WO2014118389A1

WO2014118389A1 - Schirmungselement und steckverbinder

Info

Publication number: WO2014118389A1
Application number: PCT/EP2014/052160
Authority: WO
Inventors: Daniel Nolting; André MÜHLENBERND; Jürgen JESKE; Kurt Robert HIPPLER; Sergej AGLUSCHEWITSCH
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2014-08-07
Also published as: DE102013001828B4; DE102013001828A1

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Schirmungselement (1) zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Schirmung (4) eines Kabels (5) und einer metallischen Steckerhülse (6) eines Steckverbinders (3), wobei das Schirmungselement (1) durch Ausstanzen und Umbiegen aus einem flachen Metallstreifen (2) gebildet ist. Das Schirmungselement (1) ist erfindungsgemäss dadurch ausgebildet, dass es einen zylinderförmigen Mittelabschnitt (7) aufweist, der sich in Längsrichtung des anzuschließenden Kabels (5) erstreckt, dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) zugewandten ersten Stirnseite (8) des Mittelabschnitts (7) mehrere Kontaktzungen (9) ausgebildet sind, die jeweils einen um einen Winkel α grösser 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitt (10) aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte (10) eine solche Länge haben, dass die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte (10) die freigelegte Schirmung (4) des anzuschließenden Kabels (5) kontaktieren, und dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels () abgewandten zweiten Stirnseite (12) des Mittelabschnitts (7) mehrere Zungen (13) ausgebildet sind, die um etwa 90° nach innen abgebogenen und um einen Winkel β radial ausgelenkt sind, so dass die Zungen (13) einander lamellenartige überlappen, wobei die abgebogenen Zungen (13) eine solche Länge haben, dass die freien Enden der Zungen (13) eine Öffnung (14) für die Adern (16) des Kabels (5) bilden.

Description

Schirmungselement und Steckverbinder

Die Erfindung betrifft ein Schirmungselement zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Schirmung eines Kabels und einer metallischen Steckerhülse eines Steckverbinders, wobei das Schirmungselement durch Ausstanzen und Umbiegen aus einem flachen Metallstreifen gebildet ist. Daneben betrifft die Erfindung noch einen Steckverbinder zum Anschließen eines eine Schirmung aufweisenden Kabels sowie ein Verfahren zum Anschließen eines eine Schirmung aufweisenden Kabels an einen Steckverbinder mit Hilfe eines Schirmungselements.

In der industriellen Prozess- und Messtechnik wird häufig eine hohe Störfestigkeit gefordert. Sie ist in der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik ein entscheidender Faktor für die Verfügbarkeit industrieller Anlagen. Beim Aufbau von störungsarmen System werden dabei zunehmend geschirmte Kabel verwendet, um kapazitive und induktive elektromagnetische Einkopplungen in das Kabel zu verhindern. Dabei ist das eine Ende des geschirmten Kabels häufig über einen Steckverbinder mit einem elektrischen Gerät, beispielsweise einer Sensor-Aktor-Box, und das andere Ende mit dem Versorgungsanschluss, beispielsweise über eine Reihenklemme, verbunden. Die Kontaktiemng der Schirmung des Kabels erfolgt auf der Geräteseite zumeist über die metallische Steckerhülse des Steckverbinders, über die die Schirmung mit dem metallischen Gehäuse des elektrischen Geräts verbunden wird.

Aus der Praxis sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, wie die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Schirmung des Kabels und der metallischen Steckerhülse des Steckverbinders, die als Schirmungshülse fungiert, hergestellt werden kann. Dabei kann die Schirmung entweder direkt oder über ein zusätzliches Schirmungselement mit der metallischen Steckerhülse verbunden werden. Aus der Praxis sind Steckverbinder bekannt, bei denen die Schirmung, die häufig als Schirmgeflecht ausgebildet ist, direkt mit der Steckerhülse verlötet wird. Diese Art der Verbindung der Schirmung mit der Steckerhülse erfordert jedoch einen relativ hohen Montageaufwand, wobei darüber hinaus der Lötprozess aufgrund der relativ hohen Masse der Steckerhülse relativ schwierig ist. Bei einer alternativen Ausgestaltung der direkten Verbindung der Schirmung mit der Steckerhülse wird ein Teil des Kabelmantels am freien Ende des Kabels entfernt und die Schirmung über den angrenzenden Kabelmantel zurückgeschoben, bevor das so vorbereitete Kabel in die Steckerhülse eingeführt wird. Anschließend wird die Steckerhülse in dem Bereich, in dem die Schirmung über den Kabelmantel zurückgeschoben worden ist, soweit deformiert, dass die Schirmung zwischen dem Kabelmantel und der Steckerhülse eingeklemmt wird. Nachteilig ist hierbei, dass die metallische Steckerhülse nur eine begrenzte Verformbarkeit zulässt, ohne dass es zu einer Beschädigung der Steckerhülse kommt, so dass der Durchmesser der Steckerhülse relativ genau auf den Außendurchmesser des Kabels abgestimmt sein muss. Weist das Kabel ein etwas geringeren Außendurchmesser auf, so muss eine andere Steckerhülse mit einem ebenfalls geringeren Innendurchmesser verwendet werden.

