugged together in such a way that they encompass the corresponding sections 51a, 52a of the coils 51, 52.
  • a ferrite can be injected onto the outer conductor 8 and / or onto exposed line sections.
  • FIGS 7A to 7D illustrate the production of the coils 51, 52, starting from a lead frame, which first has a (plate-like, one-piece, each with a cable-side contact element 31 or 32) base element 5a or 5b, as in FIG Figure 7A shown.
  • a respective coil 51, 52 is produced from the corresponding base element 5a or 5b by laser cutting, an electrical connection part 53 or 54 also being formed in the central opening of a respective coil 51, 52.
  • connection parts 53, 54 The defined flipping of the connection parts 53, 54 so that they each contact exactly one associated output-side contact element 73 or 74 is based on the Figures 7D and 8th shown in more detail.
  • a holder H with clamping action
  • two bending punches B1, B2 are used to bend the connecting part 53, 54 of a respective coil 51, 52, of which one, first bending punch B1 acts transversely to the direction of extension of the connecting part 53, 54, around this from the plane of the respective coil 51, 52 press, and of which the other, second bending punch B2 acts parallel to the plane of the respective coil 51, 52 on the associated connecting part 53 or 54 in order to move it in the direction of the associated output-side contact element 71 or 72.
  • a bending jaw B3 is used to ensure, during the action of the bending punches B1, B2, that the connecting part 53, 54 bridges the section of the respective coil 51, 52 to be bridged without touching it.
  • the connecting part (for example 53) is then pressed against the assigned output-side contact element (73) by means of a welding mechanism M and welded to it.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für ein mehradriges elektrisches Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein derartiger elektrischer Steckverbinder umfasst mindestens zwei eingangs- bzw. kabelseitige elektrische Kontaktelemente, zum Beispiel in Form von Kontaktplättchen, an die jeweils eine Ader des zugeordneten elektrischen Kabels (über eine geeignete Anschlussstelle) angeschlossen wird, sowie weiterhin mindestens zwei ausgangsseitige elektrische Kontaktelemente, zum Beispiel in Form von Kontaktplättchen, von denen jeweils ein elektrisches Steckerelement, zum Beispiel in Form eines elektrischen leitfähigen Stiftes, abgeht, um hierüber eine elektrische Verbindung mit einem Gegenstecker herstellen zu können. Dabei ist zwischen den kabelseitigen (eingangsseitigen) elektrischen Kontaktelementen des Steckverbinders einerseits und dessen ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelementen andererseits mindestens ein induktives elektrisches Bauelement - z.B. umfassend eine Mehrzahl einstückig hieran ausgeformter Windungen zur Bildung einer Spule - angeordnet, das beispielsweise einstückig an den kabelseitigen Kontaktelementen und/oder den ausgangsseitigen Kontaktelementen angeformt sein kann und über das die kabelseitigen und die ausgangsseitigen Kontaktelemente elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Hierbei handelt es sich um einen elektrischen Steckverbinder für mehradrige elektrische Kabel, an den eingangsseitig ein elektrisches Kabel angeschlossen wird und der ausgangsseitig mit elektrischen Steckerelementen versehen ist, um das elektrische Kabel über den Steckverbinder und insbesondere dessen Steckerelemente mit einem Gegenstecker in elektrische Verbindung bringen zu können. Derartige Steckverbinder sind beispielsweise aus der JP 2001 160463 A und der WO 2006/062629 A1 bekannt.
  • In der WO 97/47083 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem Gleichtaktfilter beschrieben, der einen Drosselabschnitt und einen isolierenden Abschnitt mit mindestens zwei Kernelementen aufweist, wobei jedes Kernelement zwei Beine umfasst und wobei dem Drosselabschnitt und dem isolierenden Abschnitt jeweils axial erstreckte Spulen zugeordnet sind.
  • Zum technischen Hintergrund der Erfindung sei weiterhin auf die WO 2005/069445 A1 verwiesen. Bei der Übertragung von Signalen über elektrischen Kabel ist die Signalaufbereitung regelmäßig von großer Bedeutung, wofür geeignete elektrische Bauelemente im Signalweg platziert werden. Dies führt zu einem erhöhten Platzbedarf bei der Unterbringung derartiger Bauelemente.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art im Hinblick auf die vorbeschriebenen Anforderungen zu verbessern.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines elektrischen Steckverbinders mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Danach ist bei einem gattungsgemäßen elektrischen Steckverbinder weiterhin vorgesehen, dass die Windungen des induktiven elektrischen Bauelementes spiralförmig entlang einer Ebene verlaufen und dass aus dem elektrischen Bauelement einstückig ein (innenliegendes) elektrisches Anschlussteil herausgeformt ist, das einen Abschnitt des elektrischen Bauelementes überbrückt und das stoffschlüssig an den ausgangsseitigen Kontaktelementen oder den kabelseitigen Kontaktelementen (insbesondere als ein von dem entsprechenden Kontaktelement separates Teil) festgelegt ist. Dabei kann das induktive elektrische Bauelement weiterhin zumindest teilweise von einem Mantel aus einem mit ferromagnetischem Material (in der ferritischen Phase) versetzten Kunststoff umschlossen sein.
  • Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt die unmittelbare einstückige Integration mindestens eines induktiven elektrischen Bauelementes an der Eingangsseite eines Steckverbinders, und zwar zwischen den kabelseitigen und den ausgangsseitigen Kontaktelementen des Steckverbinders, wodurch trotz des zusätzlichen Funktionsumfangs, einhergehend mit dem induktiven elektrischen Bauelement, keine zusätzlichen, separaten Bauteile benötigt werden.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das induktive elektrische Bauelement ein einstückig geformter Bestandteil eines Trägerkörpers, von dem zwei Stützabschnitte derart abgehen, dass diese eine ringförmig umlaufende Struktur bilden.
  • Das elektrische Bauelement kann z.B. einerseits (teilweise) von dem zugehörigen Ferrit-Mantel umspritzt sein; andererseits kann der Mantel auf das elektrische Bauelement aufgesetzt sein, z.B. durch Zusammenstecken einzelner Mantelteile.
  • Konkret kann zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen und den ausgangsseitigen Kontaktelementen ein induktives elektrisches Bauelement angeordnet sein, welches zwei elektrische Spulen umfasst, die in erfindungsgemäßer Weise jeweils einstückig an einem kabelseitigen Kontaktelement und/oder einem ausgangsseitigen Kontaktelement angeformt sind, derart, dass über eine jeweilige elektrische Spule je ein kabelseitiges und ein ausgangsseitige Kontaktelement (paarweise) elektrisch miteinander verbunden sind.
  • Mittels Stützabschnitten kann der Trägerkörper gezielt zur zuverlässigen Aufnahme von Kräften, wie zum Beispiel Torsionskräften, ausgestaltet werden, und er kann als Anschlags- und Arretierungsmittel für weitere Komponenten, wie zum Beispiel für einen Außenleiter des Steckverbinders, dienen.
  • Die beiden Stützabschnitte können dabei jeweils bogenförmig verlaufen. Weiterhin können die beiden Stützabschnitte jeweils ein (vom jeweiligen Verbindungsabschnitt des Trägerbereiches beabstandetes) freies Ende aufweisen und dabei derart geformt sein, dass die freien Enden der beiden Stützabschnitte einander zugewandt sind und einander gegenüber liegen (und dabei gegebenenfalls aneinander anliegen).
