EP4092844A1 - Elektrischer steckverbinder und verfahren zur montage einer elektrischen steckverbinderanordnung - Google Patents

Elektrischer steckverbinder und verfahren zur montage einer elektrischen steckverbinderanordnung Download PDF

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EP4092844A1
EP4092844A1 EP21174630.0A EP21174630A EP4092844A1 EP 4092844 A1 EP4092844 A1 EP 4092844A1 EP 21174630 A EP21174630 A EP 21174630A EP 4092844 A1 EP4092844 A1 EP 4092844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
cable
connector
conductor
cleaning tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21174630.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Wimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG filed Critical Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority to EP21174630.0A priority Critical patent/EP4092844A1/de
Priority to US17/735,279 priority patent/US11936150B2/en
Publication of EP4092844A1 publication Critical patent/EP4092844A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/002—Maintenance of line connectors, e.g. cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/56—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency specially adapted to a specific shape of cables, e.g. corrugated cables, twisted pair cables, cables with two screens or hollow cables
    • H01R24/564—Corrugated cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector for an electrical cable, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to an electrical connector assembly.
  • the invention also relates to a method for assembling an electrical connector assembly.
  • a corrugated cable is typically connected to a suitable coaxial connector in the field.
  • a coaxial connector for a corrugated cable is therefore also referred to as a "field-installable connector”.
  • US 9,172,156 B2 discloses an electrical connector assembly formed from such a field-installable coaxial connector and corrugated coaxial cable.
  • the cable Before the cable is installed in the connector, the cable usually has to be pre-assembled, which sometimes also has to be done on site and by hand done by a fitter.
  • the electrical conductors of the cable are exposed or made accessible for contacting with the contact elements of the connector.
  • the cable can then be pressed and/or screwed into the connector, for example.
  • the exposed conductors are usually cleaned on site immediately before insertion into the connector. Special cleaning tools are used for this.
  • a particular difficulty when cleaning the electrical conductors is to ensure, despite the sometimes difficult working conditions (for example at a dizzy height on a mobile phone mast), that the electrical conductors are not damaged by the cleaning measures, for example scratched.
  • the object of the present invention is to provide an electrical connector, preferably a field-installable connector, which can be reliably connected to an electrical cable with little effort and which can preferably be suitable for use in high-frequency technology.
  • an electrical connector arrangement made up of a cable and a connector, preferably a connector that can be installed in the field, which can be reliably installed with little effort and which can preferably be suitable for use in high-frequency technology.
  • the object is achieved for the electrical connector with the features listed in claim 1. With regard to the electrical connector arrangement, the object is achieved by the features of claim 12. Regarding the method for assembling the connector arrangement, the object is achieved by claim 14.
  • An electrical plug connector for an electrical cable having a contact element for connection to an electrical conductor of the electrical cable.
  • the electrical connector is preferably a connector for high-frequency technology.
  • the electrical connector is a coaxial connector having an outer conductor contact element and an inner conductor contact element.
  • the electrical cable is preferably a coaxial cable with an outer conductor and an inner conductor routed coaxially in the outer conductor.
  • the invention can be suitable for use with any plug connector and any cable, for example also for use with non-coaxial plug connectors or cables and in particular also for plug connectors/cables with several inner conductor contact elements/inner conductors and for use with unshielded electrical plug connectors/cables .
  • the electrical connector is a field-installable connector that can be manually connected to the electrical cable by an installer at the site of later use (e.g., at a construction site).
  • the electrical connector has an integrated cleaning tool for the electrical conductor.
  • the cleaning tool is arranged on the cable side in front of the contact element along a feed direction for the electrical cable.
  • the cleaning tool is preferably permanently accommodated in the electrical connector, that is to say an integral part of the electrical connector.
  • the cleaning tool is therefore preferably still present in the connector when the connector or the connector arrangement is fully assembled.
  • the cleaning tool is preferably not part of the contact element of the plug connector, but instead is formed independently of the contact element of the plug connector.
  • the cleaning tool is preferably spaced axially along the longitudinal axis of the connector from the contact element. In this way, the cleaning tool can fulfill its cleaning function and also an additional supporting function particularly well.
  • the cleaning tool is designed to remove or at least hold back particles adhering to the electrical conductor, residues of a casing and/or dirt before the electrical conductor makes contact with the contact element of the electrical connector downstream in the feed direction during the assembly of the connector or with the contact element of the connector is connected.
  • the electrical properties of the fully assembled plug connector can also be optimized compared to assembly with manual cleaning, since the electrical contact between the electrical conductor and the contact element of the plug connector can be improved by the guaranteed reliable cleaning.
  • the cleaning tool can be designed particularly advantageously for scraping off the dirt on the electrical conductor, but preferably without scratching the electrical conductor or damaging it in any other way.
  • the material of the cleaning tool is preferably less hard than the material of the electrical conductor, but possibly harder than the material of the impurities/encapsulation residues to be expected.
  • the cleaning tool can also provide a supporting or guiding function for the electrical conductor in the connector. Because the electrical conductor can be guided by the cleaning tool, the electrical conductor can optionally also be reliably electrically insulated from other conductive components, for example other electrical conductors or contact elements.
  • the cleaning tool can be designed in the form of a sleeve and have a through hole for the electrical conductor to be passed through, preferably for the electrical conductor to be passed through with a precise fit.
  • the inner diameter of the through hole can correspond to an outer diameter of the electrical conductor or at least essentially correspond to it.
  • the inner diameter of the through hole preferably deviates at most +/- 5% from the outer diameter of the electrical conductor, particularly preferably by a maximum of +/- 4%, very particularly preferably by a maximum of +/- 3%, more preferably by a maximum of +/- 2%, even more preferably by a maximum of + /- 1%, for example by a maximum of +/- 0.5%.
  • the inside diameter of the through hole of the cleaning tool is smaller than the outside diameter of the electrical conductor, preferably a maximum of 5% smaller, particularly preferably a maximum of 4% smaller, very particularly preferably a maximum of 3% smaller, more preferably is at most 2% smaller, more preferably at most 1% smaller, for example at most 0.5% smaller.
  • the inner diameter of the through hole of the cleaning tool is larger than the outer diameter of the electrical conductor, preferably at most 5% larger, particularly preferably at most 4% larger, very particularly preferably at most 3% larger, more preferably at most 2% greater, more preferably at most 1% greater, for example at most 0.5% greater.
  • the inner diameter of the through hole can deviate from the outer diameter of the electrical conductor by up to +/- 0.5 mm, but preferably only up to +/- 0.1 mm, particularly preferably only up to +/- 0.05 mm. for example only up to +/- 0.01 mm.
  • the outer diameter of the electrical conductor can be, for example, 1.0 mm to 10 mm, preferably 1.9 mm to 4.9 mm.
  • the downstream contact element of the electrical connector in the feed direction is contacted or connected to the contact element of the connector.
  • the cleaning tool can be cylindrical and have a cylinder jacket for insertion into the electrical conductor, preferably for insertion into the electrical conductor with a precise fit.
  • the cylindrical cleaning tool can have an outer diameter which corresponds or at least essentially corresponds to an inner diameter of the electrical conductor.
  • the outer diameter of the cylindrical cleaning tool preferably deviates from the inner diameter of the electrical conductor by a maximum of +/- 5%, particularly preferably by a maximum of +/- 4%, very particularly preferably by a maximum of +/- 3%, more preferably by a maximum of +/- 2%, more preferably by a maximum of +/- 1%, for example by a maximum of +/- 0.5%.
  • the outer diameter of the cylindrical cleaning tool is larger than the inner diameter of the electrical conductor, preferably a maximum of 5% larger, particularly preferably a maximum of 4% larger, very particularly preferably a maximum of 3% larger, more preferably a maximum of 2%. is greater, even more preferably at most 1% greater, for example at most 0.5% greater.
  • the outer diameter of the cylindrical cleaning tool is smaller than the inner diameter of the electrical conductor, preferably a maximum of 5% smaller, particularly preferably a maximum of 4% smaller, very particularly preferably a maximum of 3% smaller, more preferably a maximum of 2 % is smaller, more preferably at most 1% smaller, for example at most 0.5% smaller.
  • the particles adhering to the electrical conductor remains of a covering and/or dirt can be removed or at least retained before the electrical Head in the context of connector assembly contacted in the feed direction downstream contact element of the electrical connector or is connected to the contact element of the connector.
  • the electrical plug connector can have a cable accommodation chamber for the electrical cable.
  • components for sealing such as sealing rings, and/or components for fastening the cable in the connector, such as compression sleeves, threaded connections or the like, can be provided in the cable receiving chamber.
  • Means for strain relief can also be provided.
  • the electrical cable for example the cable sheath of the cable and/or the outer conductor of the cable, is preferably mechanically fastened in the cable receiving chamber of the connector.
  • the cleaning tool is arranged along the feed direction between the contact element and the cable receiving chamber of the plug connector.
  • the cable accommodation chamber can be formed within a housing component of the connector, for example a housing shell or a housing sleeve.
  • the housing component can be designed to be electrically conductive (for example made of a metal) or be designed to be electrically non-conductive (for example made of a plastic).
  • a combination of conductive and non-conductive materials can also be provided.
  • the cleaning tool can be attached to the inside of the housing component of the electrical connector.
  • the cleaning tool can, for example, be pressed inside the housing component of the electrical connector and/or rest against a radial shoulder.
  • the cleaning tool can also be designed in one piece with the housing component of the connector.
  • the cleaning tool is made of an electrically non-conductive material.
  • the cleaning tool is preferably made of a plastic.
  • the cleaning tool can be designed in one piece or in several pieces.
  • one or more Components of the cleaning tool can be made of an electrically non-conductive material and one or more components can be made of an electrically conductive material.
  • the cleaning tool has an elevation tapering in the direction of the cable on its cable-side end face.
  • the elevation tapering to a point is preferably directly adjacent to the through-hole or extends axially as an extension of the through-hole.
  • the through hole can extend through the pointed elevation.
  • the contamination or remains of the sheathing can be safely and cleanly discharged laterally from the electrical conductor of the cable due to the raised elevation.
  • the elevation tapering to a point preferably has a conical course.
  • the cleaning tool has a cleaning element through which the through hole extends.
  • the cleaning element can be, for example, a sealing lip (e.g. made of rubber) or a shaped blade adapted to the circumference of the electrical conductor (for example a shaped blade made of plastic).
  • the cleaning tool can optionally have sharp-edged edges or cleaning elements in order to enable the dirt or coating residues on the electrical conductor to be scraped off.