Als zusätzliches Schirmungselement ist aus der Praxis insbesondere eine sogenannte Irisfeder bekannt, eine kreisringförmig ausgebildete Spiralfeder, die auf die über den Kabelmantel zurückgeschobene Schirmung aufgeschoben und nach der Montage zwischen der Steckerhülse und der Schirmung eingeklemmt wird. Auch hierbei ist jedoch eine genaue Abstimmung des Durchmessers der Irisfeder auf den Außendurchmesser des verwendeten Kabels erforderlich.

Aus der DE 36 01 590 C2 ist ein als Ringfeder ausgebildetes Schirmungselement bekannt, mit dem Koaxialkabel mit unterschiedlichen Außendurchmessern kontaktiert werden können. Die Ringfeder wird dabei aus einem flachen Metallstreifen ausgestanzt und durch Einrollen in ihre zylinderförmige Gestalt verbracht. Dabei werden in dem Metallband auf einander gegenüber liegenden Seiten jeweils durch zwei Schlitze federnde Kontaktzungen ausgebildet, die vor dem Einrollen derart nach innen gebogen werden, dass sie eine halbkreisförmige Kontur aufweisen. Dadurch, dass die Schlitze in dem Metallband jeweils paarweise über die mittlere Breite des Metallbandes ragen, werden zwar relativ lange Zungen mit einer entsprechend hohen Nachgiebigkeit realisiert, das ringförmige Schirmungselement ist jedoch insgesamt auch relativ instabil. Ein ringförmiges Schirmungselement ist auch aus der DE 86 30 393 Ul bekannt, mit dem ebenfalls Koaxialkabel mit unterschiedlichen Außenleiter- Durchmessern kontaktiert werden können. Auch der aus dieser Druckschrift bekannte Federring ist als Stanzteil aus einem Metallstreifen als Endlosband hergestellt, wobei der Federring zwei über Stege miteinander verbundene Längsränder aufweist. An einem der beiden Längsränder sind schwalben- schwanzförmig endende Federzungen freigestanzt, die bei dem eingerollten Federring etwa um 45° nach innen abgebogen sind. Durch die Ausbildung der beiden Längsränder weist dieser Federring eine etwas höhere Stabilität als die aus der DE 36 01 590 C2 bekannte Ringfeder auf.

In der Praxis werden vorkonfektionierte Steckverbinder, insbesondere solche, die für die Feldverkabelung verwendet werden, häufig zumindest im Anschlussbereich, in dem die freien Enden der Adern des Kabels mit den Kontaktelemente des Steckverbinders verbunden sind, mit einer Vergussmasse umspritzt, um die Verbindung zwischen den Adern des Kabels und den Kontaktelementen gegen Korrosion aufgrund eindringender Feuchtigkeit sicher zu schützen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schirmungselementen, insbesondere auch bei den in der Praxis vielfach verwendeten Irisfedern, besteht dabei das Problem, dass die Vergussmasse beim Umspritzen des Anschlussbereichs nicht in den Bereich des Schirmungselements eindringen darf, da ansonsten die federnden Eigenschaften des Schirmungselements negativ beeinflusst werden können, was zu einer Erhöhung des Übergangswiderstandes zwischen dem Schirmungselement und der Schirmung und/oder zwischen dem Schirmungselement und der metallischen Steckerhülse führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs beschriebenes Schirmungselement bzw. einen Steckverbinder anzugeben, bei dem die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Schirmung eines Kabels und einer metallischen Steckerhülse eines Steckverbinders einfach und zuverlässig hergestellt werden kann, insbesondere auch dann, wenn ein Vergießen des Anschlussbereichs im Steckverbinder vorgesehen ist.

Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Schirmungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Schirmungselement einen zylinderförmigen Mittelabschnitt aufweist, der sich in Längs- richtung des anzuschließenden Kabels erstreckt, wobei der Mittelabschnitt das Kabel mit radialem Abstand umgibt. An der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels zugewandten ersten Stirnseite des Mittelabschnitts sind mehrere Kontaktzungen ausgebildet, die jeweils einen um einen Winkel größer 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitt aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte eine solche Länge haben, dass die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte die freigelegte Schirmung des anzuschließenden Kabels kontaktieren. Darüber hinaus sind an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels abgewandten zweiten Stirnseite des Mittelabschnitts mehrere Zungen ausgebildet, die um etwa 90° nach innen abgebogen und um einen Winkel ß radial ausgelenkt sind, so dass die Zungen einander lamellenartig überlappen. Die Länge der abgebogenen Zungen ist dabei so ausgebildet, dass die freien Enden der einander lamellenartig überlappenden Zungen eine Öffnung bilden, durch die sich die vom Kabelmantel und der Schirmung freigelegten Adern des Kabels erstrecken können.

Durch die Ausbildung eines zylinderförmigen Mittelabschnitts, der sich in Längsrichtung des anzuschließenden Kabels und damit auch in Längsrichtung des zylinderförmigen Schirmungselements erstreckt, weist das erfindungsgemäße Schirmungselement eine erhöhte Stabilität auf. Die an der ersten Stirnseite des Mittelabschnitts ausgebildeten Kontaktzungen sorgen mit ihren um einen Winkel größer 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitten für eine zuverlässige Kontaktierung der Schirmung eines anzuschließenden Kabels, auch bei - innerhalb bestimmter Grenzen - variierendem Außendurchmesser des Kabels. Dadurch, dass die Kontaktabschnitte um mehr als 90°, beispielsweise 100° bis 1 10°, abgebogen sind, ermöglichen sie einerseits ein einfaches Einschieben eines anzuschließenden Kabels durch die von den freien Enden der Kontaktabschnitte gebildete Öffnung, verhindern andererseits jedoch ein Herausziehen des Kabels entgegengesetzt zur Einführrichtung, was zur sicheren Fixierung des Kabels innerhalb des Schirmungselements und damit auch innerhalb eines Steckverbinders beiträgt.

Die an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels abgewandten zweiten Stirnseite ausgebildeten Zungen fungieren als Dichtelemente, so dass eine in den Anschlussbereich im Inneren einer Steckerhülse eingefüllte Vergussmasse nicht in den Zwischenraum zwischen dem Schirmungselement und dem anzuschließenden Kabel eindringt. Hierzu sind die Zungen nicht nur um etwa 90° nach innen abgewinkelt, sondern darüber hinaus auch jeweils noch um einen Winkel ß radial ausgelenkt, so dass die Zungen sich lamellenartig überlappen. Der Winkel ß, um den die Zungen radial ausgelenkt bzw. in radialer Richtung verdreht sind, beträgt dabei vorzugsweise zwischen 5° und 15°, insbesondere etwa 10°.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schirmungselements sind an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels zugewandten ersten Stirnseite des Mittelabschnitts mehrere Stützelemente ausgebildet, die sich in Längsrichtung des Mittelabschnitts erstrecken, d.h. nicht abgebogen sind. Die Stützelemente, von denen vorzugsweise jeweils eines zwischen zwei benachbarten Kontaktzungen ausgebildet ist, dienen sowohl zur Erhöhung der Stabilität des Schirmungselements als auch zur besseren Fixierung des Schirmungselements in der Steckerhülse eines Steckverbinders.