  • Der Trägerkörper kann derart einstückig geformt sein, dass dessen Stützabschnitte durch Biegen derart positionierbar sind, damit sie gemeinsam mit dem Trägerbereich des Trägerkörpers eine ringförmige (insbesondere bügelförmige) Kontur bilden.
  • Das induktive elektrische Bauelement sowie die kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelemente können gemeinsam von einer Umspritzung aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, umgeben sein. Dabei kann die Umspritzung eine Öffnung aufweisen, durch die hindurch der zugehörige Ferrit-Mantel auf das induktive elektrische Bauelement aufbringbar ist.
  • Sofern die Komponenten des Steckverbinders, wie die kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelemente sowie das induktive elektrische Bauelement - und gegebenenfalls der zugehörige Mantel, der Trägerkörper und/oder die Umspritzung - von einem Außenleiter (z.B. einem elektrisch leitfähigen Außenrohr) umschlossen werden, kann z.B. der Trägerkörper mit dem Außenleiter verbunden sein, insbesondere formschlüssig und/oder stoffschlüssig.
  • Der Trägerkörper ist dabei z.B. teilweise innerhalb des von dem Außenleiter umgebenen Raumes angeordnet, und zwar insbesondere derart, dass auch das induktive Bauelement innerhalb des vom Außenleiter umgebenen Raumes liegt. Gleichzeitig kann der Trägerkörper abschnittsweise aus dem Außenleiter herausgeführt sein, zum Beispiel durch Schlitze des Außenleiters hindurch.
  • Konkret kann der Trägerkörper derart angeordnet sein, dass dieser mit seinen Stützabschnitten aus dem Außenleiter herausgeführt ist. Dabei können die Stützabschnitte des Trägerkörpers den Außenleiter außenseitig abschnittsweise umschließen.
  • Die Stützabschnitte des Trägerkörpers werden vorteilhaft erst umgebogen, nachdem der Trägerkörper innerhalb des vom Außenleiter umschlossenen Raumes angeordnet worden ist und die Stützabschnitte des Trägerkörpers aus dem Außenleiter herausgeführt worden sind, zum Beispiel durch Schlitze des Außenleiters hindurch.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die eingangsseitigen (kabelseitigen) sowie die ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelemente und weiterhin das induktive elektrische Bauelement - und gegebenenfalls der Trägerkörper - als Bestandteile eines einzelnen, einstückig geformten Bauteiles, zum Beispiel in Form eines Stanzgitters, hergestellt und in den Steckverbinder integriert worden. Anschließend wird das Stanzgitter gegebenenfalls in separate Komponenten unterteilt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1A
    einen grundsätzlichen Aufbau eines elektrischen Steckverbinders für ein mehradriges elektrisches Kabel mit einem steckerseitig angeordneten elektrischen Bauelement, jedoch ohne den zugehörigen Außenleiter und teilweise durchscheinend dargestellt;
    Figur 1B
    den elektrischen Steckverbinder aus Figur 1A zusammen mit dem zugehörigen Außenleiter;
    Figur 2A
    einen Querschnitt durch das an den Steckverbinder aus Figur 1A angeschlossene elektrische Kabel;
    Figur 2B
    eine schematische Darstellung eines Kabelschirms des elektrischen Kabels;
    Figur 3A
    einen Längsschnitt durch den Steckverbinder gemäß den Figuren 1A und 1B;
    Figur 3B
    einen Querschnitt durch den Steckverbinder gemäß den Figuren 1A und 1B;
    Figur 4A
    eine Explosionsdarstellung der Anordnung aus Figur 1A und 1B vor dem Umbiegen von Stützabschnitten des Trägerkörpers, jedoch ohne explizite Darstellung des elektrischen Bauelementes;
    Figur 4B
    die Explosionsdarstellung gemäß Figur 4A nach dem Umbiegen der Stützabschnitte;
    Figur 5A
    eine konkrete Ausgestaltung des (induktiven) elektrischen Bauelementes zur Integration in einen Steckverbinder gemäß den Figuren 1A und 1B, zusammen mit zugehörigen eingangsseitigen und ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelementen;
    Figur 5B
    ein elektrisches Kabel zum Anschluss an den Steckverbinder;
    Figur 5C
    einen Außenleiter für den Steckverbinder;
    Figur 5D
    eine Stützhülse für den Steckverbinder.
    Figur 5E
    das elektrische Kabel aus Figur 5B und die Stützhülse aus Figur 5D im zusammengefügten Zustand;
    Figur 6A
    einen ersten Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E;
    Figur 6B
    einen zweiten Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E.
    Figur 6C
    einen dritten Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E;
    Figur 6D
    einen vierten Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E.
    Figur 6E
    einen fünften Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E;
    Figur 6F
    einen sechsten Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E.
    Figur 6G
    einen siebten Schritt beim Herstellen eines Steckverbinders aus den Komponenten der Figuren 5A bis 5E;
    Figur 7A
    einen ersten Schritt beim Herstellen des elektrischen Bauelementes aus Figur 5A;
    Figur 7B
    einen zweiten Schritt beim Herstellen des elektrischen Bauelementes aus Figur 5A;
    Figur 7C
    einen dritten Schritt beim Herstellen des elektrischen Bauelementes aus Figur 5A;
    Figur 7D
    das abschließende Konfigurieren des elektrischen Bauelementes;
    Figur 8
    eine Einrichtung zum Ausführen der Konfiguration nach Figur 7D.
  • Die Figuren Figur 1A und 1B zeigen einen elektrischen Steckverbinder, an den eingangsseitig ein - in Figur 2A im Querschnitt dargestelltes - mehradriges elektrisches Kabel 1 angeschlossen ist und der ausgangsseitig elektrische Steckerelemente 73, 74 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenstecker aufweist. Das elektrische Kabel 1 ist im Ausführungsbeispiel als ein zweiadriges elektrisches Kabel ausgeführt ist. Die beiden Adern 11, 12 des Kabels 1 verlaufen entlang der Kabellängsrichtung L nebeneinander; sie bilden parallele Adern. Diese werden jeweils gebildet durch eine elektrische Leitung 11a, 12a, beispielsweise aus Kupfer, sowie eine die jeweilige Leitung umgebende isolierende Hülle 11b, 12b.
  • Die Adern 11, 12 des Kabels 1 sind gemeinsam in einem durch einen in Kabellängsrichtung L verlaufenden Kabelmantel 15 definierten und von diesem im Querschnitt ringförmig umschlossenen Kabelinnenraum angeordnet. Der Kabelmantel 15 besteht dabei aus einem elektrisch isolierenden Material.
  • Zwischen dem zur Aufnahme der Adern 11, 12 dienenden Kabelinneren und dem Kabelmantel 15 ist weiterhin ein (in den Figur 1A und 1B nicht sichtbarer) Kabelschirm 14 angeordnet. Der Kabelschirm 14 kann beispielsweise durch ein Schirmgeflecht oder auch durch eine Folie gebildet sein oder durch ein Schirmgeflecht in Kombination mit einer Folie. Der Kabelschirm 14 dient der Abschirmung des Kabelinneren und besteht hierzu aus einem metallischen Material, wie z.B. Aluminium. So kann es sich bei einem Kabelschirm 14 in Form einer Folie um eine Aluminiumfolie handeln. Alternativ kann hierfür eine Kunststofffolie verwendet werden, die, insbesondere auf der dem Kabelinneren zugewandten Innenseite, mit einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. Aluminium, beschichtet ist.
