EP4088348A1

EP4088348A1 - Zugentlastung für einen an einer geschirmten leitung angeordnetem steckverbinder

Info

Publication number: EP4088348A1
Application number: EP20830154.9A
Authority: EP
Inventors: Marco Weiss; Raphael Hoor
Original assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Current assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-11-16
Also published as: WO2021139986A1; CN114930644A; DE102020133781A1; US20230022969A1

Abstract

Anordnung, umfassend einen Steckverbinder und ein daran angeschlossenes Kabel (1), welches einen Innenleiter (2), eine Abschirmung (3), eine Isolierung (4) zwischen dem Innenleiter (2) und der Abschirmung (3) und einen Mantel (5) aufweist, der die vorgenannten Komponenten umgibt, wobei an einem freien Endabschnitt des Kabels (1) eine Hülse zwischen die Isolierung (4) und die Abschirmung (3) eingefügt ist und ein rohrförmiges Bauteil die Abschirmung (3) und die Hülse umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse als ungeschützte Stützhülse (6) ausgebildet ist und dass das rohrförmige Bauteil als Außenhülse (7) ausgeführt ist, das zusätzlich zur Abschirmung (3) mit Stützhülse (6) auch einen Abschnitt des Mantels (5) umgibt.

Description

Zugentlastung für einen an einer geschirmten Leitung angeordnetem Steckverbinder

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend einen Steckverbinder und ein daran angeschlossenes Kabel, welches einen Innenleiter, eine Abschirmung, eine Isolierung zwischen dem Innenleiter und der Abschirmung und einen Mantel, der die vorgenannten Komponenten umgibt, aufweist, wobei an einem freien Endabschnitt des Kabel eine Hülse zwischen der Isolierung und der Abschirmung eingefügt ist und ein rohrförmiges Bauteil die Abschirmung und die Hülse umgibt, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 .

Eine derartige Ausgestaltung einer Anordnung ist zweckmäßig, um eine durchgehende Abschirmung von dem Kabel zu einem Steckverbinder oder Gegensteckverbinder herzustellen, der an dem geschirmten Kabel angeschlossen ist.

Eine gattungsgemäße Anordnung mit einem Steckverbinder mit angeschlossenem Kabel ist aus der DE 10 2009 016 227 A1 bekannt. Beschrieben wird ein Steckverbinder mit Anbindung an ein Koaxialkabel, das entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Hülse als geschlitztes Bauteil ausgebildet, um ein Aufschieben des rohrförmigen Bauteils, das als Außenhülse ausgebildet ist, zu ermöglichen. Das geschlitzte Bauteil, genauer die geschlitzte Hülse, weist eine Sicke auf, wobei das rohrförmige Bauteil, genauer die Außenhülse, eine zur Sicke passende Nut zur Befestigung auf der Hülse hat. Dadurch kann kein Crimpen der Außenhülse auf der geschlitzten Hülse erfolgen. Die Befestigung der Außenhülse auf dem Kabel lässt daher zu wünschen übrig. Weiterhin schließt sich der Mantel mit axialem Abstand an den geflochtenen Außenleiter an, so dass keine Dichtheit und keine Befestigung des Steckverbinders an dem Mantel des Kabels gegeben sind und auch Feuchtigkeit eindringen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, dass die geschilderten Nachteile behoben sind. Dabei soll bei dem Kabel mit Steckverbinder, gegebenenfalls aber auch ohne einen solchen Steckverbinder, sichergestellt werden, dass auf die Anordnung wirkenden Zug- und/oder Druckkräfte aufgenommen werden können.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Hülse als ungeschützte Stützhülse ausgebildet ist und dass das rohrförmige Bauteil als Außenhülse ausgeführt ist, die zusätzlich zur Abschirmung mit Stützhülse auch einen Abschnitt des Mantels umgibt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Außenhülse als Crimphülse ausgebildet, die auf dem Mantel und/oder der Abschirmung mit Stützhülse gecrimpt ist. Dabei wird entlang der elektrisch leitenden Stützhülse an einer Stelle eine Crimpung der Außenhülse für die elektrische Verbindung zwischen Stützhülse und der Abschirmung erzeugt. Weiter hinten in axialer Richtung betrachtet erfolgt unabhängig von der ersten Crimpung (Stützhülse zur Abschirmung) eine zweite unabhängig zu gestaltende und einzustellende Crimpung der Außenhülse, die die Zugentlastung vom Leitungsmaterial bzw. Mantel erzeugt und somit eine funktionelle Entlastung der Abschirm-Crimp-Stelle ermöglicht. Damit kann vermieden werden, dass sich seitliche oder kreisförmige Kabelbewegungen im Abgangsbereich vom Kabel direkt auf die Crimpzone zwischen der Stützhülse und der Abschirmung auswirken können. Durch diese Art der Abstützung (Hebel) reduzieren sich die möglichen Relativbewegungen und Kräfte zwischen Außenhülse, Abschirmung und Stützhülse. Diese getrennte und somit bessere Absicherung gegen Bewegung von der Kontaktzone ist für die Funktionssicherheit von entscheidender Bedeutung. Bei der Herstellung können die erste und die weitere Crimpung gleichzeitig in einem Schritt mit ein und demselben Werkzeug (gleiche Crimpgeometrie) oder gleichzeitig mit zwei Werkzeugen (gleiche oder voneinander unterschiedliche Crimpgeometrien) erzeugt werden. Alternativ können die beiden Crimpungen mit ein und demselben Werkzeug nacheinander oder mit zwei verschiedenen Werkzeugen nacheinander erzeugt werden. Bezüglich der Crimpgeometrien gilt hier das Gleiche.