Das erfindungsgemäße Schirmungselement kann einfach durch Ausstanzen, Umbiegen der verschiedenen Zungen und anschließendem Einrollen aus einem flachen Metallstreifen gebildet werden, wobei der ursprüngliche Metallstreifen eine sehr große Länge aufweisen kann. Die Länge des auszuschneidenden oder auszustanzenden Metallstreifens kann so jeweils einfach an den Außendurchmesser des anzuschließenden Kabels angepasst werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schirmungselements weisen die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte jeweils eine näherungsweise konkave Form auf, so dass sich die freien Enden der Kontaktabschnitte besser an die gebogene Form der Schirmung anpassen. Hierzu entspricht der Radius der konkaven Form der freien Kontaktabschnitte vorzugsweise in etwa dem Radius der zu kontaktierenden Schirmung. Darüber hinaus sind die freien Enden der Kontaktabschnitte vorzugsweise geschlitzt oder eingekerbt, so dass die freien Enden mehrere Kontaktfmger aufweisen, wodurch mehrere Kontaktpunkte zwischen den Kontaktabschnitten und der Schirmung realisiert werden. Der erfindungsgemäße Steckverbinder zum Anschließen eines eine Schirmung aufweisenden Kabels weist neben dem erfindungsgemäßen Schirmungselements einen Kontaktträger, in dem mehrere Kontaktelemente in Form von Kontaktstiften oder Kontaktbuchsen angeordnet sind, und eine metallische Steckerhülse auf, innerhalb der das Schirmungselement angeordnet ist. Die elektrische Verbindung zwischen der Schirmung und der metallischen Steckerhülse erfolgt dabei über das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Schirmungselement, bei dem die um einen Winkel größer 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitte der Kontaktzungen einen vom Kabelmantel freigelegten Abschnitt der Schirmung kontaktieren. Bezüglich der Vorteile eines solchen Steckverbinders wird auf die vorstehende Beschreibung der Vorteile des erfindungsgemäßen Schirmungselements verwiesen.

Vorzugsweise weist auch bei dem erfindungsgemäßen Steckverbinder das Schirmungselement an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels zugewandte erste Stirnseite des Mittelabschnitts mehrere Stützelemente auf, die sich in Längsrichtung des Mittelabschnitts erstrecken. Vorteilhafterweise weist dabei die Schirmungshülse an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels zugewandter erster Seite im Inneren einen Absatz auf, an dem die freien Enden der Stützelemente des Schirmungselements im montierten Zustand anliegen. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise eine definierte Positionierung des Schirmungselements in der Steckerhülse des Steckverbinders gewährleistet.

Bei einem erfindungsgemäßen Steckverbinder mit einem angeschlossenen Kabel ist der Anschlussbereich, in dem die freien Enden der Adern des Kabels mit den Kontaktelemente des Steckverbinders verbunden sind, vorzugsweise mit einer Vergussmasse umspritzt. Während der Anschlussbereich bzw. der Bereich, in den Vergussmasse eindringen kann, auf der Vorderseite durch den Kontaktträger begrenzt ist, wird der Anschlussbereich auf der dem Kabel zugewandten Seite durch die Zungen des Schirmungselements begrenzt. Die sich einander lamellenartig überlappenden Zungen sorgen dafür, dass keine - oder allenfalls eine ganz geringe Menge an - Vergussmasse ins Innere des Schirmungselements und damit in den Zwischenraum zwischen dem Kabel und dem Schirmungselement eindringt. Dadurch wird die Federeigenschaft der Kontaktzungen nicht verändert und damit der Übergangswiderstand zwi- sehen dem Schirmungselement und der Schirmung einerseits sowie zwischen dem Schirmungselement und der Steckerhülse andererseits nicht negativ be- einflusst.

Bei dem eingangs beschriebenen Verfahren zum Anschließen eines eine Schirmung aufweisenden Kabels an einen Steckverbinder mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Schirmungselements wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 1 gelöst. Das Verfahren weist dabei folgende wesentliche Schritte auf:

- Ausschneiden oder Ausstanzen eines in der Länge an den Außendurchmesser des anzuschließenden Kabels angepassten Metallstreifens;

- Umbiegen der federnden Kontaktabschnitte der Kontaktzungen, Umbiegen und Auslenken der Zungen und anschließendes Einrollen des Metallstreifens zu einem erfindungsgemäßen zylinderförmigen Schirmungselement;

- Einschieben des Schirmungselements in die metallische Steckerhülse;

- Entfernen eines Teils des Kabelmantels und der Schirmung am freien Ende des Kabels, Abisolieren der freien Enden der einzelnen Adern und Entfernen eines Abschnitts des Kabelmantels, so dass ein Teil der Schirmung freiliegt, wobei zwischen dem freigelegten Teil der Schirmung und den vom Kabelmantel freigelegten Adern ein Abschnitt des Kabelmantels verbleibt;

- Einschieben des Kabels von der dem Kontaktträger abgewandten Seite in die Steckerhülse bis die vordere Stirnfläche des Kabelmantels an den lamellenartig sich überlappenden Zungen des Schirmungselements anstößt, wobei die freien Enden der Kontaktabschnitte die freigelegte Schirmung federnd kontaktieren;

- Anschließen der abisolierten Enden der einzelnen Adern an die einzelnen Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen.