  • Schirmgeflechte werden insbesondere zur Abschirmung bei vergleichsweise niedrigen Frequenzen und Kabelschirme in Form von Folien zur Abschirmung bei vergleichsweise hohen Frequenzen (1 MHz bis 10 GHz) verwendet.
  • Figur 2B zeigt schematisch eine mögliche konkrete Ausgestaltung eines Kabelschirmes 14. Hiernach ist der Kabelschirm 14 in Form einer Folie derart um das Kabelinnere herumgelegt, dass die beiden Verbindungsabschnitte 141, 142 der Folie in Umfangsrichtung überlappen. In dem sich hieraus ergebenden Überlappbereich kann der Kabelschirm 14 gezielt geöffnet werden, wenn - z.B. beim Konfektionieren des Kabels - auf das Kabelinnere zugriffen werden soll.
  • Der Kabelschirm 14 kann mit dem Kabelmantel 15 zu einer Baueinheit zusammengefasst sein, z.B. indem der Kabelschirm 14 an seiner dem Kabelinneren abgewandten äußeren Oberfläche mit dem Kabelmantel 15 verbunden ist, etwa über ein Klebemittel.
  • Zusätzlich zu den Adern 11, 12 sind im Kabelinneren vorliegend Beilauflitzen 21, 22 angeordnet, die sich jeweils gemeinsam mit den Adern 11, 12 entlang der Kabellängsrichtung L erstrecken. Die Beilauflitzen 21, 22 sind elektrisch leitfähig und dabei nicht isoliert, und sie stehen mit dem Kabelschirm 14 in elektrischem Kontakt. Derartige Beilauflitzen 21, 22 dienen dazu, den Kabelschirm 14 definiert auf Massepotenzial zu legen, und zwar vorteilhaft auch dann, wenn der Kabelschirm 14 lokal beschädigt ist, etwa im Fall einer Folie abschnittweise eingerissen ist. Weiterhin können die Beilauflitzen 21, 22 zusätzlich zur Abschirmung des Kabelinneren beitragen.
  • Zum Konfektionieren des Kabels aus Figur 2A, um das Kabel, wie in den Figuren 1A und 1B gezeigt, mit einem elektrischen Steckverbinder 1 zu versehen, mussten die Beilauflitzen 21, 22 von den Adern 11, 12 separiert werden, um eine jeweilige Kabelkomponente dem hierfür vorgesehenen Steckerbereich zuführen zu können. Zur Erleichterung derartiger Montagearbeiten kann eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 ein magnetisches, insbesondere ein ferromagnetisches Material enthalten. Hierbei kann es sich um eine Legierung (auf Basis von Eisen, Nickel, Kobalt), insbesondere Stahl, handeln.
  • Gemäß einer Variante besteht dabei eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 vollständig aus einem elektrisch leitfähigen ferromagnetischen Material. Gemäß einer anderen Variante weist eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 mindestens einen aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Kern auf, der von einem elektrisch leitfähigen Material umgeben ist. Diese Ausführungsform ermöglicht eine Optimierung einerseits des Kerns einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 mit Blick auf die magnetischen Eigenschaften und die Optimierung des äußeren leitenden Bereiches einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 mit Blick auf die elektrischen Eigenschaften (auch mit Blick auf den Skin-Effekt bei hohen Frequenzen). So kann eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 etwa durch einen Kern aus Stahl gebildet sein, der mit Kupfer beschichtet ist. Das Beschichten kann beispielsweise durch Galvanisieren erfolgen.
  • Sowohl eine jeweilige Ader 11, 12 als auch eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 des elektrischen Kabels 1 aus den Figuren 1A, 1B und 2A besteht dabei regelmäßig aus einer Mehrzahl Einzeldrähten.
  • Zum Konfektionieren des elektrischen Kabels 1 aus Figur 2A, z.B. um dieses gemäß den Figuren 1A und 1B an einen elektrischen Steckverbinder anzuschließen, wird ein (steckverbinderseitiger) Verbindungsabschnitt des Kabels 1 von dem Kabelmantel 15 befreit. Das Separieren der Beilauflitzen 21, 22 von den Adern 11, 12 des Kabels, etwa um jene Kabelkomponenten 11, 12; 21, 22 getrennt den jeweils zugehörigen Anschlussstellen an dem Steckverbinder aus Figur 1A zuführen zu können, erfolgt im Ausführungsbeispiel durch den Einsatz magnetischer Kräfte. Wie anhand Figur 2A erkennbar, wird hierzu - nach einem Aufschneiden des Kabelmantels 15 an dem steckerseitigen Kabelende - einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 am entsprechenden Kabelende ein Magnet M angenähert. Dieser erzeugt ein magnetisches Feld F, welches die Tendenz hat, die entsprechende Beilauflitze 21, 22 - wegen des darin enthaltenen ferromagnetischen Materials - aus dem Kabelinneren herauszubewegen, wie anhand des in Figur 1A gezeigten konfigurierten Zustand des Kabels 1 deutlich wird. Hierdurch lassen sich die Beilauflitzen 21, 22 in einfacher Weise von den Adern 11, 12 des Kabels trennen, ohne dass mit Werkzeugen an den Adern 11, 12 und/oder Beilauflitzen 21, 22 hantiert werden müsste.
  • Maßgeblich für das beschriebene Verfahren ist, dass eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 ein Material mit derartigen magnetischen Eigenschaften enthält, dass sich die Beilauflitze 21, 22 unter dem Einfluss magnetischer Kräfte von den Adern 11, 12 des Kabels 1 separieren lässt. D.h., die magnetischen Eigenschaften der Beilauflitze 21, 22 müssen sich von denjenigen einer jeweiligen Ader 11, 12 unterscheiden.
  • Durch das Ausheben einer jeweiligen Beilauflitze 21, 22 aus dem Kabelinneren unter der Einwirkung magnetischer Kräfte kann dabei ein durch eine Folie der in Figur 2B dargestellten Art gebildeter Kabelschirm 14 selbsttätig geöffnet werden. Denn es ist hierzu lediglich erforderlich, dass sich die Enden 141, 142 des Kabelschirms 14 unter der Einwirkung der sich nach außen bewegenden Beilauflitzen 21, 22 voneinander entfernen.
  • Am steckerseitigen Ende des Kabels 1 ist hierauf ein Stützcrimp 16, d.h. eine durch Crimpen befestigte Stützhülse, aufgebracht, der (optional) von einem Verguss 18, zum Beispiel in Form einer Ferrit-Kern-Filter-Umspritzung, umgeben sein kann. Ein solcher kabelseitiger (Ferrit-Kern-)Filter fungiert hier als Mantelwellenfilter, insbesondere zur Unterdrückung von Mantelwellen in Form hochfrequenter Gleichtaktstörungen, die z.B. durch elektrische Geräte verursacht werden und die sich entlang des Kabels 1 ausbreiten. Jener Filter dient somit zur Eliminierung bzw. Reduzierung von Gleichtaktstörungen, die an den beiden parallelen Adern 11, 12 bzw. den elektrischen Leitungen 11a, 12a gleichphasig auftreten und die im vorliegenden Beispiel insbesondere durch Mantelwellen hervorgerufen werden.