Die Außenhülse kann einen Innenbund aufweisen, der zwischen den Stirnseiten der Außenhülse und der Stützhülse angeordnet ist und die Abschirmung umgreifend bis zur Isolierung reicht. Alternativ kann zwischen den Stirnseiten der Außenhülse und der Stützhülse ein Abstand (Freiraum) vorgesehen sein. In diesen Freiraum kann beispielsweise die Abschirmung ein Stück weit eingeführt sein, in dem die Abschirmung insbesondere konisch geführt ist. Dabei ist die Abschirmung bis zum äußeren, freien Ende der Stützhülse geführt. Auch die Stützhülse kann als Crimphülse ausgebildet sein und auf der Isolierung gecrimpt werden. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Abschnitts des Mantels als Sitz der Außenhülse und der Außendurchmesser der Abschirmung auf der Stützhülse so ausgebildet, dass sie dieselben Abmessungen aufweisen. Die Abschirmung wird somit über das gesamte Kabelende gegebenenfalls mit Steckverbindung (Steckverbinder und Gegensteckverbinder zusammengesteckt) realisiert. Im Folgenden wird der Stand der Technik sowie die Erfindung bis zum Beginn der nachfolgenden Figurenbeschreibung in dieser Patentanmeldung noch einmal mit anderen Worten wiedergegeben. Die Erfindung betrifft eine Zugentlastung für einen an einer geschirmten Leitung angeordneten Steckverbinder. Hierfür ist es wichtig, dass die Schirmung (zum Beispiel ein Abschirmgeflecht oder eine Schirmfolie) einer Leitung (zum Beispiel ein Koaxialkabel oder eine Twisted-Pair-Leitung oder dergleichen) mit einem Gehäuse eines Steckverbinders, das elektrisch leitfähig ist, verbunden, also elektrisch kontaktiert wird. Dies ist erforderlich, um eine durchgehende Abschirmung von der Leitung über den Steckverbinder zu einem Gegensteckverbinder, der ebenfalls an einer geschirmten Leitung angeschlossen ist, zu übertragen, mithin durchzuschleifen.