  • sharp-edged edges or cleaning elements in order to enable the dirt or coating residues on the electrical conductor to be scraped off.
  • flexible or elastic cleaning elements can also be advantageous.
  • the cleaning tool has a drogue section facing the electrical cable and/or a chamfer and/or a cone.
  • the cleaning tool is designed to be rotationally symmetrical.
  • the cleaning tool is preferably arranged coaxially to a longitudinal axis of the electrical plug connector and/or the electrical cable.
  • the cleaning tool can have any desired geometry and thus in particular not only be suitable for treating a circular electrical conductor or a coaxial cable.
  • the through-hole or the cylinder jacket can also be rectangular, for example also square, in order to treat, for example, a rectangular electrical conductor such as a busbar.
  • An elliptical, star-shaped or other geometry of the through hole or of the cylinder jacket can also be provided.
  • the inside diameter of the through hole or the outside diameter of the cylinder jacket is dimensioned in such a way that when the electrical conductor is passed through or inserted into the electrical conductor, a fluid-tight connection is created between the cleaning tool and the electrical conductor .
  • a gas-tight and/or liquid-tight connection can be provided between the cleaning tool and the electrical conductor. Essentially, however, it is important that the dirt adhering to the electrical conductor, the particles and/or the remains of the covering are sufficiently kept away. A fluid-tight connection is therefore not absolutely necessary, in particular but advantageous for a thorough cleaning of the electrical conductor from, for example, very small particles.
  • a suitable geometry in particular an axial and/or radial extent, symmetry/asymmetry
  • choice of material for the cleaning tool can advantageously be determined within the framework of simulations or calculations.
  • the electrical connector has a compression sleeve and a stop element.
  • the stop element can be arranged axially adjacent to the compression sleeve in the feed direction of the electrical cable.
  • the compression sleeve can have a thread-shaped inner lateral surface, which is designed to be screwed to a thread-shaped outer lateral surface of an outer conductor of the electrical cable.
  • the compression sleeve and the stop element can be arranged and designed within the electrical connector such that an axial end of the outer conductor can be clamped between an axial end area of the compression sleeve adjacent to the stop element and an axial end area of the stop element adjacent to the compression sleeve.
  • the stop element can preferably be made of a metallic material, and the compression sleeve can be made of a metallic or non-metallic material.
  • the cable can be connected to the connector on site using a suitable mechanical, hydraulic, pneumatic or electrical tool, which presses the cable to the connector on the inner and outer conductor side.
  • a suitable mechanical, hydraulic, pneumatic or electrical tool which presses the cable to the connector on the inner and outer conductor side.
  • an axial end of a rigid inner conductor of the cable can be pressed into a socket-shaped inner conductor contact element of the connector and an axial end of an outer conductor of the cable between the stop element and the compression sleeve of the connector.
  • a connector is also called due to the pressing of cable and connector Compression connector called.
  • the cable and the plug connector can also be screwed together or some other fastening technique can be used.
  • the inner conductor contact is preferably a radial contact, while the outer conductor contact is preferably a contact with an axial and a radial component.
  • the cable whose outer conductor preferably has a thread-shaped outer surface, can be screwed into the compression sleeve of the connector, which can have a corresponding, thread-shaped inner surface.
  • the stop element and the compression sleeve are each a preferably sleeve-shaped body.
  • the axial end area of the compression sleeve and the axial end area of the stop element are each preferably a sleeve-shaped body.
  • a longitudinal axis of the stop element, the compression sleeve and the axial end area of the stop element or the compression sleeve therefore runs along the center of rotation of the respective element or the respective end area.
  • a normal vector of a plane or any other surface is to be understood here and in the following as a vector which has an orientation perpendicular to the extension of the plane or surface.
  • a longitudinal axis of the compression sleeve is tilted by a tilting angle at least in the axial end area of the compression sleeve relative to a longitudinal axis of the stop element at least in the axial end area of the stop element.
  • a normal vector of a plane which is spanned by an edge between an end face and an inner lateral surface of the stop element, is rotated by an orientation angle relative to the longitudinal axis of the compression sleeve.
  • the edge has a helical course in a longitudinal axis direction of the connector.
  • the finding/idea on which the above configurations are based is to shape the stop surface of the stop element, against which the axial end of the outer conductor of the cable with the compression sleeve is pressed when the connector and the cable are assembled, in such a way that the foremost turn opposite the stop element of the internal thread formed in the compression sleeve runs as parallel as possible to the stop face of the stop element over as large an angular segment as possible of the sleeve-shaped circumference.
  • the outer conductor of the cable can be optimally clamped in the outer conductor contact element of the connector, and thus the formation of an optimal contact pressure between the outer conductor and the outer conductor contact element, advantageously over a larger angular segment, preferably at least over half a turn of the thread and at best over the entire turn of the thread will.
  • the occurrence of passive intermodulation and impedance disturbances in the transition between the cable and the connector can be significantly reduced.
  • the invention also relates to an electrical connector arrangement, having an electrical connector according to the statements above and below and the electrical cable, the electrical conductor of which is connected to the contact element of the electrical connector.
  • the electrical plug connector can have any number of contact elements and the electrical cable can have any number of electrical conductors.
  • several cleaning tools can optionally also be provided in order to clean several electrical conductors according to the invention before connection to the respective contact element.
  • a common cleaning tool for cleaning several electrical conductors can also be provided.
  • the electrical cable is a coaxial cable.
  • the electrical cable is preferably a corrugated cable.
  • the cable can be any cable.
  • the invention can also be suitable, for example, for treating a high-voltage cable that has an electrical conductor designed as a busbar or is designed as a busbar.
  • the electrical conductor of the electrical cable is an inner conductor, with the contact element of the electrical plug connector being an inner conductor contact element.
  • the inner conductor contact element can have a socket-shaped end section for connection to the inner conductor of the electrical cable (for example a spring cage with one or more spring shackles), but can also be designed as a single spring shackle, contact pin or end contact.
  • the electrical conductor of the electrical cable can be an outer conductor, with the contact element of the electrical plug connector being an outer conductor contact element.
  • the outer conductor contact element can have a socket-shaped end section for connection to the outer conductor of the electrical cable (for example a spring cage with one or more spring shackles), but can also be designed as a single spring shackle, contact pin or end contact.
  • the invention also relates to an electrical plug connection, having an electrical plug connector arrangement according to the above and following statements and a corresponding electrical mating connector.
  • an electrical connector can be provided with a field-installable connector that has an inherent support and scraping function for cleaning electrical conductors of an electrical cable through the integrated cleaning tool.
  • the cleaning of the electrical conductor is thus integrated into the plug connector and is carried out automatically when the plug connector is pressed, screwed or otherwise fastened to the cable.
  • the cleaning step of the electrical conductor can take place synchronously with the assembly step or with the insertion of the electrical conductor into the electrical cable. An additional cleaning tool and an additional cleaning step are therefore not required.
  • the method is preferably a method that can be carried out manually by a fitter at the intended place of use of the connector arrangement.
  • the method can have any further method steps, for example method steps for prefabricating the electrical cable, for partial or preassembly of the electrical connector, for pressing and/or screwing the cable end into the connector, etc.
  • the electrical conductor is preferably treated by guiding the electrical conductor through a through hole in the cleaning tool (preferably with a precise fit) or by inserting a cylinder jacket of the cleaning tool into the electrical conductor (preferably with a precise fit) in order to remove the particles adhering to the electrical conductor, Remove or at least hold back residues of a covering and/or dirt.
  • the invention is particularly suitable for use in high-frequency technology, for example for installing mobile radio components on transmission masts.
  • the values and parameters described here are deviations or fluctuations of ⁇ 10% or less, preferably ⁇ 5% or less, more preferably ⁇ 1% or less, and very particularly preferably ⁇ 0.1% or less of the respectively named Include value or parameter, provided that these deviations are not excluded in the implementation of the invention in practice.
  • the specification of ranges by means of initial and final values also includes all those values and fractions that are enclosed by the range specified in each case, in particular the initial and final values and a respective mean value.
  • the invention also relates to an electrical connector independent of claim 1, having an integrated cleaning tool for an electrical conductor of an electrical cable.
  • the further features of claim 1 and the dependent claims as well as the features described in the present description relate to advantageous embodiments and variants of this electrical connector.
  • the Figures 1 and 2 show an electrical connector assembly 1 in two assembly states.
  • the electrical connector arrangement 1 In the installed state, the electrical connector arrangement 1 has an electrical connector 2 and an electrical cable 3 connected to the electrical connector 2 .
  • the electrical connector arrangement 1, the electrical connector 2 and the electrical cable 3 are, for example, each designed coaxially for the transmission of a high-frequency signal.
  • the electric cable 3 has an inner conductor 4 , a dielectric 5 concentrically enclosing the inner conductor 4 , an outer conductor 6 concentrically enclosing the dielectric 5 , and a cable jacket 7 concentrically enclosing the outer conductor 6 .
  • the outer conductor 6 is designed as a corrugated metal tube. Such an electrical cable 3 is also referred to as a "corrugated cable”.
  • the area between the corrugated metal tube of the outer conductor 6 and the dielectric 5 is preferably filled with air to allow the electric cable 3 to bend easily.
  • the inner conductor 4 can also optionally be in the form of a corrugated metal tube.
  • the electrical connector 2 has an inner conductor contact element 8, an outer conductor contact element 9 and an insulator element 10 between the inner conductor contact element 8 and the outer conductor contact element 9 is arranged.
  • the insulator element 10 spaces the inner conductor contact element 8 coaxially to the outer conductor contact element 9 and insulates the two contact elements 8, 9 electrically from one another.
  • the inner conductor contact element 8 On the cable side, the inner conductor contact element 8 has a socket-shaped end section 11 designed as a spring contact sleeve for receiving and for a non-positive connection with the inner conductor 4 of the cable 3 .
  • the inner conductor contact element 8 On the plug side, however, the inner conductor contact element 8 has a pin-shaped end 12 for contacting or for connection to a socket-shaped mating contact element of an electrical mating connector.
  • the mating connector is not shown in the exemplary embodiments.
  • the end of the inner conductor contact element 8 on the plug side can also be designed in the form of a socket.
  • the outer conductor contact element 9 is designed in the form of a sleeve, for example.
  • An annular metallic stop element 13 is arranged on a shoulder formed on the inner lateral surface of the outer conductor contact element 9 in the direction of the cable 3 .