  • Der sich an das steckerseitige Ende des Kabels 1 anschließende Steckverbinder umfasst einen Außenleiter 8, im Ausführungsbeispiel in Form eines Außenrohres, der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und der den Stecker im Querschnitt ringförmig bzw. im Ausführungsbeispiel konkret kreisringförmig umgibt. Der Außenleiter 8 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung (Kabellängsrichtung L), d.h., axial, von einem ersten, kabelseitigen Ende 8a zu einem zweiten, ausgangsseitigen Ende 8b. Er kann mit dem Stützcrimp 16 verbunden sein, z.B. stoffschlüssig (durch Schweißen).
  • Der Außenleiter 8 weist ein Paar erster Schlitze 81 sowie ein Paar zweiter Schlitze 82 auf. Die Schlitze 81 bzw. 82 eines jeweiligen Schlitzpaares sind vorliegend jeweils einander gegenüberliegend am Außenleiter 8 angeordnet. Außerdem sind die Schlitze 81 des ersten Schlitzpaares relativ zu Schlitzen 82 des zweiten Schlitzpaares im Ausführungsbeispiel entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 8 jeweils um 90° versetzt angeordnet.
  • Die Schlitze 81 und 82 erstrecken sich dabei in axialer Richtung a des Steckverbinders (und damit auch entlang der Kabellängsrichtung L) jeweils bis zu dem kabelseitigen axialen Ende des Außenleiters 8 (und bilden dort ein offenes Ende des jeweiligen Schlitzes).
  • Die innerhalb des von dem Außenleiter 8 umschlossenen Innenraumes des Steckverbinders angeordneten Komponenten des Steckverbinders umfassen eingangsseitig (d.h., kabelseitig) erste, kabelseitige elektrische Kontaktelemente 31, 32, vorliegend in Form von Kontaktplättchen. An diese ist jeweils einstückig eine Anschlussstelle in Form einer Aufnahme 33, 34 für eine (abisolierte) elektrische Leitung 11a bzw. 12a der Adern 11, 12 des elektrischen Kabels 1 angeformt. Indem die elektrische Leitung 11a, 12a (Seele) einer jeweiligen Ader 11, 12 des Kabels 1 in der jeweils zugeordneten Aufnahme 33, 34 festgelegt wird, besteht über jene (elektrisch leitfähige) Aufnahme 33 bzw. 34 ein elektrischer Kontakt zu einem jeweils zugeordneten kabelseitigen elektrischen Kontaktelement 31, 32.
  • Ausgangsseitig (und von den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 in axialer Richtung a beabstandet) weist der Steckverbinder (in dem von dem Außenleiter 8 umschlossenen Innenraum) zweite, ausgangsseitige Kontaktelemente 71, 72 auf, an denen jeweils ein Steckerelement 73 bzw. 74, vorliegend in Form eines Steckerstiftes, angeformt ist, über welches der Steckverbinder mit einem Gegenstecker elektrisch verbindbar ist. Die Steckerelemente 73, 74 stehen dabei im Ausführungsbeispiel in axialer Richtung a von dem zugehörigen ausgangsseitigen Kontaktelement 71 bzw. 72 ab.
  • Zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 und den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 sind vorliegend ein Trägerkörper 4 und ein elektrisches Bauelement 5, zum Beispiel in Form eines elektrischen Filterelementes, angeordnet, wobei der Trägerkörper 4 eine optionale Ergänzung der Anordnung darstellt. Der Begriff "elektrisches Bauelement" soll dabei ausdrücklich auch elektronische Bauelemente und insbesondere halbleitende Bauelemente umfassen; weiterhin aktive elektrische Bauelemente ebenso wie passive elektrische Bauelemente. Insbesondere kann es sich bei dem elektrischen Bauelement um einen passiven elektrischen Filter, wie z.B. einen Gleichtaktfilter, handeln.
  • Das elektrische Bauelement 5 weist (als ein induktives Bauelement) zwei Spulen 51, 52 auf. Es ist einerseits einstückig mit den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 geformt und andererseits über Anschlussteile 53, 54 auch mit den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 elektrisch verbunden. Dies bedeutet, dass die Adern 11, 12 des elektrischen Kabels 1 jeweils über das elektrische Bauelement 5 mit den Steckerelementen 73, 74 des Steckverbinders elektrisch verbunden sind. Elektrische Signale, die dem Steckverbinder über die Adern 11, 12 des Kabels 1 zugeführt werden, passieren somit das elektrische Bauelement 5, bevor sie über die Steckerelemente 73, 74 an einen Gegenstecker und damit an eine dem Gegenstecker zugeordnete elektrische Baugruppe ausgegeben werden.
  • Insbesondere können über das elektrische Bauelement 5 die kabelseitigen (eingangsseitigen) Kontaktelemente 31, 32 einerseits mit den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 andererseits jeweils paarweise elektrisch verbunden sein. D.h., jedes der kabelseitigen Kontaktelemente 31, 32 ist über das elektrische Bauelement 5 mit jeweils genau einem der ausgangsseitigen Kontaktelemente 71, 72 verbunden, wie nachfolgend anhand der Figuren 4A und 4B näher erläutert werden wird. Bei einem als Gleichtaktfilter ausgebildeten elektrischen Bauelement 5 können mit einer solchen Konfiguration Gleichtaktstörungen eliminiert bzw. reduziert werden, die an den beiden parallelen Adern 11, 12 bzw. den elektrischen Leitungen 11a, 12a (gleichzeitig) auftreten.
  • Der (optionale) Trägerkörper 4 ist vorliegend als ein Trägerbügel ausgeführt. Von Verbindungsabschnitten 41, 42 des Trägerkörpers 4 geht jeweils ein Stützabschnitt 43 bzw. 44 des Trägerkörpers 4 ab. Dieser verläuft gekrümmt (bogenförmig) in Umfangsrichtung entlang des Außenleiters 8. Die beiden Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 bilden eine ringförmige Kontur.
  • Im Bereich des ersten und zweiten Verbindungsabschnittes 41, 42 durchdringt der Trägerkörper 4 jeweils einen der ersten Schlitze 81 des Außenleiters 8 in radialer Richtung. Dabei ist das im Ausführungsbeispiel mit dem Trägerkörper 4 zu einer einstückigen Baugruppe zusammengefasste elektrische Bauelement 5, ebenso wie Teile des Trägerkörpers 4, im Innenraum des Außenleiters 8 angeordnet, wird also von diesem umgeben. Im Bereich seiner Verbindungsabschnitte 41, 42 ist der Trägerkörper 4 jedoch radial (jeweils durch einen der ersten Schlitze 81 hindurch) aus dem Innenraum des Außenleiters 8 hinausgeführt.
  • Die von den Verbindungsabschnitten 41, 42 abgehenden Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 erstrecken sich dementsprechend außerhalb des von dem Außenleiter 8 umschlossenen Raumes. Die Stützabschnitte 43, 44 verlaufen dabei im Ausführungsbeispiel jeweils bogenförmig in Umfangsrichtung entlang der Außenwand des Außenleiters 8. Gemeinsam umgreifen die beiden Stützabschnitte 43, 44 den Außenleiter 8 dabei in Umfangsrichtung über einen Winkel von etwa 180°.
  • Die Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 weisen jeweils ein freies Ende 43a, 44a auf, welches dem Verbindungsabschnitt 41 bzw. 42 abgewandt ist, an welchem der jeweilige Stützabschnitt 43 bzw. 44 von dem Trägerkörper 4 abgeht. Die freien Enden 43a, 44a der Stützabschnitte 43, 44 sind einander zugewandt und liegen einander gegenüber, um die beschriebene ringförmige Kontur zu bilden. Im Ausführungsbeispiel sind die freien Enden 43a, 44a (geringfügig) voneinander beabstandet. In einer anderen Ausführungsform können diese auch aneinander anliegen.