Gleichzeitig ist eine dauerhafte mechanische Anordnung der Leitung an dem Steckverbinder (und auch an dem Gegensteckverbinder an dessen Leitung) sicherzustellen, damit Zug- und/oder Druckkräfte, die auf die Leitung und/oder den (Gegen)Steckverbinder wirken können, nicht auf zumindest einen Kontaktpartner des (Gegen)Steckverbinders beziehungsweise die Verbindung zwischen der Abschirmung der Leitung und dem Gehäuse des (Gegen)Steckverbinders einwirken, was in nachteiliger Weise zu einer Unterbrechung der elektrischen Kontaktierung führen kann.

Ein gattungsgemäßer Steckverbinder ist aus der DE 10 2009 016 227 A1 bekannt. Beschrieben wird ein Steckverbinder zur Anbindung an ein Koaxialkabel, welches einen Innenleiter, einen geflochtenen Außenleiter sowie eine Isolierung zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter aufweist, sowie auch einen Schutzmantel, der die vorgenannten Komponenten umgibt, wobei an einem freien Endabschnitt des Koaxialkabels ein erstes rohrförmiges Bauteil zwischen die Isolierung und den Außenleiter des Koaxialkabels eingefügt ist und ein zweites rohrförmiges Bauteil mit dem ersten rohrförmigen Bauteil unter Einschluss des Außenleiters formschlüssig verbunden ist, wobei das zweite rohrförmige Bauteil eine zum Endabschnitt des Koaxialkabels geöffnete Hülse ausbildet.

Der Stand der Technik verwendet eine geschlitzte Innenhülse - die Hülse nach der Erfindung ist rotationssymmetrisch.

Der Stand der Technik crimpt die Außenhülse nur auf den Schirm - die Hülse nach der Erfindung crimpt zusätzlich den Leitungsmantel.

Der Stand der Technik crimpt die äußere Hülse nicht, sondern montiert diese nur - keine Abdichtung und auch keine Zugentlastung gegeben. Dadurch wird keine bis nur eine sehr geringe Zugentlastung des Steckers über den Schirm erreicht.

Nach der Erfindung wird beispielsweise entlang der Hülse an einer Stelle die Crimpung für die elektrische Verbindung zwischen Hülse und dem Schirm erzeugt. Weiter hinten in axialer Richtung betrachtet erfolgt unabhängig von der ersten Crimpung (Hülse zu Schirm) eine zweite unabhängig zu gestaltende und einzustellende Crimpung, die nur die Zugentlastung vom Leitungsmaterial erzeugen muss und somit eine funktionelle Entlastung der Schirm-Crimpstelle ermöglicht. Damit kann vermieden werden, dass sich seitliche oder kreisförmige Kabelbewegungen im Abgangsbereich vom Kabel direkt auf die Crimpzone zwischen Hülse und Schirm auswirken können. Durch diese Art der Abstützung (Hebel) reduzieren sich die möglichen Relativbewegungen und Kräfte zwischen Schirm und Hülse. Diese getrennte und somit bessere Absicherung gegen Bewegung in der Kontaktzone ist für die Funktionssicherheit von entscheidender Bedeutung. Die Abschirmung wird somit über die gesamte Steckverbindung (Steckverbinder und Gegensteckverbinder zusammengesteckt) realisiert. Die Erfindung betrifft somit ein Schirmkontaktierungs- und Zugentlastungskonzept, insbesondere für eine Einzelader-Anwendung.