  • the stop element 13 is preferably connected to the outer conductor contact element 9 by means of a press fit. In principle, however, other fastening techniques are also possible, such as a screw connection or a soldered connection. Alternatively, the stop element 13 can also be connected in one piece to the outer conductor contact element 9 .
  • a compression sleeve 14 is provided axially adjacent to the stop element 13 , upstream along a feed direction x for the electric cable 3 .
  • the inner lateral surface of the compression sleeve 14 is thread-shaped, which corresponds to a thread-shaped outer lateral surface of the outer conductor 6 of the cable 3 and consequently has the same thread pitch and the same tooth flank shape and size.
  • the cable 3 is screwed into the compression sleeve 14 with the outer conductor 6 exposed from the cable jacket 7 .
  • the electrical plug connector 2 has a suitable cable accommodation chamber 15 for the electrical cable 3 .
  • a longitudinal section of the axial end of the outer conductor 6 is unscrewed from the foremost turn of the thread-shaped inner lateral surface of the compression sleeve 14, which is then used for reliable clamping between the Stop element 13 and the compression sleeve 14 can be used ( figure 2 shows a state shortly before clamping).
  • the mechanical attachment of the plug connection from the electrical connector 2 and the electrical mating connector can be done in a known manner, for example via a union nut 16 which is movably attached to the connector 2.
  • the internal thread formed on the inner surface of the union nut 16 can be screwed to a corresponding external thread that is formed on the outer surface of the outer conductor contact element 9 of the mating connector.
  • an integrated cleaning tool 17 for the electrical conductor 4, 6 is provided within the electrical connector 2, which is arranged on the cable side in front of the contact element 8, 9 along the feed direction x for the electrical cable 3.
  • the cleaning tool 17 is thus arranged between the cable receiving chamber 15 of the connector 2 and the contact element 8, 9 of the connector 2 and is attached to the inside of a housing component of the electrical connector 2.
  • the housing component can be a housing shell or a housing sleeve 18, for example.
  • the housing component in which the cleaning tool is attached is the outer conductor contact element 9 of the connector 2.
  • the cleaning tool 17 can be used to remove or at least hold back particles adhering to the electrical conductor 4, 6, residues of a covering and/or dirt before the electrical conductor 4, 6, during the assembly of the connector, has contact element 8, 9 of the electrical Connector 2 contacted.
  • the principle of the invention in the Figures 1 and 2 initially shown for cleaning the inner conductor 4 of the electrical cable 3 is not to be understood as limiting.
  • any inner lateral surface or outer lateral surface of any electrical conductor 4, 6 of the cable 3 can be treated by means of a proposed cleaning tool 17 integrated into the connector 2.
  • FIG. 1 and 2 shows a first, preferred development of the invention, according to which the cleaning tool 17 is sleeve-shaped and has a through-bore 19 for the electrical conductor 4, 6 to be passed through with a precise fit, the through-bore 19 having an inner diameter which corresponds to an outer diameter of the electrical conductor 4, 6 or which is (slightly) smaller than the outer diameter of the electrical conductor 4, 6.
  • the inner diameter of the through hole 19 can be dimensioned, for example, such that when the electrical conductor 4, 6 or the inner conductor 4 is passed through between the cleaning tool 17 and the Inner conductor 4 creates a fluid-tight connection, for example a gas-tight and/or liquid-tight connection.
  • the cleaning tool 17 is preferably made of an electrically non-conductive material, in particular a plastic. In principle, however, it can also already be sufficient if only the area of the cleaning tool 17 that is in direct contact with the electrical conductor 4, 6 consists of one non-conductive material is formed. In principle, however, the cleaning tool 17 can also be made of a conductive material.
  • the cleaning tool 17 can also be designed in one piece with the electrical connector 2, for example the housing component 9, 18 of the electrical connector 2, for example the outer conductor contact element 9 of the electrical connector 2.
  • the cleaning tool 17 can have a cleaning element 20 through which the through hole 19 extends, for example a sealing lip or a shaped blade adapted to the outer circumference of the electrical conductor 4, 6.
  • the cleaning tool 17 is designed to be rotationally symmetrical and is arranged coaxially to the longitudinal axis L of the electrical plug connector 2 .
  • the cleaning tool 17 can have a drogue function, for example a drogue section, a chamfer or the like, in order to facilitate the insertion of the electrical conductor 4, 6.
  • a drogue function for example a drogue section, a chamfer or the like, in order to facilitate the insertion of the electrical conductor 4, 6.
  • FIG 3 shows a cleaning tool 17 according to a further exemplary embodiment in an individual representation.
  • the cleaning tool 17 can optionally have an elevation 22 on its cable-side end face 21 that tapers in the direction of the cable 3 and that is preferably directly adjacent to the through hole 19.
  • the cleaning tool 17 can also be advantageously suitable for treating the outer conductor 6 of the electrical cable 3 or for an electrical conductor 4, 6 which is designed in the form of a sleeve.
  • FIG 4 a second variant of the invention is shown, in which the cleaning tool 17 is cylindrical and has a cylinder jacket for precisely fitting insertion into the outer conductor 6, the outer diameter of the cylindrical cleaning tool 17 corresponding to the inner diameter of the outer conductor 6 or being larger than the inner diameter of the outer conductor 6.
  • webs or other holding devices can be provided, for example, not shown, wherein the Outer conductor 6 of the cable 3, in the embodiment of figure 4 a smooth tube, can optionally have axial slots or other recesses (not shown) in order not to collide with the webs/holding devices of the cleaning tool 17 .
  • figure 5 shows the sequence of an exemplary method according to the invention for assembling the electrical connector arrangement 1 with three exemplary method steps.
  • the electrical connector 2 can first be provided.
  • further assembly steps for pre-assembly and/or partial assembly of the connector 2 can also be provided.
  • the electrical cable 3 can already be preassembled for use with the plug connector 2 .
  • the prefabrication takes place in the first place, in particular manually by a fitter on site.
  • the cable end of the cable 3 can be fed to the electrical connector 2, preferably inserted into the electrical connector 2 in order to connect the electrical conductor 4, 6 to the contact element 8, 9 of the electrical connector 2.
  • the electrical conductor 4, 6 is passed through a through hole 19 of a sleeve-shaped cleaning tool 17 integrated into the electrical connector 2 or that a cylindrical jacket of a cylindrical cleaning tool 17 integrated into the electrical connector 2 is inserted into the electrical conductor 4, 6 with a precise fit.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (2) für ein elektrisches Kabel (3), aufweisend ein Kontaktelement (8, 9) zur Verbindung mit einem elektrischen Leiter (4, 6) des elektrischen Kabels (3). Der elektrische Steckverbinder (2) weist ein integriertes Reinigungswerkzeug (17) für den elektrischen Leiter (4, 6) auf, das entlang einer Zuführrichtung (x) für das elektrische Kabel (3) kabelseitig vor dem Kontaktelement (8, 9) angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass das Reinigungswerkzeug (17) ausgebildet ist, um an dem elektrischen Leiter (4, 6) anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abzutragen oder zumindest zurückzuhalten, bevor der elektrische Leiter (4, 6) im Rahmen einer Steckverbindermontage das in Zuführrichtung (x) nachgeordnete Kontaktelement (8, 9) des elektrischen Steckverbinders (2) kontaktiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder für ein elektrisches Kabel, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Steckverbinderanordnung.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Steckverbinderanordnung.
  • Für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen über lange Kabelstrecken, beispielsweise auf Antennenmasten für Mobilfunkstationen oder für andere Sende- und Empfangsanlagen, ist eine niedrige Übertragungsdämpfung, eine hohe Schirmdämpfung und eine hohe Belastbarkeit gefordert. Die Forderung nach niedriger Übertragungsdämpfung und hoher Belastung lässt sich mit einem großen Kabeldurchmesser, insbesondere im cm-Bereich, und mit der Verwendung von geschäumtem Polyethylen für das Dielektrikum erfüllen. Eine sehr gute Schirmdämpfung wird mit einem geschlossenen Metallrohr als Außenleiter erreicht. Damit ein solches Kabel zusätzlich bei der Verlegung gebogen werden kann, ist der Außenleiter und eventuell auch der Innenleiter jeweils als ein gewelltes Metallrohr ausgeführt. Ein derartiges Kabel wird somit oft als "Wellmantelkabel" bezeichnet.
  • Ein Wellmantelkabel wird typischerweise vor Ort mit einem geeigneten koaxialen Steckverbinder verbunden. Ein derartiger koaxialer Steckverbinder für ein Wellmantelkabel wird deshalb auch als ein "feldinstallierbarer Steckverbinder" bezeichnet. Aus der US 9,172,156 B2 geht beispielsweise eine elektrische Steckverbinderanordnung aus einem derartigen feldinstallierbaren koaxialen Steckverbinder und einem koaxialen Wellmantelkabel hervor.
  • Vor der Montage des Kabels in den Steckverbinder muss das Kabel in der Regel vorkonfektioniert werden, was mitunter ebenfalls vor Ort und auf händische Weise von einem Monteur erfolgt. Hierbei werden unter anderem die elektrischen Leiter des Kabels freigelegt bzw. für die Kontaktierung mit den Kontaktelementen des Steckverbinders zugänglich gemacht. Anschließend kann das Kabel beispielsweise in den Steckverbinder eingepresst und/oder eingeschraubt werden.
  • Regelmäßig verbleiben allerdings an den freigelegten ("abisolierten") Leitern, insbesondere an einem Innenleiter des Kabels, noch Reste der ursprünglichen Umhüllung bzw. des Dielektrikums. Außerdem können sich auch andere Partikel und Verschmutzungen an den freigelegten Leitern anlagern, insbesondere da die technische Sauberkeit bei einer Feldinstallation niemals Industrie- oder gar Laborstandards erreichen kann. Die Reste der Umhüllung, Partikel und sonstigen Verschmutzungen können in Folge den elektrischen Kontakt zwischen dem elektrischen Leiter des Kabels und den Kontaktelementen des Steckverbinders verschlechtern.
  • Aus diesem Grunde werden die freigelegten Leiter auf der Baustelle unmittelbar vor dem Einführen in den Steckverbinder in der Regel gereinigt. Hierfür werden spezielle Reinigungswerkzeuge eingesetzt. Eine besondere Schwierigkeit bei der Reinigung der elektrischen Leiter ist, trotz der mitunter schwierigen Arbeitsbedingungen (beispielsweise in luftiger Höhe auf einem Mobilfunkmast), sicherzustellen, dass der elektrische Leiter durch die Reinigungsmaßnahmen nicht beschädigt wird, beispielsweise verkratzt wird.