  • In den zweiten Schlitzen 82 des Außenleiters 8 sind die von dem elektrischen Kabel 1 abgehenden Beilauflitzen 21, 22 mit ihrem jeweiligen freien Endabschnitt 21a bzw. 22a angeordnet, sodass die zweiten Schlitze 82 durch die Beilauflitzen 21, 22 teilweise verschlossen sind. Die Beilauflitzen 21, 22 können dabei innerhalb des jeweiligen zweiten Schlitzes 82 stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten oder Schweißen, festgelegt sein. Näheres hierzu wird weiter unten anhand der Figuren 3A und 3B erläutert werden.
  • Der Raum zwischen dem Außenleiter 8 und den darin angeordneten Komponenten 31-34, 4, 5, 61-64 und 71-74 des Steckverbinders ist teilweise durch einen Verguss 85 (Vergussmasse), z.B. in Form eines Spritzgussteiles, befüllt. Dieser liegt vorliegend auf der dem Steckerinneren zugewandten Innenseite des Außenleiters 8 und umschließt gemeinsam mit dem Außenleiter 8 die besagten Komponenten 31-34, 4, 5, 61-64 und 71-74 des Steckverbinders. Der Verguss 85 weist Kanäle 86 auf, in welchen die freien Endabschnitte 21a, 22a der Beilauflitzen 21, 22 aufgenommen und geführt sind.
  • Neben der bereits beschriebenen Funktionen als Halter für das elektrische Bauelement 5 kann dem Trägerkörper 4 - als (Multi-)Funktionsbügel - an dem Steckverbinder noch eine Mehrzahl weiterer Funktionen zukommen.
  • So dient der Trägerkörper 4 vorliegend als ein Positioniermittel zur Positionierung des Außenleiters 8 am Steckverbinder. Die Positionierung des Außenleiters 8 relativ zu dem Trägerkörper 4 erfolgt dabei konkret in der Weise, dass der Außenleiter 8 mit seinen kabelseitig (also am jeweiligen dem elektrischen Kabel 1 zugewandten Ende 81a) offenen ersten Schlitzen 81 über den Trägerkörper 4 geschoben wird, genauer über die Verbindungsabschnitte 41, 42 des Trägerkörpers 4, bis das dem offenen kabelseitigen Ende 81a gegenüberliegende geschlossene Ende 81b des jeweiligen Schlitzes 81 mit dem Trägerkörper 4 in Eingriff tritt, wie in Figur 1B dargestellt. D.h., die geschlossenen Enden 81b der Schlitze 81 dienen als Anschläge zur Positionierung des Außenleiters 8 am Trägerkörper 4 (entlang der Kabellängsrichtung L).
  • Zugleich ist der Außenleiter 8 (über die ersten Schlitze 81) im Ergebnis formschlüssig am Trägerkörper 4 angeordnet. Der Außenleiter 8 kann zudem auch stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, mit dem Trägerkörper 4 verbunden sein.
  • An seinem offenen, kabelseitigen Ende 81a kann ein jeweiliger erster Schlitz 81 des Außenleiters 8 mit einer Einführphase versehen sein, um eine Beschädigung des Außenleiters 8 beim Aufschieben auf den Trägerkörper 4 zu vermeiden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Trägerkörper 4 jeweils axial erstreckte Fortsätze 46 aufweisen, welche die ersten Schlitze 81 (abschnittsweise) überdecken, vgl. Figur 1B, wenn der Trägerkörper 4 und der Außenleiter 8 bestimmungsgemäß zueinander ausgerichtet und positioniert sind. Solche Fortsätze 46 können auch als Führungsmittel zur Führung des Außenleiters 8 beim Aufschieben auf den Trägerkörper 4 dienen. Weiterhin können die Fortsätze als ein EMV-Labyrinth wirken, also nicht nur die freie Sichtlinie reduzieren, sondern auch dem Eindringen elektromagnetischer Wellen in den Raum innerhalb des Außenleiters 8 entgegenwirken.
  • Weitere Funktionen des Trägerkörpers 4 liegen im Ausführungsbeispiel in der Zug- und Druckentlastung der im Innenraum des Außenleiters 8 angeordneten Komponenten 31-34, 4, 5, 71-74 des Steckverbinders bei der Wirkung von Kräften/Drehmomenten am Außenleiter 8 sowie in der Zug -und Druckentlastung der Beilauflitzen 21, 22, insbesondere unter der Wirkung von Torsionskräften (entlang der Umfangsrichtung des Außenleiters 8). Hierdurch lässt sich ein Abscheren der Beilauflitzen 21, 22 verhindern.
  • An dem Trägerkörper 4 kann zudem ein Kodier-Gehäuse positioniert und eingerastet werden. Weiterhin kann zur AC-Entkopplung (mittels Kondensator) zwischen dem Trägerkörper 4 und den Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 ein Kondensator angeordnet werden.
  • Die Figuren 3A und 3B zeigen einen Längsschnitt (Figur 3A) sowie einen Querschnitt (Figur 3B) durch den elektrischen Steckverbinder aus den Figuren 1A und 1B. Hierdurch wird insbesondere die Anordnung axialer erstreckter Fortsätze 46 des Trägerkörpers 4 in den ersten Schlitzen 81 des Außenleiters 8 einerseits und die Anordnung der Beilauflitzen 21, 22 in den zweiten Schlitzen 82 des Außenleiters 8 andererseits zeichnerisch veranschaulicht.
  • Vor allem anhand Figur 3B wird zudem aufgezeigt, wie an dem Außenleiter 8 bzw. an dem Verguss 85 wirkende Torsionskräfte T1 in den Trägerkörper 4 eingeleitet werden, welcher in der Querschnittsdarstellung der Figur 3B beispielhaft durch die Fortsätze 46 repräsentiert ist. Ferner ist aufgezeigt, wie an den Beilauflitzen 21, 22 wirkende Torsionskräften T2 in den Außenleiter 8 eingeleitet werden (von dem aus sie wiederum in den Trägerkörper 4 abgegeben werden können). Hierdurch lässt sich eine Druck-und Zugentlastung der Beilauflitzen 21, 22 unter der Wirkung von Torsionskräften erreichen, was insbesondere ein Abscheren der Beilauflitzen verhindert.
  • Weiterhin wird der bereits weiter oben beschriebenen Gesichtspunkt nochmals verdeutlicht, wonach der Trägerkörper 4, hier insbesondere repräsentiert durch die axial erstreckten seitlichen Fortsätze 46, (in zwei Raumebenen) als Führungshilfe beim Aufschieben und Positionieren des Außenleiters 8 dienen kann.
  • Gleichsam wird deutlich, wie durch die Abdeckung der ersten Schlitze 81 des Außenleiters 8 mittels der Fortsätze 46 des Trägerkörpers 4, insbesondere wegen der gebördelten Ausgestaltung der (im Querschnitt pilzförmigen) Fortsätze 46, ein EMV-Labyrinth gebildet wird, um das Eindringen elektromagnetischer Wellen in den vom Außenleiter 8 umgebenen Raum zu verhindern.