Die Stützhülse wird unter der Abschirmung, insbesondere einem Schirmgeflecht, der Leitung montiert, wobei das Schirmgeflecht entgegen dem Stand der Technik nicht um 180° umgelegt wird, sondern gerade in axialer Richtung der Leitung, insbesondere in Steckrichtung des Steckverbinders, verläuft. Zusätzlich wird die äußere Crimphülse auf den Leitungsmantel gecrimpt, um zusätzliche Stabilität hinsichtlich Zugentlastung und/oder Vibration und/oder Dichtheit zu garantieren. (Gegen)Steckverbinder mit einem elektrisch leitfähigen Gehäuse, in dem zumindest ein Kontaktpartner angeordnet ist und der an einem Ende einer eine Abschirmung aufweisenden Leitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützhülse vorgesehen ist, wobei die Stützhülse unter der Abschirmung, insbesondere einem Schirmgeflecht, der Leitung und somit auf der Isolation des elektrischen Leiters der Leitung montiert wird, wobei das Schirmgeflecht entgegen dem Stand der Technik nicht um 180° umgelegt wird, sondern gerade in axialer Richtung der Leitung, insbesondere in Steckrichtung des Steckverbinders, verläuft, und zusätzlich eine äußere Crimphülse auf den Leitungsmantel gecrimpt wird, um zusätzliche Stabilität hinsichtlich Zugentlastung und/oder Vibration und/oder Dichtheit zu garantieren.

Option: Das konstruktive Prinzip nach der Erfindung wird nicht im Zusammenhang mit einem (Gegen)Steckverbinder angewandt, sondern nur im Zusammenhang mit der Leitung und/oder beim Anschluss der Leitung oder des (Gegen)Steckverbinders an einem Gehäuse eines elektrischen Gerätes.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind.

Es zeigen:

Figur 1 : zwei Kabel, deren Enden gemäß der Erfindung ausgebildet sind,

Figur 2: einen Schnitt durch ein Kabel mit erfindungsgemäßer Ausgestaltung des

Endbereichs,

Figur 3: einen Steckverbinder mit angefügtem Kabel und einen Gegensteckverbinder und

Figur 4: eine Anordnung nach dem Stand der Technik.

In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit der Bezugsziffer 1 ein Kabel bezeichnet, das in diesem Ausführungsbeispiel als Koaxialkabel ausgebildet ist und einen Innenleiter 2, eine Abschirmung 3, eine Isolierung 4 zwischen dem Innenleiter und der Abschirmung und einen Mantel 5 aufweist, der die vorgenannten Komponenten umgibt. Kurz vor Ende der Isolierung 4 ist auf dieser eine rohrförmige Stützhülse 6 angeordnet, die ohne Schlitz ringförmig ausgeführt ist. Die Stützhülse 6 ist zwischen der Isolierung 4 und der erweiterten Abschirmung 3 eingebaut. Das der Stützhülse 6 zugewandte Ende des Mantels 5 ist abgesetzt und trägt eine Außenhülse 7, die auch die erweiterte Abschirmung 3 und die Stützhülse 6 umschließt. Zur Erhöhung der Festigkeit ist die Außenhülse 7 als Crimphülse ausgebildet und umschließt das Ende des Mantels 5 und die Abschirmung 3 nebst Stützhülse 6 mittels Crimpungen. Auch die Stützhülse 6 kann als Crimphülse ausgebildet und auf der Isolierung 4 fixiert sein. Die Außenhülse 7 kann elektrisch leitend sein und mit einem Gehäuse 8 elektrisch (insbesondere dann, wenn das Gehäuse 8 aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht) und mechanisch (unabhängig davon, ob das Gehäuse 8 aus einem elektrisch leitfähigen Material oder aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material besteht) verbunden sein, das mit einem Gehäuse eines Gegensteckverbinders in Wirkverbindung treten kann. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Gehäuse 8 und auch das Gehäuse des Gegensteckverbinders aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, da somit sichergestellt werden kann, dass die Abschirmung über die Steckverbindung hinweg, die von dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder gebildet wird, sichergestellt ist.

Wie Figur 3 zu entnehmen ist, ist ein Freiraum 9 vorgesehen, in den die Abschirmung 3 umgreifend zwischen den Stirnseiten des Mantels 5 und der Stützhülse 6 eingefügt ist. Alternativ kann die Außenhülse 7 auch einen Innenbund aufweisen, auf den die Abschirmung 3 umgreifend zwischen den Stirnseiten des Mantels 5 und der Stützhülse 6 aufgelegt, eingefügt, aufgecrimpt oder dergleichen ist.