Bezüglich der Vorteile des Verfahrens wird auf die vorstehenden Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Schirmungselements verwiesen. Nach dem Herstellen des erfindungsgemäßen Schirmungselements, wozu dieses le- diglich aus einem flachen Metallstreifen ausgestanzt, anschließend entsprechend gebogen und eingerollt werden muss, wird das Schirmungselement in die metallische Steckerhülse des Steckverbinders eingesetzt.

Anschließend wird das entsprechend vorbereitete Kabelende, von dem ein Teil des Kabelmantels sowie der Schirmung und der Isolation der einzelnen Adern entfernt worden ist, in das im Steckverbinder angeordnete und aufgrund seiner eigenen federnden Eigenschaft gehaltene Schirmungselement eingeschoben. Beim Einschieben des Kabels in das Schirmungselement biegen sich die federnden Kontaktabschnitte der Kontaktzungen auf, solange sich der vordere Abschnitt des Kabels mit dem Kabelmantel innerhalb der von den freien Enden der federnden Kontaktabschnitte gebildeten Öffnung befindet. Ist der vordere Teil des Kabels weit genug eingeschoben, so gelangen die Enden der federnden Kontaktabschnitte in den vom Kabelmantel freigelegten Teil der Schirmung, so dass die Kontaktabschnitte zurückfedern und mit ihren freien Enden die Schirmung kontaktieren. Das Kabel kann dann noch so weit in den Steckverbinder bzw. in das Schirmungselement eingeschoben werden, bis die vordere Stirnseite des Kabelmantels gegen die einander lamellenartig überlappenden Zungen stößt. Die freigelegten Adern ragen dabei durch die von den freien Enden der Zungen gebildete Öffnung weiter in den Anschlussbereich im Steckverbinder. Ein weiteres Bewegen bzw. Verschieben des Kabels ist dann nur noch sehr schwer möglich, wobei ein ungewolltes, einfaches Zurückziehen des Kabels durch die um mehr als 90° abgebogenen federnden Kontaktabschnitte verhindert wird.

Nach dem Anschließen der abisolierten Enden der einzelnen Adern an die einzelnen Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen, die dazu beispielsweise einen Crimpanschluss oder einen Schraubanschluss aufweisen können, wird der Anschlussbereich im Inneren der Steckerhülse vorzugsweise mit einer Vergussmasse umspritzt, so dass die Verbindung zwischen den abisolierten Enden der einzelnen Adern und den einzelnen Kontaktstiften oder Kontaktbuchsen vor Korrosion durch von außen eindringende Feuchtigkeit geschützt ist. Die als Dichtelemente wirkenden Zungen des Schirmungselements verhindern dabei ein Eindringen der Vergussmasse in den Zwischenraum zwischen Kabel und dem Schirmungselement. Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Schirmungselement sowie den erfindungsgemäßen Steckverbinder auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 7 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen zur Herstellung eines Schirmungselements ausgestanzten flachen Metallstreifen, vor dem Umbiegen und Einrollen,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Schirmungselements von der Einführrichtung eines anzuschließenden Kabels und von der entgegengesetzten Richtung,

Fig. 3 ein Längsschnitt durch das Schirmungselement gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Steckverbinder mit einem angeschlossenen Kabel,

Fig. 5 den Steckverbinder gemäß Fig. 4, mit abgenommener Steckerhülse, und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Steckverbinder gemäß Fig. 4, mit angeschlossenem Kabel.

Die Figuren zeigen ein erfindungsgemäßes Schirmungselement 1 , das aus einem flachen Metallstreifen 2 durch Ausstanzen, Umbiegen und Einrollen hergestellt werden kann und innerhalb eines Steckverbinders 3 zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Schirmung 4 eines mehradrigen Kabels 5 und einer metallischen Steckhülse 6 des Steckverbinders 3 dient. Während die Fig. 1 bis 3 das Schirmungselement 1 bzw. den Metallstreifen 2 (Fig. 1) zeigen, ist in den Fig. 4 bis 6 ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders 3 zum Anschließen eines eine Schirmung 4 aufweisenden mehradrigen Kabels 5 dargestellt.