  • Konkret in Figur 3A sind dabei auch diejenigen Stellen der zweiten Schlitze 82, nämlich im Ausführungsbeispiel Endabschnitte 82a in Form abgeschrägter Bereiche, erkennbar, in deren Umgebung eine jeweilige Beilauflitze 21, 22 (mit ihrem jeweiligen freien Endabschnitt 21a, 22a) am Außenleiter 8 festgelegt wird, zum Beispiel stoffschlüssig durch Schweißen, Löten, Kleben usw., und zwar an einer durch den jeweiligen Endabschnitt 82a gebildeten Auflage (Plateau 82b). Hierdurch wird weiter erreicht, dass die Masseanbindung des Kabelschirmes über die Beilauflitzen 21, 22 an den Außenleiter 8 langzeitstabil bleibt und insbesondere der Übergangswiderstand zeitlich konstant ist. Die abgeschrägten Endabschnitte 82a und die hierdurch gebildeten Auflagen 82b dienen weiterhin der Übertragung von Torsionskräften. Darüber hinaus bilden die abgeschrägten Endabschnitte 82a und die Auflagen 82b zusätzliche Führungshilfen beim Aufschieben des Außenleiters 8 auf dem Verguss 85.
  • Figur 4A zeigt eine Explosionsdarstellung des elektrischen Steckverbinders aus den Figuren 1A und 1B zusammen mit den kabelseitig unmittelbar daran anschließenden Komponenten, und zwar vor dem Umbiegen der Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4. (Dieser ist ausgebildet wie anhand der Figuren 1A und 1B beschrieben.) Der Trägerkörper 4 kann dabei mit dem elektrischen Bauelement, welches in Figur 4A aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt ist, zu einer einstückig geformten Baugruppe zusammengefasst sein, wie weiter unten anhand der Figuren 5A bis 8 näher erläutert werden wird.
  • Kabelseitig ist in Figur 4A das elektrische Kabel 1 mit den Adern 11, 12 und deren jeweiliger Seele (elektrische Leitung 11a bzw. 12a) sowie mit den Beilauflitzen 21, 22 und mit dem Kabelmantel 15 dargestellt. Das dem elektrischen Steckverbinder zugewandte Ende des elektrischen Kabels 1 ist mit dem bereits beschriebenen Stützcrimp 16 zu versehen, auf welchen wiederum ein Verguss 18 aufgebracht wird.
  • Außen ist der Steckverbinder von dem Außenleiter 8 mit den ersten und zweiten Schlitzen 81 bzw. 82 umgeben, wobei der Raum zwischen dem Trägerkörper 4 - mit Ausnahme der nach außen geführten Stützabschnitte 43, 44 - und dem Außenleiter 8 durch einen Verguss 85 befüllt ist.
  • Ausgehend von der Explosionsdarstellung der Figur 4A lässt sich der Zusammenbau des Steckverbinders, einschließlich des Anschlusses des elektrischen Kabels 1, wie folgt beschreiben:
    Zunächst wird das elektrische Kabel 1 bereitgestellt und an seinem freien Ende, an welches es an den zugeordneten elektrischen Steckverbinder angeschlossen werden soll, mit dem Stützcrimp 16 versehen. An dem elektrischen Kabel 1 sind dabei bereits dessen Beilauflitzen 21, 22 separiert worden, wie anhand der Figuren 2A und 2B beschrieben.
  • Anschließend wird das Stanzgitter bereitgestellt, aus welchem der Trägerkörper 4 sowie die kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelemente 31, 32; 71, 72 zusammen mit den weiteren hierzu gehörenden Komponenten 33, 34; 73, 74 gebildet sind. Die abisolierten freien Enden der Adern 11, 12 des elektrischen Kabels 1, an denen jeweils die zugehörige Seele in Form einer elektrischen Leitung 11a, 12a freiliegt, werden mit jeweils einem kabelseitigen Kontaktelement 31, 32 über dessen Aufnahme 33, 34 in Anlage bzw. in Eingriff gebracht. Eine zusätzliche Verbindung erfolgt am jeweiligen Anlage- oder Eingriffsbereich vorzugsweise stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten oder Schweißen.
  • Die das Innere des elektrischen Steckverbinders definierenden Komponenten, nämlich der Trägerkörper 4 sowie die Kontaktelemente 31, 32; 71, 72 mit den weiteren zugehörigen Komponenten 33, 34; 73, 74 sowie das an dem Trägerkörper 4 angeordnete elektrische Bauelement 5 einschließlich der zugehörigen Drähte werden anschließend durch Umspritzen mit dem isolierenden Verguss 85 unter Bildung der Kanäle 86 versehen.
  • Nun wird der Außenleiter 8 (mittels der ersten Schlitze 81) über die vorgenannten Komponenten des elektrischen Steckverbinders geschoben, wobei der Außenleiter 8 durch den Trägerkörper 4 geführt wird. Sodann werden die Beilauflitzen 21, 22 mit ihren freien Endabschnitten 21a, 22a, vergleiche Figuren 3A und 3B, in die hierfür vorgesehenen zweiten Schlitze 82 des Außenleiters 8 eingeführt und dort stoffschlüssig, zum Beispiel durch Löten, Schweißen oder Kleben, festgelegt. Und es werden die Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 zur Bildung der ringförmigen Konfiguration aus den Figuren 1A und 1B umgebogen, wie in Figur 4B gezeigt, und gegebenenfalls ebenfalls stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, am Außenleiter 8 fixiert.
  • Abschließend wird der Übergang zwischen dem elektrischen Kabel 1 und dem Steckverbinder mit der Umspritzung 18 versehen, welche insbesondere den Stützcrimp 16 umschließt.
  • Die Figuren 5A bis 5E zeigen die wesentlichen Komponenten eines elektrischen Steckverbinders der vorstehend anhand der Figuren 1A bis 4B beschriebenen Art, wobei insbesondere die Ausbildung des elektrischen Bauelementes 5 detailliert dargestellt ist.
  • Die spezifische Ausgestaltung des nachfolgend anhand der Figuren 5A bis 8 zu beschreibenden elektrischen Steckverbinders manifestiert sich insbesondere in dem in Figur 5A gezeigten induktiven elektrischen Bauelement 5 sowie weiterhin - optional - in der hieran angepassten Konfiguration des Trägerkörpers 4. Das elektrische Kabel 1, wie in Figur 5B dargestellt, der Außenleiter 8, wie in Figur 1C dargestellt, die Stützhülse 16 (Stützcrimp), wie in Figur 5D dargestellt, sowie der Zusammenbau des elektrischen Kabels 1 mit dem Stützcrimp 16, wie in Figur 5E dargestellt, sind demgegenüber im Wesentlichen unverändert gegenüber der weiter oben anhand der Figuren 1A bis 4B beschriebenen Anordnung, sodass hinsichtlich jener Komponenten auf die zu diesen Figuren gehörenden Beschreibungspassagen verwiesen wird.
  • Das in Figur 5A dargestellte elektrische Bauelement 5 ist ausgebildet als ein induktives elektrisches Bauelement. Dieses weist Wicklungen in Form elektrischer Spulen 51, 52 auf, die einstückig mit den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 ausgeführt sind, d.h., einstückig hieran angeformt sind. Konkret umfasst das induktive elektrische Bauelement 5 im Ausführungsbeispiel nach Figur 5A zwei jeweils durch mehrere Wicklungen gebildete Spulen 51 und 52, die jeweils einstückig an einem der kabelseitigen Kontaktelemente 31, 32 angeformt sind. Die Spulen 51, 52 verlaufen dabei jeweils entlang einer (gemeinsamen) Ebene und sind spiralförmig ausgeführt (gewickelt). Zudem weisen die beiden Spulen 51, 52 im Ausführungsbeispiel zwei einander zugewandte und dabei nebeneinander verlaufende Spulenabschnitte 51a, 52a auf.