  • Dieser zusätzliche Arbeitsschritt bei der Montage der Steckverbinderanordnung ist damit insgesamt zeitaufwändig und in hohem Maße vom Geschick des zuständigen Monteurs abhängig.
  • Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, vorzugsweise einen feldinstallierbaren Steckverbinder, der sich mit geringem Aufwand verlässlich mit einem elektrischen Kabel verbinden lässt, und der sich vorzugsweise zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik eignen kann.
  • Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Steckverbinderanordnung aus einem Kabel und einem Steckverbinder bereitzustellen, vorzugsweise einem feldinstallierbaren Steckverbinder, die sich mit geringem Aufwand verlässlich montieren lässt, und die sich vorzugsweise zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik eignen kann.
  • Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Montage einer elektrischen Steckverbinderanordnung bereitzustellen, insbesondere für eine händische Feldinstallation mit reduziertem Arbeitsaufwand.
  • Die Aufgabe wird für den elektrischen Steckverbinder mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der elektrischen Steckverbinderanordnung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Betreffend das Verfahren zur Montage der Steckverbinderanordnung wird die Aufgabe durch Anspruch 14 gelöst.
  • Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
  • Es ist ein elektrischer Steckverbinder für ein elektrisches Kabel vorgesehen, aufweisend ein Kontaktelement zur Verbindung mit einem elektrischen Leiter des elektrischen Kabels.
  • Der elektrische Steckverbinder ist vorzugsweise ein Steckverbinder für die Hochfrequenztechnik. Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder ein koaxialer Steckverbinder, der ein Außenleiterkontaktelement und ein Innenleiterkontaktelement aufweist.
  • Bei dem elektrischen Kabel handelt es sich vorzugsweise um ein Koaxialkabel mit einem Außenleiter und einem koaxial in dem Außenleiter geführten Innenleiter.
  • Grundsätzlich kann sich die Erfindung allerdings zur Verwendung mit einem beliebigen Steckverbinder und einem beliebigen Kabel eignen, beispielsweise auch zur Verwendung mit nicht koaxialen Steckverbindern bzw. Kabeln und insbesondere auch für Steckverbinder / Kabel mit mehreren Innenleiterkontaktelementen / Innenleitern sowie zur Verwendung mit ungeschirmten elektrischen Steckverbindern / Kabeln.
  • Vorzugsweise ist der elektrische Steckverbinder ein feldinstallierbarer Steckverbinder, der am Ort der späteren Verwendung (beispielsweise auf einer Baustelle) auf händische Weise von einem Monteur mit dem elektrischen Kabel verbunden werden kann.
  • Erfindungsgemäß weist der elektrische Steckverbinder ein integriertes Reinigungswerkzeug für den elektrischen Leiter auf. Das Reinigungswerkzeug ist entlang einer Zuführrichtung für das elektrische Kabel kabelseitig vor dem Kontaktelement angeordnet.
  • Vorzugsweise ist das Reinigungswerkzeug dauerhaft in dem elektrischen Steckverbinder aufgenommen, also fester Bestandteil des elektrischen Steckverbinders. Das Reinigungswerkzeug ist somit vorzugsweise auch noch im vollständig montierten Zustand des Steckverbinders bzw. der Steckverbinderanordnung in dem Steckverbinder vorhanden.
  • Es wird vorgeschlagen, das Reinigungswerkzeug in dem Steckverbinder derart anzuordnen, dass der elektrische Leiter des Kabels, wenn das Kabel im Rahmen einer Montage in den Steckverbinder eingeführt wird, zunächst mit dem Reinigungswerkzeug zur Reinigung in Kontakt kommt, bevor er mit dem Kontaktelement des Steckverbinders verbunden werden kann.
  • Das Reinigungswerkzeug ist vorzugsweise nicht Teil des Kontaktelements des Steckverbinders, sondern hingegen von dem Kontaktelement des Steckverbinders unabhängig ausgebildet. Vorzugsweise ist das Reinigungswerkzeug axial entlang der Längsachse des Steckverbinders von dem Kontaktelement beabstandet. Auf diese Weise kann das Reinigungswerkzeug seine reinigende Funktion und außerdem eine ergänzende stützende Funktion besonders gut erfüllen.
  • Erfindungsgemäß ist das Reinigungswerkzeug ausgebildet, um an dem elektrischen Leiter anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abzutragen oder zumindest zurückzuhalten, bevor der elektrische Leiter im Rahmen der Steckverbindermontage das in Zuführrichtung nachgeordnete Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders kontaktiert bzw. mit dem Kontaktelement des Steckverbinders verbunden wird.
  • Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Reinigung des elektrischen Leiters des Kabels von Partikeln, Resten der Umhüllung und/oder sonstigen Verschmutzungen automatisch während des Einführens des Kabels in den Steckverbinder erfolgt. Ein vorhergehender, separater Bearbeitungsschritt zur Reinigung des elektrischen Leiters kann damit entfallen. Die Installation bzw. Montage der Steckverbinderanordnung vor Ort wird damit vereinfacht. Die Montagedauer wird verkürzt und der Komfort für den Monteur deutlich erhöht. Nicht zuletzt ist die Montage damit auch weniger fehleranfällig und verlässlicher durchführbar.
  • Auch die elektrischen Eigenschaften des fertig montierten Steckverbinders können gegenüber einer Montage mit händischer Reinigung optimiert sein, da der elektrische Kontakt zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement des Steckverbinders durch die garantiert zuverlässige Reinigung verbessert sein kann.
  • Das Reinigungswerkzeug kann insbesondere vorteilhaft zum Abschaben der Verunreinigungen auf dem elektrischen Leiter ausgebildet sein, vorzugsweise jedoch ohne den elektrischen Leiter zu verkratzen oder auf sonstige Weise zu beschädigen. Vorzugsweise ist das Material des Reinigungswerkzeugs weniger hart als das Material des elektrischen Leiters, gegebenenfalls allerdings härter als das Material der zu erwartenden Verunreinigungen / Umhüllungsreste.
  • Zusätzlich kann das Reinigungswerkzeug auch eine stützende bzw. führende Funktion für den elektrischen Leiter in dem Steckverbinder bereitstellen. Dadurch, dass der elektrische Leiter von dem Reinigungswerkzeug geführt sein kann, kann der elektrische Leiter gegebenenfalls auch verlässlich von anderen leitfähigen Komponenten, beispielsweise weiteren elektrischen Leitern oder Kontaktelementen, elektrisch isoliert sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Reinigungswerkzeug hülsenförmig ausgebildet sein und eine Durchgangsbohrung zum Durchführen des elektrischen Leiters aufweisen, vorzugsweise zum passgenauen Durchführen des elektrischen Leiters.
  • Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung kann dabei einem Außendurchmesser des elektrischen Leiters entsprechen oder zumindest im Wesentlichen entsprechen. Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung weicht vorzugsweise maximal um +/- 5% von dem Außendurchmesser des elektrischen Leiters ab, besonders bevorzugt um maximal +/- 4%, ganz besonders bevorzugt um maximal +/- 3%, weiter bevorzugt um maximal +/- 2%, noch weiter bevorzugt um maximal +/- 1 %, beispielsweise um maximal +/- 0,5%.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des Reinigungswerkzeugs kleiner ist als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters, vorzugsweise maximal 5% kleiner ist, besonders bevorzugt maximal 4% kleiner ist, ganz besonders bevorzugt maximal 3% kleiner ist, weiter bevorzugt maximal 2% kleiner ist, noch weiter bevorzugt maximal 1% kleiner ist, beispielsweise maximal 0,5% kleiner ist.
  • Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung des Reinigungswerkzeugs größer ist als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters, vorzugsweise maximal 5% größer ist, besonders bevorzugt maximal 4% größer ist, ganz besonders bevorzugt maximal 3% größer ist, weiter bevorzugt maximal 2% größer ist, noch weiter bevorzugt maximal 1% größer ist, beispielsweise maximal 0,5% größer ist.
  • Beispielsweise kann der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung um bis zu +/- 0,5 mm von dem Außendurchmesser des elektrischen Leiters abweichen, vorzugsweise aber nur bis zu +/- 0,1 mm, besonders bevorzugt nur bis zu +/- 0,05 mm, beispielsweise nur bis zu +/- 0,01 mm.
  • Der Außendurchmesser des elektrischen Leiters kann beispielsweise 1,0 mm bis 10 mm betragen, vorzugsweise 1,9 mm bis 4,9 mm betragen.
  • Indem der elektrische Leiter durch die Durchgangsbohrung des Reinigungswerkzeugs durchgeführt wird, werden schließlich die an dem elektrischen Leiter anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abgetragen oder zumindest zurückgehalten, bevor der elektrische Leiter im Rahmen der Steckverbindermontage das in Zuführrichtung nachgeordnete Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders kontaktiert bzw. mit dem Kontaktelement des Steckverbinders verbunden wird.
  • Es kann somit eine Außenmantelfläche des elektrischen Leiters (z. B. eines Innenleiters oder eine Außenleiters) von Ummantelungsresten oder sonstigen Verschmutzungen gereinigt werden. Insbesondere Ummantelungsreste können von dem elektrischen Leiter abgeschabt werden.
  • Es kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, die nachfolgend beschrieben wird, allerdings auch vorgesehen sein, eine Innenmantelfläche eines hülsenförmigen elektrischen Leiters des elektrischen Kabels zu reinigen (z. B. eine Innenmantelfläche eines Außenleiters). Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Reinigungswerkzeug zylinderförmig ausgebildet sein und einen Zylindermantel zum Einführen in den elektrischen Leiter aufweisen, vorzugsweise zum passgenauen Einführen in den elektrischen Leiter.
  • Das zylinderförmige Reinigungswerkzeug kann einen Außendurchmesser aufweisen, der einem Innendurchmesser des elektrischen Leiters entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht. Der Außendurchmesser des zylinderförmigen Reinigungswerkzeugs weicht vorzugsweise maximal um +/- 5% von dem Innendurchmesser des elektrischen Leiters ab, besonders bevorzugt um maximal +/- 4%, ganz besonders bevorzugt um maximal +/- 3%, weiter bevorzugt um maximal +/- 2%, noch weiter bevorzugt um maximal +/- 1%, beispielsweise um maximal +/- 0,5%.
  • Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des zylinderförmigen Reinigungswerkzeugs größer ist als der Innendurchmesser des elektrischen Leiters, vorzugsweise maximal 5% größer ist, besonders bevorzugt maximal 4% größer ist, ganz besonders bevorzugt maximal 3% größer ist, weiter bevorzugt maximal 2% größer ist, noch weiter bevorzugt maximal 1% größer ist, beispielsweise maximal 0,5% größer ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser des zylinderförmigen Reinigungswerkzeugs kleiner ist als der Innendurchmesser des elektrischen Leiters, vorzugsweise maximal 5% kleiner ist, besonders bevorzugt maximal 4% kleiner ist, ganz besonders bevorzugt maximal 3% kleiner ist, weiter bevorzugt maximal 2% kleiner ist, noch weiter bevorzugt maximal 1% kleiner ist, beispielsweise maximal 0,5% kleiner ist.
  • Indem der Zylindermantel in den elektrischen Leiter eingeführt wird, können die an dem elektrischen Leiter anhaftenden Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abgetragen oder zumindest zurückgehalten werden, bevor der elektrische Leiter im Rahmen der Steckverbindermontage das in Zuführrichtung nachgeordnete Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders kontaktiert bzw. mit dem Kontaktelement des Steckverbinders verbunden wird.
  • Der elektrische Steckverbinder kann eine Kabelaufnahmekammer für das elektrische Kabel aufweisen. In der Kabelaufnahmekammer können beispielsweise Komponenten zur Abdichtung, wie Dichtringe, und/oder Komponenten zur Befestigung des Kabels in dem Steckverbinder vorgesehen sein, wie Presshülsen, Gewindeverbindungen oder Ähnliches. Auch Mittel zum Zugabfang können vorgesehen sein. Das elektrische Kabel, beispielsweise der Kabelmantel des Kabels und/oder der Außenleiter des Kabels, ist in der Kabelaufnahmekammer des Steckverbinders vorzugsweise mechanisch befestigt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug entlang der Zuführrichtung zwischen dem Kontaktelement und der Kabelaufnahmekammer des Steckverbinders angeordnet ist.
  • Die Kabelaufnahmekammer kann innerhalb einer Gehäusekomponente des Steckverbinders, beispielsweise einer Gehäuseschale oder einer Gehäusehülse ausgebildet sein. Die Gehäusekomponente kann elektrisch leitfähig ausgebildet sein (beispielsweise aus einem Metall) oder elektrisch nicht leitfähig ausgebildet sein (beispielsweise aus einem Kunststoff). Auch eine Kombination aus leitfähigen und nicht leitfähigen Materialien kann vorgesehen sein.
  • Das Reinigungswerkzeug kann auf der Innenseite der Gehäusekomponente des elektrischen Steckverbinders befestigt sein. Das Reinigungswerkzeug kann beispielsweise innerhalb der Gehäusekomponente des elektrischen Steckverbinders verpresst sein und/oder an einer radialen Schulter anliegen. Das Reinigungswerkzeug kann mit der Gehäusekomponente des Steckverbinders auch einteilig ausgebildet sein.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug aus einem elektrisch nichtleitenden Material ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Reinigungswerkzeug aus einem Kunststoff ausgebildet.
  • Das Reinigungswerkzeug kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei einer mehrteiligen Ausgestaltung kann beispielsweise auch eine oder können mehrere Komponenten des Reinigungswerkzeugs aus einem elektrisch nichtleitenden Material und eine oder mehrere Komponenten aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sein. Insbesondere kann es von Vorteil sein, den Bereich des Reinigungswerkzeugs, der unmittelbar mit dem elektrischen Leiter in Kontakt kommt, elektrisch nichtleitend auszubilden. Auf diese Weise kann einerseits ein Kurzschluss mit einem weiteren Leiter vermieden werden und andererseits eine besonders schonende Reinigung durchgeführt werden, da insbesondere ein Kunststoff das Metall des elektrischen Leiters in der Regel nicht zu beschädigen vermag.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug auf seiner kabelseitigen Stirnfläche eine in Richtung des Kabels spitz zulaufende Erhebung aufweist.
  • Die spitz zulaufende Erhebung grenzt vorzugsweise unmittelbar an die Durchgangsbohrung an bzw. erstreckt sich axial in Verlängerung der Durchgangsbohrung. Die Durchgangsbohrung kann sich durch die spitz zulaufende Erhebung erstrecken.
  • Durch die spitz zulaufende Erhebung können die Verschmutzungen bzw. Reste der Umhüllung sicher und sauber seitlich vom elektrischen Leiter des Kabels abgeführt werden.
  • Die spitz zulaufende Erhebung weist vorzugsweise einen konischen Verlauf auf.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug ein Reinigungselement aufweist, durch das sich die Durchgangsbohrung erstreckt.
  • Bei dem Reinigungselement kann es sich beispielsweise um eine Dichtlippe (z. B. aus Gummi) oder um ein an den Umfang des elektrischen Leiters angepasstes Formmesser handeln (beispielsweise um ein Formmesser aus einem Kunststoff).
  • Das Reinigungswerkzeug kann optional scharfkantige Kanten oder Reinigungselemente aufweisen, um ein Abschaben der Verschmutzungen bzw. Umhüllungsreste auf dem elektrischen Leiter zu ermöglichen. Auch flexible bzw. elastische Reinigungselemente können aber gegebenenfalls vorteilhaft sein.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug einen dem elektrischen Kabel zugewandten Fangtrichterabschnitt und/oder eine Fase und/oder einen Konus aufweist.
  • Auf diese Weise kann das Einführen des elektrischen Leiters in das Reinigungswerkzeug oder das Einführen des Reinigungswerkzeugs in den elektrischen Leiter erleichtert werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise ist das Reinigungswerkzeug koaxial zu einer Längsachse des elektrischen Steckverbinders und/oder des elektrischen Kabels angeordnet.
  • Grundsätzlich kann das Reinigungswerkzeug eine beliebige Geometrie aufweisen und damit insbesondere nicht nur zur Behandlung eines kreisrunden elektrischen Leiters bzw. eines koaxialen Kabels geeignet sein. Beispielsweise kann die Durchgangsbohrung oder der Zylindermantel auch rechteckig ausgebildet sein, beispielsweise auch quadratisch, um zum Beispiel einen rechteckförmigen elektrischen Leiter, wie eine Stromschiene, zu behandeln. Auch eine elliptische, sternförmige oder sonstige Geometrie der Durchgangsbohrung oder des Zylindermantels kann vorgesehen sein.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung oder der Außendurchmesser des Zylindermantels derart dimensioniert sind, dass bei dem Durchführen des elektrischen Leiters bzw. bei dem Einführen in den elektrischen Leiter eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Reinigungswerkzeug und dem elektrischen Leiter entsteht.
  • Beispielsweise kann eine gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Reinigungswerkzeug und dem elektrischen Leiter vorgesehen sein. Im Wesentlichen kommt es allerdings darauf an, dass der an dem elektrischen Leiter anhaftende Schmutz, die Partikel und/oder die Reste der Umhüllung ausreichend abgehalten werden. Eine fluiddichte Verbindung ist damit nicht unbedingt erforderlich, insbesondere aber für eine gründliche Reinigung des elektrischen Leiters von beispielsweise Kleinstpartikeln vorteilhaft.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das Reinigungswerkzeug zur Impedanzanpassung im Übergangsbereich zwischen dem elektrischen Kabel und dem elektrischen Steckverbinder ausgebildet ist. Eine geeignete Geometrie (insbesondere eine axiale und/oder radiale Erstreckung, Symmetrie/Asymmetrie) und/oder Materialauswahl für das Reinigungswerkzeugs kann vorteilhaft im Rahmen von Simulationen oder Berechnungen ermittelt werden. Indem das Reinigungswerkzeug ergänzend zur Impedanzanpassung verwendet wird, kann die Flexibilität zur inneren und äußeren Gestaltung des Steckverbinders verbessert sein.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass der elektrische Steckverbinder eine Presshülse und ein Anschlagelement aufweist. Das Anschlagelement kann in Zuführrichtung des elektrischen Kabels axial benachbart zu der Presshülse angeordnet sein. Die Presshülse kann eine gewindeförmig ausgeformte Innenmantelfläche aufweisen, welche eingerichtet ist, mit einer gewindeförmig ausgeformten Außenmantelfläche eines Außenleiters des elektrischen Kabels verschraubbar zu sein. Die Presshülse und das Anschlagelement können innerhalb des elektrischen Steckverbinders derart angeordnet und ausgebildet sein, dass ein axiales Ende des Außenleiters zwischen einem zum Anschlagelement benachbarten axialen Endbereich der Presshülse und einem zur Presshülse benachbarten axialen Endbereich des Anschlagelements einklemmbar ist.
  • Das Anschlagelement kann vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, die Presshülse aus einem metallischen oder einem nicht-metallischen Werkstoff hergestellt sein.
  • Die Verbindung des Kabels mit dem Steckverbinder kann vor Ort mit einem geeigneten mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektrisch arbeitenden Werkzeug erfolgen, welches das Kabel jeweils innen- und außenleiterseitig mit dem Steckverbinder verpresst. Hierzu kann beispielsweise ein axiales Ende eines starren Innenleiters des Kabels in ein buchsenförmig ausgebildetes Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders und ein axiales Ende eines Außenleiters des Kabels zwischen dem Anschlagelement und der Presshülse des Steckverbinders eingepresst werden. Ein derartiger Steckverbinder wird aufgrund des Verpressens von Kabel und Steckverbinder auch als Pressverbinder (englisch: "compression connector") bezeichnet. Alternativ ist auch ein Verschrauben des Kabels und des Steckverbinders oder eine sonstige Befestigungstechnik möglich.
  • Der Innenleiterkontakt ist vorzugsweise ein radialer Kontakt, während der Außenleiterkontakt vorzugsweise ein Kontakt mit einer axialen und einer radialen Komponente ist.
  • Das Kabel, dessen Außenleiter vorzugsweise eine gewindeförmig ausgeformte Außenmantelfläche aufweist, kann in die Presshülse des Steckverbinders eingeschraubt sein, welche hierzu eine korrespondierende, gewindeförmig ausgeformte Innenmantelfläche aufweisen kann.