Das Schirmungselement 1 weist einen zylinderförmigen Mittelabschnitt 7 auf, der sich in Längsrichtung des anzuschließenden Kabels 5 bzw. des Steckver- binders 3 erstreckt, wobei der Mittelabschnitt 7 im montierten Zustand das Kabel 5 mit radialem Abstand umgibt (Fig. 6). An der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels 5 zugewandten ersten Stirnseite 8 des Mittelabschnitts 7 sind mehrere Kontaktzungen 9 durch Ausstanzen aus dem ursprünglich rechteckförmigen Metallstreifen ausgebildet, wobei die Kontaktzunge 9 im fertiggestellten Zustand des Schirmungselements 1 jeweils einen um einen Winkel größer 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitt 10 aufweisen. Die freien Enden der Kontaktabschnitte 10 bilden dabei zusammen eine Öffnung 1 1 für das Kabel 5, wobei die Kontaktabschnitte 10 eine solche Länge haben, dass die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte 10 die freigelegte Schirmung 4 eines anzuschließenden Kabels 5 kontaktieren.

Auf der der ersten Stirnseite 8 gegenüber liegenden zweiten Stirnseite 12 des Mittelab Schnitts 7, die der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels 5 abgewandt ist, sind mehrere Zungen 13 ebenfalls durch Ausstanzen ausgebildet, wobei die Zungen 13 bei dem fertigen Schirmungselement 1 um etwa 90° nach innen abgebogen und um einen Winkel ß von ca. 10° radial ausgelenkt sind, so dass die Zungen 13 einander lamellenartig überlappen, wie dies insbesondere aus den Fig. 2b und 3 ersichtlich ist. Die freien Enden der abgebogenen Zungen 13 bilden zusammen eine zweite Öffnung 14, durch die im montierten Zustand des Kabels 5 die von dem Kabelmantel 15 und der Schirmung 4 befreiten einzelnen Adern 16 hindurchgeführt werden. Die einzelnen Adern 16 weisen dabei jeweils noch eine Aderisolation 17 auf, wie dies aus Fig. 6 ersichtlicht ist. Lediglich die freien Enden der Adern 16 sind durch Entfernen der Aderisolation 17 abisoliert.

An der ersten Stirnseite 8 des Mittelabschnitts 7 sind neben den Kontaktzungen 9 noch eine gleiche Anzahl an Stützelementen 18 ausgebildet, die sich jedoch nur in Längsrichtung des Mittelabschnitts 7 erstrecken, d.h. keinen abgebogenen Abschnitt aufweisen. Wie sowohl aus Fig. 1 als auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist jeweils ein Stützelement 18 zwischen zwei benachbarten Kontaktzungen 9 ausgebildet, wobei zwischen einer Kontaktzunge 9 und einem Stützelement 18 jeweils ein Abstand ausgebildet ist, dessen Breite etwas geringer als die Breite der Kontaktzunge 9 bzw. des vorzugsweise gleich breiten Stützelements 18 ist. Die Länge der Stützelemente 18 entspricht der Länge des geraden, d.h. nicht abgebogenen Abschnitts 19 der Kontaktzungen 9. Aus den Fig. 1 und 2a ist ersichtlich, dass die freien Enden der Kontaktabschnitte 10 geschlitzt sind, so dass sie insgesamt jeweils drei Kontaktfmger 20 aufweisen. Dadurch, dass der mittlere Kontaktfinger 20' etwas kürzer ist als die beiden äußeren Kontaktfinger 20", weist das freie Ende der Kontaktabschnitte 10 jeweils eine etwa konkave Form auf, die an den Radius der zu kontaktierenden Schirmung 4 angepasst ist.

Der in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Steckverbinder 3 weist neben der das Schirmungselement 1 aufnehmenden Steckerhülse 6 noch einen Kontaktträger 21 auf, in dem mehrere Kontaktstifte 22 angeordnet sind. Bei dem dargestellten Steckverbinder 3 handelt es sich somit um einen Stecker. Anstelle der Kontaktstifte 22 könnten jedoch auch Kontaktbuchsen als Kontaktelemente in dem Kontaktträger 21 angeordnet sein, so dass es sich dann bei dem Steckverbinder 3 entsprechend um eine Kabelbuchse handeln würde.