Mit der Bezugsziffer 10 ist ein Verriegelungselement dargestellt, welches nach dem Zusammenstecken von Steckverbinder und Gegensteckverbinder betätigt wird, um ein unbeabsichtigtes Auseinanderstecken der Steckverbindung zu verhindern. Ein solches Verriegelungselement 10, auch als CPA bezeichnet, ist grundsätzlich bekannt. Dieses Element 10 kann aus einem Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff bestehen und hat in der Regel nur eine mechanische, aber keine elektrische Funktion. Wie der Figur 3 ebenfalls entnommen werden kann, hat die Außenhülse 7 an ihrem unteren Ende (bei Betrachtung der Figur 3) einen Verstärkungsbereich 11, der sich über den zylinderförmigen Verlauf der Außenhülse 7 nach innen und/oder nach außen (in Figur 3 sowohl nach innen als nach außen) erstreckt. Anstelle eines solchen Verstärkungsbereiches 11 kommt auch ein gerader zylinderförmige Verlauf, eine Aufweitung, zum Beispiel eine konische oder trompetenförmige Aufweitung oder dergleichen in Betracht. Mit diesem Endbereich der Außenhülse 7 erfolgt deren elektrische Verbindung, gegebenenfalls auch eine mechanische Verbindung im Sinne einer Führungshilfe, zu einem korrespondierenden elektrisch leitfähigen Bereich des Gegensteckverbinders, um die Abschirmung über die Steckverbindung hinweg sicherzustellen.

Figur 4 schließlich zeigt eine Anordnung nach dem Stand der Technik.

Bezugszeichenliste

I Kabel 2 Innenleiter

3 Abschirmung

4 Isolierung

5 Mantel

6 Stützhülse 7 Außenhülse

8 Gehäuse

9 Freiraum (alternativ Innenbund)

10 Verriegelungselement

I I Verstärkungsbereich

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung, umfassend einen Steckverbinder und ein daran angeschlossenes Kabel (1), welches einen Innenleiter (2), eine Abschirmung (3), eine Isolierung (4) zwischen dem Innenleiter (2) und der Abschirmung (3) und einen Mantel (5) aufweist, der die vorgenannten Komponenten umgibt, wobei an einem freien Endabschnitt des Kabels (1) eine Hülse zwischen die Isolierung (4) und die Abschirmung (3) eingefügt ist und ein rohrförmiges Bauteil die Abschirmung (3) und die Hülse umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse als ungeschützte Stützhülse (6) ausgebildet ist und dass das rohrförmige Bauteil als Außenhülse (7) ausgeführt ist, das zusätzlich zur Abschirmung (3) mit Stützhülse (6) auch einen Abschnitt des Mantels (5) umgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (7) als Crimphülse ausgebildet ist, die auf dem Mantel (5) und/oder der Abschirmung (3) mit Stützhülse (6) gecrimpt ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülse (7) einen Innenbund (9) aufweist, der zwischen den Stirnseiten des Mantels (5) und der Stützhülse (6) angeordnet ist und die Abschirmung (3) umgreifend bis zur Isolierung (4) reicht.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnseiten des Mantels (5) und der Stützhülse (6) ein Abstand, insbesondere ausgestaltet als Freiraum, vorgesehen ist, in dem die Abschirmung (3) geführt, insbesondere konisch geführt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (3) bis zum äußeren freien Ende der Stützhülse (6) geführt ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (6) als Crimphülse ausgebildet und auf der

Isolierung (4) gecrimpt ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Abschnitts des Mantels (5) als Sitz der Außenhülse (7) und der Außendurchmesser der Abschirmung (3) auf der Stützhülse (6) dieselben Abmessungen aufweisen.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (6) und/oder die Außenhülse (7) elektrisch leitfähig ausgeführt sind und mit einem elektrisch leitfähigen Gehäuse eines Steck oder Gegensteckverbinders in Verbindung stehen.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (1) ein Koaxialkabel oder eine Twisted-Pair-Leitung ISt.