  • Bei dem Anschlagelement und der Presshülse handelt es sich jeweils um einen vorzugsweise hülsenförmigen Körper. Somit ist auch der axiale Endbereich der Presshülse und der axiale Endbereich des Anschlagelement jeweils vorzugsweise ein hülsenförmiger Körper. Eine Längsachse des Anschlagelements, der Presshülse sowie des axialen Endbereichs des Anschlagelements bzw. der Presshülse verläuft also entlang des Rotationszentrums des jeweils Elements bzw. des jeweiligen Endbereichs. Unter einem Normalenvektor einer Ebene oder jeder anderen Fläche sei hierbei und im Folgenden ein Vektor zu verstehen, der eine Ausrichtung senkrecht zur Erstreckung der Ebene bzw. der Fläche aufweist.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung kann in einem montierten Zustand des Steckverbinders und des Kabels vorgesehen sein, dass eine Längsachse der Presshülse wenigstens im axialen Endbereich der Presshülse zu einer Längsachse des Anschlagelements wenigstens im axialen Endbereich des Anschlagelements um einen Kippwinkel gekippt ist.
  • Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein Normalenvektor einer Ebene, welche durch eine Kante zwischen einer Stirnfläche und einer inneren Mantelfläche des Anschlagelements aufgespannt ist, zur Längsachse der Presshülse um einen Ausrichtungswinkel gedreht ist.
  • Gemäß einer dritten vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Kante in einer Längsachsrichtung des Steckverbinders einen helixförmigen Verlauf aufweist.
  • Die den vorstehenden Ausgestaltungen zugrunde liegende Erkenntnis/Idee besteht darin, die Anschlagfläche des Anschlagelements, an die das axiale Ende des Außenleiters des Kabels mit der Presshülse im montierten Zustand des Steckverbinders und des Kabels gedrückt ist, so auszuformen, dass die dem Anschlagelement gegenüberliegende vorderste Windung des in der Presshülse ausgebildeten Innengewindes über ein möglichst großes Winkelsegment des hülsenförmigen Umfangs möglichst parallel zur Anschlagfläche des Anschlagelements verläuft. Dadurch kann eine optimale Einklemmung des Außenleiters des Kabels im Außenleiterkontaktelement des Steckverbinders und damit die Ausbildung eines optimalen Kontaktdrucks zwischen dem Außenleiter und dem Außenleiterkontaktelement vorteilhaft über ein größeres Winkelsegment, vorzugsweise mindestens über eine halbe Windung des Gewindes und bestenfalls über die gesamte Windung des Gewindes, realisiert werden. Somit lässt sich das Auftreten von passiven Intermodulationen und von Impedanzstörungen im Übergang zwischen dem Kabel und dem Steckverbinder deutlich minimieren.
  • Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Steckverbinderanordnung, aufweisend einen elektrischen Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen und das elektrische Kabel, dessen elektrischer Leiter mit dem Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders verbunden ist.
  • An dieser Stelle sei vorsorglich erwähnt, dass der elektrische Steckverbinder eine beliebige Anzahl Kontaktelemente und das elektrische Kabel eine beliebige Anzahl elektrische Leiter aufweisen kann. Entsprechen können optional auch mehrere Reinigungswerkzeuge vorgesehen sein, um mehrere elektrische Leiter vor der Verbindung mit dem jeweiligen Kontaktelement erfindungsgemäß zu reinigen. Auch ein gemeinsames Reinigungswerkzeug zur Reinigung mehrerer elektrischer Leiter kann vorgesehen sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das elektrische Kabel ein Koaxialkabel ist. Vorzugsweise ist das elektrische Kabel ein Wellmantelkabel. Grundsätzlich kann es sich bei dem Kabel aber um ein beliebiges Kabel handeln. Die Erfindung kann sich beispielsweise auch zur Behandlung eines Hochvoltkabels eignen, das einen als Stromschiene ausgebildeten elektrischen Leiter aufweist oder als Stromschiene ausgebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter des elektrischen Kabels ein Innenleiter ist, wobei das Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders ein Innenleiterkontaktelement ist. Das Innenleiterkontaktelement kann einen buchsenförmigen Endabschnitt zur Verbindung mit dem Innenleiter des elektrischen Kabels aufweisen (beispielsweise einen Federkorb mit einer oder mehreren Federlaschen), kann beispielsweise aber auch als einzelne Federlasche, Kontaktstift oder Stirnkontakt ausgebildet sein.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter des elektrischen Kabels ein Außenleiter ist, wobei das Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders ein Außenleiterkontaktelement ist. Das Außenleiterkontaktelement kann einen buchsenförmigen Endabschnitt zur Verbindung mit dem Außenleiter des elektrischen Kabels aufweisen (beispielsweise einen Federkorb mit einer oder mehreren Federlaschen), kann beispielsweise aber auch als einzelne Federlasche, Kontaktstift oder Stirnkontakt ausgebildet sein.
  • Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Steckverbindung, aufweisend eine elektrische Steckverbinderanordnung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen und einen korrespondierenden elektrischen Gegensteckverbinder.
  • Auf vorteilhafte Weise kann eine elektrische Steckverbindung mit einem feldinstallierbaren Steckverbinder bereitgestellt werden, der durch das integrierte Reinigungswerkzeug eine inhärente Stütz- und Abschabefunktion zur Reinigung von elektrischen Leitern eines elektrischen Kabels aufweist. Die Reinigung des elektrischen Leiters ist somit in den Steckverbinder integriert und wird beim Verpressen, Verschrauben oder sonstigen Befestigen des Steckverbinders an dem Kabel automatisch vorgenommen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Steckverbinderanordnung, aufweisend zumindest die folgenden Verfahrensschritte:
    1. a) Bereitstellen eines elektrischen Steckverbinders;
    2. b) Bereitstellen eines elektrischen Kabels mit einem zur Verbindung mit dem elektrischen Steckverbinder vorkonfektionierten Kabelende, wobei an dem Kabelende zumindest ein elektrischer Leiter des elektrischen Kabels freigelegt ist;
    3. c) Zuführen des Kabelendes in den elektrischen Steckverbinder entlang einer Zuführrichtung, um den elektrischen Leiter mit einem Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders zu verbinden, wobei der elektrische Leiter, bevor er das Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders kontaktiert, von einem in den elektrischen Steckverbinder integrierten Reinigungswerkzeug behandelt wird, um an dem elektrischen Leiter anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abzutragen oder zumindest zurückzuhalten.
  • Da der elektrische Steckverbinder ein integriertes Reinigungswerkzeug aufweist, kann der Reinigungsschritt des elektrischen Leiters zeitsynchron zum Montageschritt bzw. zum Einführen des elektrischen Leiters in das elektrische Kabel erfolgen. Ein zusätzliches Reinigungswerkzeug und ein zusätzlicher Reinigungsschritt sind somit nicht erforderlich.
  • Vorzugsweise ist das Verfahren ein an dem vorgesehenen Verwendungsort der Steckverbinderanordnung von einem Monteur händisch durchführbares Verfahren.
  • Das Verfahren kann grundsätzlich noch beliebige weitere Verfahrensschritte aufweisen, beispielsweise Verfahrensschritt zur Vorkonfektionierung des elektrischen Kabels, zur Teil- oder Vormontage des elektrischen Steckverbinders, zum Verpressen und/oder Einschrauben des Kabelendes in den Steckverbinder, etc.
  • Vorzugsweise erfolgt die Behandlung des elektrischen Leiters dadurch, dass der elektrische Leiter durch eine Durchgangsbohrung des Reinigungswerkzeugs hindurchgeführt wird (vorzugsweise passgenau) oder dass ein Zylindermantel des Reinigungswerkzeugs in den elektrischen Leiter eingeführt wird (vorzugsweise passgenau), um die an dem elektrischen Leiter anhaftenden Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abzutragen oder zumindest zurückzuhalten.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann insbesondere vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter des Kabels vor dem Zuführen des Kabelendes in den elektrischen Steckverbinder manuell von einer Umhüllung freigelegt wird.
  • Beim Freilegen bzw. Abisolieren eines elektrischen Kabels verbleiben insbesondere am Kabelinnenleiter mitunter Reste der äußeren Umhüllung bzw. des Dielektrikums zurück, da die Klingen des Abisolierwerkzeugs in der Regel bewusst in einem definierten Abstand um den Innenleiter positioniert sind, um eine Beschädigung des Leiters zu vermeiden. Wie groß dieser Abstand ist, wird durch die Durchmessertoleranzen des elektrischen Leiters und die Koaxialitätstoleranzen des elektrischen Kabels bestimmt. Demnach ist es für eine verlässliche Verbindung mit einem Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders mitunter erforderlich, den elektrischen Leiter anschließend zu reinigen, um die Reste der Umhüllung abzuschaben. Dieser Montageschritt ist insbesondere für feldinstallierte Steckverbinder bzw. für Steckverbinder, die vor Ort montiert werden sollen, aufwändig. Durch den erfindungsgemäßen Steckverbinder und die vorgeschlagene Reinigung durch das Reinigungswerkzeug gleichzeitig während des Einführens des elektrischen Kabels in den Steckverbinder, kann die Montage erheblich erleichtert werden.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung in der Hochfrequenztechnik, beispielsweise zur Installation von Mobilfunkkomponenten an Sendemasten.
  • Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch den elektrischen Steckverbinder, die elektrische Steckverbinderanordnung, die elektrische Steckverbindung und das Verfahren beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
  • In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
  • Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
  • Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
  • Die Erfindung betrifft auch einen von Anspruch 1 unabhängigen elektrischen Steckverbinder, aufweisend ein integriertes Reinigungswerkzeug für einen elektrischen Leiter eines elektrischen Kabels. Die weiteren Merkmale des Anspruchs 1 und der abhängigen Ansprüche sowie die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten dieses elektrischen Steckverbinders.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
  • Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen schematisch:
    • Figur 1
    eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinderanordnung mit einem teilweise in den elektrischen Steckverbinder eingeführten, vorkonfektionierten elektrischen Kabel;
    Figur 2
    die elektrische Steckverbinderanordnung der Figur 1, wobei das elektrische Kabel im Rahmen eines Montageverfahrens noch weiter in den Steckverbinder eingeführt wurde;
    Figur 3
    eine Einzeldarstellung eines weiteren Reinigungswerkzeugs eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders;
    Figur 4
    eine Querschnittsdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinderanordnung; und
    Figur 5
    einen Verfahrensablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage der elektrischen Steckverbinderanordnung.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen eine elektrische Steckverbinderanordnung 1 in zwei Montagezuständen. Die elektrische Steckverbinderanordnung 1 weist im montierten Zustand einen elektrischen Steckverbinder 2 und ein mit dem elektrischen Steckverbinder 2 verbundenes elektrisches Kabel 3 auf. Die elektrische Steckverbinderanordnung 1, der elektrische Steckverbinder 2 und das elektrische Kabel 3 sind beispielhaft jeweils koaxial zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals ausgebildet.