  • Die Wicklungen der Spulen 51, 52 können beispielsweise jeweils durch Laserschneiden aus einem an den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 angeformten Basiselement erzeugt worden sein, wie weiter unten anhand der Figuren 7A bis 7C beschrieben werden wird.
  • Eine jeweiligen Spule 51, 52 weist weiterhin ein (inneres) Anschlussteil 53 bzw. 54 (in Form je einer Kontaktzunge) auf, über das eine elektrische Verbindung mit den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 herstellbar ist. Konkret soll im Ausführungsbeispiel mittels jedem der beiden Anschlussteile 53, 54 genau eine elektrische Verbindung zwischen einer Spule 51 oder 52 und einem zugeordneten ausgangsseitigen Kontaktelement 71 bzw. 72 hergestellt werden. Im Ergebnis steht somit gemäß Ausführungsbeispiel jeweils ein kabelseitiges elektrisches Kontaktelement 31 oder 32 über eine Spule 51 bzw. 52 mit genau einem ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelement 71, 72 in elektrischer Verbindung. Anders ausgedrückt sind die kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelemente 31, 32; 71,72 über je eine Spule 51 bzw. 52 paarweise miteinander verbunden.
  • Wie bereits anhand der Figuren 1A bis 4B erläutert, sind an den kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen 31, 32 jeweils Anschlussstellen 33, 34 in Form einer Aufnahme angeformt; und an den ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelementen 71, 72 sind Steckerlemente 73, 74 in Form von Steckerstiften angeformt.
  • Das induktive elektrische Bauelement 5 sowie die kabelseitigen elektrischen Kontaktelemente 31, 32 und die ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelemente 71, 72 (im Ausführungsbeispiel jeweils mit den zugehörigen Anschlussstellen 33, 34 bzw. Steckerelementen 73, 74) bilden dabei vorliegend einen Bestandteil eines einstückig geformten Stanzgitters. Das Stanzgitter umfasst eine Mehrzahl Vereinzelungsstellen S, im Ausführungsbeispiel in Form von Stegen, an denen das Material des Stanzgitters jeweils bestimmungsgemäß durchtrennt werden kann, um hierüber zunächst noch miteinander verbundene Komponenten des Stanzgitters voneinander zu trennen. An welchen Stellen das Stanzgitter jeweils durchtrennt wird, um die hierüber verbundenen Komponenten zu separieren, hängt davon ab, welches Schaltbild im Einzelfall mit dem Stanzgitter hergestellt werden soll. Wenn beispielsweise die Spulen 51, 52 mit den ausgangsseitigen Kontaktelementen 71, 72 jeweils nur über die hierfür vorgesehenen Anschlussteile 53, 54 in elektrischem Kontakt stehen sollen, dann können hierzu etwa die Verbindungen der ausgangsseitigen Anschlusselemente 71, 72 mit den weiteren Komponenten des Stanzgitters an den entsprechenden Vereinzelungsstellen S durchtrennt werden.
  • Gemäß Figur 5A weist die dargestellten Anordnung neben dem induktiven elektrischen Bauelement 5 und den zugehörigen kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 weiterhin einen Trägerkörper 4 auf, der einstückig zusammen mit dem elektrischen Bauelement 5 und den kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelementen 31, 32; 71, 72 geformt ist.
  • Wie bereits weiter oben beschrieben, umfasst der Trägerkörper 4 insbesondere Stützabschnitte 43, 44, welche zur Herstellung ihrer endgültigen Konfiguration umgebogen werden. Die Stützabschnitte 43, 44 sind dabei im Ausführungsbeispiel der Figur 5A über jeweils einen Verbindungsabschnitt 41 bzw. 42 einstückig an den kabelseitigen Kontaktelementen 31, 32 angeformt. Ferner sind hieran auch axiale erstreckte Fortsätze 46 des Trägerkörpers 4 (mit seitlichen Abwinklungen 46a) angeformt. Durch Abtrennen an den hierfür vorgesehenen stegartigen Vereinzelungsstellen S kann der Trägerkörper 4 gegebenenfalls von dem elektrischen Bauelement 5 sowie den kabelseitigen und ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelementen 31, 32; 41, 42 separiert werden.
  • Das elektrische Bauelement 5 sowie die kabelseitigen und ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelemente 31, 32; 71, 72 bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material. Dies kann somit auch für das Stanzgitter insgesamt bzw. für dessen weitere Komponenten, wie insbesondere den Trägerkörper 4, gelten.
  • Zur Herstellung des elektrischen Steckverbinders wird gemäß Figur 6A zunächst das elektrische Kabel 1 an die kabelseitigen Kontaktelemente ein 31, 32 angeschlossen. Konkret wird hierzu das isolierte freie Ende einer jeweiligen elektrischen Leitung 11a, 12a der Adern 11, 12 des Kabels 1 an die zugehörige Anschlussstelle 33, 34 des Kabels 1 angelegt und dort stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, festgelegt. Die Beilauflitzen 21, 22 des elektrischen Kabels 1 liegen zunächst noch frei.
  • Anschließend wird das innen liegende Anschlussteil 53, 54 einer jeweiligen Spule 51, 52 derart umgebogen, dass es jeweils einen Abschnitt der entsprechenden Spule 51, 52 überbrückt und das jeweils zugeordnete ausgangsseitige Kontaktelement 71, 72 elektrisch kontaktiert, vergleiche Figur 6B. Die Festlegung eines jeweiligen Anschlussteiles 53, 54 an dem zugehörigen ausgangsseitigen Kontaktelement 71 bzw. 72 kann wiederum stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, erfolgen.
  • In einem weiteren Schritt wird nach Figur 6C die durch das induktive elektrische Bauelement 5, durch die kabelseitigen elektrischen Kontaktelemente 31, 32 (mit den Anschlussstellen 33, 34) und durch die ausgangsseitigen Kontaktelemente 71, 72 (mit den Steckerelementen 73, 74) sowie gegebenenfalls durch den Trägerkörper 4 gebildete Baueinheit zumindest teilweise unter Bildung eines Vergusses 85 mit einem (elektrisch) isolierenden Material umspritzt. Der Verguss 85 entspricht, einschließlich seiner Kanäle 86, im Wesentlichen dem bereits anhand Figur 1B erläuterten Verguss; er weist jedoch gemäß Figur 6C zusätzlich Öffnungsbereiche 87 auf, über die, wie in Figur 6D dargestellt, ein Ferrit-Mantel 9 eingebracht werden kann, welcher die beiden Spulen 51, 52 des elektrischen Bauelementes 5 teilweise umgreift bzw. umschließt. Konkret umschließt der Ferrit-Mantel 9 im Ausführungsbeispiel die einander zugewandten, nebeneinander verlaufenden Abschnitte 51a, 52a der beiden Spulen 51, 52 (rohrartig).
  • Der Ferrit-Mantel 9 wird dabei im Ausführungsbeispiel gebildet durch einen mit ferromagnetischem Material (in der ferritischen Phase) versetzten Kunststoff.
  • Der Ferrit-Mantel 9 kann dabei einerseits durch Umspritzen der nebeneinander verlaufenden Abschnitte der Spulen 51, 52 hergestellt werden; oder es werden einzelne Teile des Ferrit-Mantels 9, zum Beispiel zwei Mantelhälften, durch die Öffnungsbereiche 87 eingefügt und derart zusammengesteckt, dass sie die entsprechenden Abschnitte 51a, 52a der Spulen 51, 52 umgreifen.