  • Das elektrische Kabel 3 weist einen Innenleiter 4, ein den Innenleiter 4 konzentrisch umschließendes Dielektrikum 5, einen das Dielektrikum 5 konzentrisch umschließenden Außenleiter 6 und einen den Außenleiter 6 konzentrisch umschließenden Kabelmantel 7 auf. Der Außenleiter 6 ist als ein gewelltes Metallrohr ausgebildet. Ein derartiges elektrisches Kabel 3 wird auch als "Wellmantelkabel" bezeichnet. Der Bereich zwischen dem gewellten Metallrohr des Außenleiters 6 und dem Dielektrikum 5 ist vorzugsweise mit Luft gefüllt, um ein leichtes Biegen des elektrischen Kabels 3 zu ermöglichen. Auch der Innenleiter 4 kann optional als gewelltes Metallrohr ausgebildet sein.
  • Der elektrische Steckverbinder 2 weist ein Innenleiterkontaktelement 8, ein Außenleiterkontaktelement 9 und ein Isolatorelement 10 auf, das zwischen dem Innenleiterkontaktelement 8 und dem Außenleiterkontaktelement 9 angeordnet ist. Das Isolatorelement 10 beabstandet das Innenleiterkontaktelement 8 koaxial zum Außenleiterkontaktelement 9 und isoliert beide Kontaktelemente 8, 9 elektrisch voneinander.
  • Das Innenleiterkontaktelement 8 weist kabelseitig einen als Federkontakthülse ausgebildeten buchsenförmigen Endabschnitt 11 zur Aufnahme und zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem Innenleiter 4 des Kabels 3 auf. Steckerseitig weist das Innenleiterkontaktelement 8 hingegen ein stiftförmiges Ende 12 zur Kontaktierung bzw. zur Verbindung mit einem buchsenförmigen Gegenkontaktelement eines elektrischen Gegensteckverbinders auf. Der Gegensteckverbinder ist in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellt. Alternativ kann das steckerseitige Ende des Innenleiterkontaktelements 8 aber auch buchsenförmig ausgebildet sein.
  • Das Außenleiterkontaktelement 9 ist beispielhaft hülsenförmig ausgebildet. An einer an der Innenmantelfläche des Außenleiterkontaktelements 9 in Richtung des Kabels 3 ausgeformten Schulter ist ein ringförmiges metallisches Anschlagelement 13 angeordnet. Das Anschlagelement 13 ist vorzugsweise mittels einer Presspassung mit dem Außenleiterkontaktelement 9 verbunden. Es sind grundsätzlich aber auch andere Befestigungstechniken möglich, wie beispielsweise eine Schraub- oder eine Lötverbindung. Das Anschlagelement 13 kann alternativ auch einteilig mit dem Außenleiterkontaktelement 9 verbunden sein. Axial benachbart zu dem Anschlagelement 13, entlang einer Zuführrichtung x für das elektrische Kabel 3 vorgeordnet, ist eine Presshülse 14 vorgesehen. Die Innenmantelfläche der Presshülse 14 ist gewindeförmig ausgeformt, die zu einer gewindeförmig ausgeformten Außenmantelfläche des Außenleiters 6 des Kabels 3 korrespondiert und folglich dieselbe Gewindesteigung und dieselbe Zahnflankenform und -größe aufweist.
  • Im Rahmen eines Verfahrens zur Montage der elektrischen Steckverbinderanordnung 1 wird das Kabel 3 mit dem von dem Kabelmantel 7 freigelegten Außenleiter 6 in die Presshülse 14 eingeschraubt. Der elektrische Steckverbinder 2 weist eine geeignete Kabelaufnahmekammer 15 für das elektrische Kabel 3 auf. Am Ende des Schraubvorgangs ist ein Längsabschnitt des axialen Endes des Außenleiters 6 aus der vordersten Windung der gewindeförmig ausgeformten Innenmantelfläche der Presshülse 14 herausgeschraubt, der im Anschluss für eine zuverlässige Klemmung zwischen dem Anschlagelement 13 und der Presshülse 14 verwendbar ist (Figur 2 zeigt einen Zustand kurz vor der Klemmung).
  • Die mechanische Befestigung der Steckverbindung aus dem elektrischen Steckverbinder 2 und dem nicht näher dargestellten elektrischen Gegensteckverbinder kann auf bekannte Weise erfolgen, beispielsweise über eine Überwurfmutter 16, die beweglich am Steckverbinder 2 befestigt ist. Das an der Innenmantelfläche der Überwurfmutter 16 ausgebildete Innengewinde kann mit einem korrespondierenden Außengewinde verschraubbar sein, dass an der Außenmantelfläche des Außenleiterkontaktelements 9 des Gegensteckverbinders ausgebildet ist.
  • Im Rahmen der Vorkonfektionierung, also der Vorbereitung des elektrischen Kabels 3 für die Verbindung mit dem elektrischen Steckverbinder 2, werden die elektrischen Leiter 4, 6 des Kabels 3, also insbesondere der Innenleiter 4 und der Außenleiter 6, vor dem Zuführen des Kabelendes des Kabels 3 in den elektrischen Steckverbinder 2 vorzugsweise manuell von einer Umhüllung, also beispielsweise dem Dielektrikum 5 und/oder dem Kabelmantel 7, freigelegt. Dabei kann es vorkommen, dass Reste der Umhüllung auf dem elektrischen Leiter 4, 6, beispielsweise dem Innenleiter 4, zurückbleiben. Ferner können auf dem elektrischen Leiter 4, 6 auch sonstige Partikel oder Verschmutzungen anhaften, die eine elektrische Verbindung mit dem korrespondierenden Kontaktelement 8, 9 des Steckverbinders 2 beeinträchtigen können. Aus diesem Grund ist es bekannt, den elektrischen Leiter 4, 6 vor der Montage entsprechend zu reinigen bzw. verbliebene Umhüllungsreste und Verschmutzungen abzuschaben. Dieser Prozess ist vergleichsweise aufwendig und bei einem feldinstallierbaren Steckverbinder 2 grundsätzlich unerwünscht.
  • Erfindungsgemäß ist innerhalb des elektrischen Steckverbinders 2 ein integriertes Reinigungswerkzeug 17 für den elektrischen Leiter 4, 6 vorgesehen, das entlang der Zuführrichtung x für das elektrische Kabel 3 kabelseitig vor dem Kontaktelement 8, 9 angeordnet ist. Das Reinigungswerkzeug 17 ist somit zwischen der Kabelaufnahmekammer 15 des Steckverbinders 2 und dem Kontaktelement 8, 9 des Steckverbinders 2 angeordnet und auf der Innenseite einer Gehäusekomponente des elektrischen Steckverbinders 2 befestigt. Bei der Gehäusekomponente kann es sich beispielsweise um eine Gehäuseschale oder um eine Gehäusehülse 18 handeln. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Gehäusekomponente, in der das Reinigungswerkzeug befestigt ist, um das Außenleiterkontaktelement 9 des Steckverbinders 2.
  • Mittels des Reinigungswerkzeugs 17 können an dem elektrischen Leiter 4, 6 anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abgetragen oder zumindest zurückgehalten werden, bevor der elektrische Leiter 4, 6 im Rahmen der Steckverbindermontage das in Zuführrichtung x nachgeordnete Kontaktelement 8, 9 des elektrischen Steckverbinders 2 kontaktiert. Im Ausführungsbeispiel ist das Prinzip der Erfindung in den Figuren 1 und 2 zunächst zur Reinigung des Innenleiters 4 des elektrischen Kabels 3 dargestellt. Dies ist allerdings nicht einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich kann mittels eines vorgeschlagenen, in den Steckverbinder 2 integrierten Reinigungswerkzeugs 17 eine beliebige Innenmantelfläche oder Außenmantelfläche eines beliebigen elektrischen Leiters 4, 6 des Kabels 3 behandelt werden.
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine erste, bevorzugte Weiterbildung der Erfindung gezeigt, wonach das Reinigungswerkzeug 17 hülsenförmig ausgebildet ist und eine Durchgangsbohrung 19 zum passgenauen Durchführen des elektrischen Leiters 4, 6 aufweist, wobei die Durchgangsbohrung 19 einen Innendurchmesser aufweist, der einem Außendurchmesser des elektrischen Leiters 4, 6 entspricht oder der (geringfügig) kleiner ist als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters 4, 6. Der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 19 kann dabei beispielsweise derart dimensioniert sein, dass bei dem Durchführen des elektrischen Leiters 4, 6 bzw. des Innenleiters 4 zwischen dem Reinigungswerkzeug 17 und dem Innenleiter 4 eine fluiddichte Verbindung entsteht, beispielsweise eine gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Verbindung. In Figur 1 ist der Innenleiter 4 des Kabels 3 noch von dem Reinigungswerkzeug 17 beabstandet; in Figur 2 ist das elektrische Kabel 3 bereits ausreichend tief in den Steckverbinder 2 eingeführt, sodass der Innenleiter 4 des Kabels 3 teilweise durch das Reinigungswerkzeug 17 hindurchgeführt wurde. Der vordere, steckerseitig aus dem Reinigungswerkzeug 17 herausragende axiale Endabschnitt des Innenleiters 4 ist damit ausreichend gereinigt und zur Verbindung mit dem Innenleiterkontaktelement 8 vorbereitet.
  • Vorzugsweise ist das Reinigungswerkzeug 17 aus einem elektrischen nichtleitenden Material ausgebildet, insbesondere aus einem Kunststoff. Es kann grundsätzlich aber auch bereits ausreichend sein, wenn lediglich der Bereich des Reinigungswerkzeugs 17, der unmittelbar mit dem elektrischen Leiter 4, 6 in Kontakt steht, aus einem nicht leitenden Material ausgebildet ist. Grundsätzlich kann das Reinigungswerkzeug 17 aber auch aus einem leitfähigen Material ausgebildet sein. Das Reinigungswerkzeug 17 kann auch einteilig mit dem elektrischen Steckverbinder 2, beispielsweise der Gehäusekomponente 9, 18 des elektrischen Steckverbinders 2, beispielsweise dem Außenleiterkontaktelement 9 des elektrischen Steckverbinders 2, ausgebildet sein.
  • Optional kann das Reinigungswerkzeug 17 ein Reinigungselement 20 aufweisen, durch das sich die Durchgangsbohrung 19 erstreckt, beispielsweise eine Dichtlippe oder ein an den Außenumfang des elektrischen Leiters 4, 6 angepasstes Formmesser.
  • Das Reinigungswerkzeug 17 ist in den Ausführungsbeispielen rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial zu der Längsachse L des elektrischen Steckverbinders 2 angeordnet.
  • Optional kann das Reinigungswerkzeug 17 eine Fangtrichterfunktion, beispielsweise einen Fangtrichterabschnitt, eine Fase oder Ähnliches aufweisen, um das Einführen des elektrischen Leiters 4, 6 zu erleichtern.
  • Figur 3 zeigt ein Reinigungswerkzeug 17 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in einer Einzeldarstellung. Um das Abtragen einer eventuell auf dem elektrischen Leiter 4, 6 zurückgebliebenen Umhüllung zu erleichtern, kann das Reinigungswerkzeug 17 auf seiner kabelseitigen Stirnfläche 21 optional eine in Richtung des Kabels 3 spitz zulaufende Erhebung 22 aufweisen, die vorzugsweise unmittelbar an die Durchgangsbohrung 19 angrenzt.
  • Wie bereits erwähnt, kann sich das Reinigungswerkzeug 17 auch zur Behandlung des Außenleiters 6 des elektrischen Kabels 3 vorteilhaft eignen bzw. für einen elektrischen Leiter 4, 6, der hülsenförmig ausgebildet ist. Um das Prinzip schematisch zu illustrieren ist in Figur 4 eine zweite Variante der Erfindung gezeigt, bei der das Reinigungswerkzeug 17 zylinderförmig ausgebildet ist und einen Zylindermantel zum passgenauen Einführen in den Außenleiter 6 aufweist, wobei der Außendurchmesser des zylinderförmigen Reinigungswerkzeugs 17 dem Innendurchmesser des Außenleiters 6 entspricht oder größer ist als der Innendurchmesser des Außenleiters 6. Zur Befestigung des Reinigungswerkzeugs 17 innerhalb des Steckverbinders 2 können beispielsweise nicht dargestellte Stege oder sonstige Halteeinrichtungen vorgesehen sein, wobei der Außenleiter 6 des Kabels 3, im Ausführungsbeispiel der Figur 4 ein glattes Rohr, optional axiale Schlitze oder sonstige Ausnehmungen aufweisen kann (nicht dargestellt), um nicht mit den Stegen / Halteeinrichtungen des Reinigungswerkzeuges 17 zu kollidieren.
  • Auch die Behandlung der Außenfläche bzw. des Außenmantels des Außenleiters 6 des elektrischen Kabels 3 mittels eines weiteren Reinigungswerkzeugs 17 ist grundsätzlich möglich, wie in Figur 4 ebenfalls angedeutet.
  • Figur 5 zeigt den Ablauf eines beispielhaften, erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage der elektrischen Steckverbinderanordnung 1 mit drei beispielhaften Verfahrensschritten.
  • Gemäß einem ersten Verfahrensschritt V1 kann zunächst der elektrische Steckverbinder 2 bereitgestellt werden. Optional können dabei auch weitere Montageschritte zur Vor- und/oder Teilmontage des Steckverbinders 2 vorgesehen sein.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt V2 kann vorgesehen sein, das elektrische Kabel 3 bereitzustellen, wobei das elektrische Kabel 3 bereits zur Verwendung mit dem Steckverbinder 2 vorkonfektioniert sein kann. An dem Kabelende des Kabels 3 kann also zumindest ein elektrischer Leiter 4, 6 des elektrischen Kabels 3 freigelegt sein. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens die Vorkonfektionierung überhaupt erst erfolgt, insbesondere händisch von einem Monteur vor Ort.
  • In einem dritten Verfahrensschritt V3 kann das Kabelende des Kabels 3 dem elektrischen Steckverbinder 2 zugeführt werden, vorzugsweise in den elektrischen Steckverbinder 2 eingeführt werden, um den elektrischen Leiter 4, 6 mit dem Kontaktelement 8, 9 des elektrischen Steckverbinders 2 zu verbinden. Bevor der elektrische Leiter 4, 6 das Kontaktelement 8, 9 des elektrischen Steckverbinders 2 jedoch kontaktiert, kann wahlweise vorgesehen sein, dass der elektrische Leiter 4, 6 passgenau durch eine Durchgangsbohrung 19 eines in den elektrischen Steckverbinder 2 integrierten, hülsenförmigen Reinigungswerkzeugs 17 hindurchgeführt wird oder dass ein Zylindermantel eines in den elektrischen Steckverbinder 2 integrierten, zylinderförmigen Reinigungswerkzeugs 17 passgenau in den elektrischen Leiter 4, 6 eingeführt wird. Auf diese Weise können gleichzeitig mit dem Zuführen des Kabelendes des Kabels 3 an dem elektrischen Leiter 4, 6 anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abgetragen oder zumindest zurückgehalten werden. Auf vorteilhafte Weise kann somit die Montage der Steckverbinderanordnung erleichtert sein.

Claims (15)

  1. Elektrischer Steckverbinder (2) für ein elektrisches Kabel (3), aufweisend ein Kontaktelement (8, 9) zur Verbindung mit einem elektrischen Leiter (4, 6) des elektrischen Kabels (3),
    gekennzeichnet durch
    ein integriertes Reinigungswerkzeug (17) für den elektrischen Leiter (4, 6), wobei das Reinigungswerkzeug (17) entlang einer Zuführrichtung (x) für das elektrische Kabel (3) kabelseitig vor dem Kontaktelement (8, 9) angeordnet ist, und wobei das Reinigungswerkzeug (17) ausgebildet ist, um an dem elektrischen Leiter (4, 6) anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abzutragen oder zumindest zurückzuhalten, bevor der elektrische Leiter (4, 6) im Rahmen einer Steckverbindermontage das in Zuführrichtung (x) nachgeordnete Kontaktelement (8, 9) des elektrischen Steckverbinders (2) kontaktiert.
  2. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) hülsenförmig ausgebildet ist und eine Durchgangsbohrung (19) zum Durchführen des elektrischen Leiters (4, 6) aufweist, vorzugsweise zum passgenauen Durchführen des elektrischen Leiters (4, 6).
  3. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (19) des Reinigungswerkzeugs (17) dem Außendurchmesser des elektrischen Leiters (4, 6) entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht, mit einer Abweichung von maximal +/- 5%, vorzugsweise von maximal +/- 2%, besonders bevorzugt von maximal +/- 1%.
  4. Elektrischer Steckverbinder (2) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (19) des Reinigungswerkzeugs (17) kleiner ist als der Außendurchmesser des elektrischen Leiters (4, 6), vorzugsweise maximal 5% kleiner ist, besonders bevorzugt maximal 2% kleiner ist und ganz besonders bevorzugt maximal 1% kleiner ist.
  5. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) entlang der Zuführrichtung (x) zwischen dem Kontaktelement (8, 9) und einer Kabelaufnahmekammer (15) des Steckverbinders (2) angeordnet ist, und vorzugsweise auf der Innenseite einer Gehäusekomponente (9, 18) des elektrischen Steckverbinders (2) befestigt ist.
  6. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) aus einem elektrisch nichtleitenden Material ausgebildet ist, vorzugsweise aus einem Kunststoff.
  7. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) auf seiner kabelseitigen Stirnfläche (21) eine in Richtung des Kabels (3) spitz zulaufende Erhebung (22) aufweist, vorzugsweise unmittelbar angrenzend an die Durchgangsbohrung (19).
  8. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) ein Reinigungselement (20) aufweist, durch das sich die Durchgangsbohrung (19) erstreckt, vorzugsweise eine Dichtlippe oder ein Formmesser.
  9. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) einen dem elektrischen Kabel (3) zugewandten Fangtrichterabschnitt aufweist, um das Einführen des elektrischen Leiters (4, 6) zu erleichtern.
  10. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungswerkzeug (17) rotationssymmetrisch ausgebildet ist, mit vorzugsweise koaxial zu einer Längsachse (L) des elektrischen Steckverbinders (2) angeordneter Durchgangsbohrung (19).
  11. Elektrischer Steckverbinder (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (19) derart dimensioniert ist, dass bei dem Durchführen des elektrischen Leiters (4, 6) eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Reinigungswerkzeug (17) und dem elektrischen Leiter (4, 6) entsteht.
  12. Elektrische Steckverbinderanordnung (1), aufweisend einen elektrischen Steckverbinder (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und das elektrische Kabel (3), wobei der elektrische Leiter (4, 6) des elektrischen Kabels (3) mit dem Kontaktelement (8, 9) des elektrischen Steckverbinders (2) verbunden ist.
  13. Elektrische Steckverbinderanordnung (1) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der elektrische Leiter des elektrischen Kabels (3) ein Innenleiter (4) ist, und wobei das Kontaktelement des elektrischen Steckverbinders (2) ein Innenleiterkontaktelement (8) ist, mit vorzugsweise einem buchsenförmigen Endabschnitt (11) zur Verbindung mit dem Innenleiters (4) des elektrischen Kabels (3).
  14. Verfahren zur Montage einer elektrischen Steckverbinderanordnung (1), aufweisend zumindest die folgenden Verfahrensschritte:
    a) Bereitstellen eines elektrischen Steckverbinders (2);
    b) Bereitstellen eines elektrischen Kabels (3) mit einem zur Verbindung mit dem elektrischen Steckverbinder (2) vorkonfektionierten Kabelende, wobei an dem Kabelende zumindest ein elektrischer Leiter (4, 6) des elektrischen Kabels (3) freigelegt ist;
    c) Zuführen des Kabelendes in den elektrischen Steckverbinder (2) entlang einer Zuführrichtung (x), um den elektrischen Leiter (4, 6) mit einem Kontaktelement (8, 9) des elektrischen Steckverbinders (2) zu verbinden, wobei der elektrische Leiter, bevor er das Kontaktelement (8, 9) des elektrischen Steckverbinders (2) kontaktiert, von einem in den elektrischen Steckverbinder (2) integrierten Reinigungswerkzeug (17) behandelt wird, um an dem elektrischen Leiter (4, 6) anhaftende Partikel, Reste einer Umhüllung und/oder Verschmutzungen abzutragen oder zumindest zurückzuhalten.
  15. Verfahren nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der elektrische Leiter (4, 6) des Kabels (3) vor dem Zuführen des Kabelendes in den elektrischen Steckverbinder (2) manuell von einer Umhüllung freigelegt wird.
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