  • Im nachfolgenden Schritt wird gemäß Figur 6E ein (rohrförmiger) Außenleiter 8 über die Anordnung geschoben, bis es zum Anschlag mit dem Trägerkörper 4 kommt, wie vorstehend anhand der Figuren 4A und 4B im Einzelnen beschrieben wurde. Sodann erfolgt in ebenfalls bereits beschriebener Weise das Einfügen der Beilauflitzen 21, 22 in die zugeordneten zweiten Schlitze 82 des Außenleiters 8; und es werden weiterhin die Stützabschnitte 43, 44 des Trägerkörpers 4 derart umgebogen, dass sie den Außenleiter 8 an seinem äußeren Umfang umgreifen, vergleiche Figur 6F. Die Beilauflitzen 21, 22 und/oder die Stützabschnitte 43, 44 können zudem am Außenleiter 8 befestigt werden, zum Beispiel durch (zeitgleiches) Verschweißen.
  • Ferner kann gemäß Figur 6G ein Ferrit auf den Außenleiter 8 und/oder auf freiliegende Leitungsabschnitte gespritzt werden.
  • Die Figuren 7A bis 7D veranschaulichen die Herstellung der Spulen 51, 52, ausgehend von einem Stanzgitter, welches an den entsprechenden Stellen zunächst jeweils ein (plattenartiges, einstückig mit jeweils einem kabelseitigen Kontaktelement 31 bzw. 32 geformtes) Basiselement 5a bzw. 5b aufweist, wie in Figur 7A gezeigt. Gemäß den Figuren 7B und 7C wird eine jeweilige Spule 51, 52 aus dem entsprechenden Basiselement 5a bzw. 5b durch Laserschneiden hergestellt, wobei in der zentralen Öffnung einer jeweiligen Spule 51, 52 zudem ein elektrisches Anschlussteil 53 bzw. 54 gebildet wird.
  • Das definierte Umlegen der Anschlussteile 53, 54, sodass diese jeweils genau ein zugehöriges ausgangsseitiges Kontaktelement 73 bzw. 74 kontaktieren, ist anhand der Figuren 7D und 8 genauer dargestellt. Danach werden zum Biegen des Anschlussteiles 53, 54 einer jeweiligen Spule 51, 52 ein Halter H (mit Klemmwirkung) sowie zwei Biegestempel B1, B2 verwendet, von denen der eine, erste Biegestempel B1 quer zur Erstreckungsrichtung des Anschlussteiles 53, 54 auf letzteres einwirkt, um dieses aus der Ebene der jeweiligen Spule 51, 52 hinaus zu drücken, und von denen der andere, zweite Biegestempel B2 parallel zur Ebene der jeweiligen Spule 51, 52 auf das zugehörige Anschlussteil 53 bzw. 54 einwirkt, um dieses in Richtung auf das zugeordente ausgangsseitige Kontaktelement 71 oder 72 zu bewegen. Zusätzlich wird eine Biegebacke B3 genutzt, um während des Einwirkens der Biegestempel B1, B2 zu gewährleisten, dass das Anschlussteil 53, 54 den zu überbrückenden Abschnitt der jeweiligen Spule 51, 52 überbrückt, ohne diesen zu berühren. Anschließend wird das Anschlussteil (z.B. 53) mittels eines Schweißmechanismus M gegen das zugeordnete ausgangsseitige Kontaktelement (73) gedrückt und mit diesem verschweißt.

Claims (11)

  1. Elektrischer Steckverbinder für ein mehradriges elektrisches Kabel, mit
    - mindestens zwei kabelseitigen elektrischen Kontaktelementen (31, 32) mit zugehörigen elektrischen Anschlussstellen (33, 34), an die jeweils eine Ader (11, 12) des elektrischen Kabels (1) anzuschließen ist, und
    - mindestens zwei ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelementen (71, 72), von denen jeweils ein elektrisches Steckerelement (73, 74) absteht, über das eine elektrische Verbindung mit einem Gegenstecker herstellbar ist,
    wobei zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen (31, 32) und den ausgangsseitigen Kontaktelementen (71, 72) ein induktives elektrisches Bauelement (5) angeordnet ist, das einstückig an den kabelseitigen Kontaktelementen (31, 32) und/oder den ausgangsseitigen Kontaktelementen (71, 72) angeformt ist und über das die kabelseitigen und die ausgangsseitigen Kontaktelemente (31, 32; 71, 72) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei das elektrische Bauelement (5) mindestens eine Spule (51, 52) mit einer Mehrzahl einstückig geformter Windungen umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Windungen einer jeweiligen Spule (51, 52) spiralförmig entlang einer Ebene verlaufen und dass ein innenliegendes Anschlussteil (53, 54) aus einer jeweiligen Spule (51, 52) einstückig herausgeformt und derart umgebogen ist, dass es jeweils einen Abschnitt der entsprechenden Spule (51, 52) überbrückt, wobei das Anschlussteil (53, 54) weiterhin stoffschlüssig an den ausgangsseitigen Kontaktelementen (71, 72) oder den kabelseitigen Kontaktelementen (31, 32) festgelegt ist,.
  2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (5) zumindest teilweise von einem Mantel (9) aus einem mit ferromagnetischem Material versetzten Kunststoff umschlossen ist.
  3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (5) ein einstückig geformter Bestandteil eines Trägerkörpers (4) ist, von dem zwei Stützabschnitte (43, 44) derart abgehen, dass die beiden Stützabschnitte (43, 44) eine ringförmig umlaufende Struktur bilden.
  4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (5) von dem Mantel (9) zumindest teilweise umspritzt ist.
  5. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (9) auf das elektrische Bauelement (5) aufgesetzt ist.
  6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen den kabelseitigen Kontaktelementen (31, 32) und den ausgangsseitigen Kontaktelementen (71, 72) angeordnete elektrisches Bauelement (5) zwei Spulen (51, 52) umfasst, die jeweils einstückig an einem kabelseitigen Kontaktelement (31, 32) und/oder einem ausgangsseitigen Kontaktelement (71, 72) angeformt sind, derart, dass über ein jeweilige Spule (51, 52) des elektrischen Bauelementes (5) je ein kabelseitiges und ein ausgangsseitiges Kontaktelement (31, 32; 71, 72) elektrisch miteinander verbunden sind.
  7. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (5) sowie die kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelemente (31, 32; 71, 72) gemeinsam von einer Umspritzung (85) aus einem isolierenden Material umgeben sind.
  8. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung (85) mindestens eine Öffnung (87) aufweist, durch die hindurch der Mantel (9) auf das elektrische Bauelement (5) aufbringbar ist.
  9. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder einen von einem Außenleiter (8) umschlossenen Innenraum aufweist, in welchem das elektrische Bauelement (5) sowie die kabelseitigen und ausgangsseitigen Kontaktelemente (31, 32; 71, 72) zumindest abschnittsweise angeordnet sind.
  10. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (8) an dem Trägerkörper (4) festgelegt ist.
  11. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kabelseitigen und die ausgangsseitigen elektrischen Kontaktelemente (31, 32; 71, 72) sowie das elektrische Bauelement (5) als Bestandteile eines einzelnen, einstückig geformten Bauteiles, insbesondere in Form eines Stanzgitters, hergestellt sind.
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