Die Verbindung des in den Figuren dargestellten Steckverbinders 3 mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder oder einer an einem elektrischen Gerät angeordneten korrespondierenden Buchse erfolgt mit Hilfe der drehbar auf dem Kontaktträger 21 angeordneten Überwurfhülse 23, die in einen korrespondierenden Aufnahmekörper mit einem Innengewinde oder eine korrespondierende Überwurfmutter eingeschraubt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die metallische Steckerhülse 6 aus zwei halb- schalenförmigen Gehäuseteilen 6', 6", die bei der Darstellung gemäß Fig. 5 abgenommen sind, damit die Anordnung des Kabels 5 innerhalb des Steckverbinders 3, insbesondere innerhalb des Schirmungselements 1 ersichtlich ist.

Aus der Darstellung gemäß den Fig. 5 und 6 ist dabei auch erkennbar, dass das Kabel 5 einen äußeren Kabelmantel 15, eine darunter angeordnete Schirmung 4 und vorliegend drei Adern 16 besitzt, wobei die einzelnen Adern 16 jeweils noch eine Aderisolation 17 aufweisen. Die freien, abisolierten Enden der Adern 16 sind mit den Kontaktstiften 22 über daran ausgebildete Crimp- anschlüsse verbunden. Hierzu ist am freien Ende des Kabels 5 sowohl der Kabelmantel 15 als auch die Schirmung 4 entfernt, so dass die einzelnen Adern 16 frei liegen. Außerdem ist auch die Aderisolation 17 an den freien Enden der Adern 16 entfernt, damit die Adern 16 elektrisch leitend mit den Kontaktstiften 22 verbunden werden können. Darüber hinaus ist an dem Kabel 5 ein weiterer Abschnitt des Kabelmantels 15 entfernt worden, so dass in diesem Bereich ein Teil der Schirmung 4 freiliegt. Dieser Bereich ist etwas beabstandet von dem vorderen Bereich, in dem die Adern 16 freiliegen, so dass zwischen den freien Adern 16 und dem Abschnitt mit der freiliegenden Schirmung 4 ein Teil des Kabelmantels 15' auf dem Kabel 5 verbleibt. Dies hat den Vorteil, dass die Schirmung 4 durch die Fixierung unterhalb dieses Teils des Kabelmantels 15' in ihrer Position gehalten wird, so dass es nicht zu einer Verschiebung der Schirmung 4 beim Einschieben des Kabels 5 in den Steckverbinder 3 bzw. in das Schirmungselement 1 kommt.

Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, liegt im montierten Zustand die vordere Stirnfläche des Kabelmantels 15 an den sich lamellenartig überlappenden Zungen 13 des Schirmungselements 1 an. Die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte 10 kontaktieren dabei den freigelegten Teil der Schirmung 4. Außerdem liegen die freien Enden der Stützelemente 18 des Schirmungselements 1 an einem im Inneren der Steckerhülse 6 ausgebildeten Absatz 24 an, der als Positionierungshilfe für das Schirmungselement 1 dient.

Wird der Anschlussbereich 25 im Inneren der Steckerhülse 6, in dem die freien Enden der Adern 16 des Kabels 5 an die Kontaktstifte 22 angeschlossen sind, mit einer Vergussmasse umspritzt, so dienen die sich lamellenartig überlappenden Zungen 13 des Schirmungselements 1 als Abdichtung für den rückwärtigen Bereich des Schirmungselements 1. Dadurch wird verhindert, dass Vergussmasse ins Innere des Schirmungselements 1 und insbesondere in den Bereich der abgebogenen Kontaktabschnitte 10 eindringt, was die Federeigenschaft des Schirmungselements 1 und den Übergangswiderstand zwischen dem Schirmungselement 1 und der Schirmung 4 sowie zwischen dem Schirmungselement 1 und der Steckerhülse 6 negativ beeinflussen könnte.

Claims

Patentansprüche:

1. Schirmungselement (1) zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Schirmung (4) eines Kabels (5) und einer metallischen Steckerhülse (6) eines Steckverbinders (3), wobei das Schirmungselement (1) durch Ausstanzen und Umbiegen aus einem flachen Metallstreifen (2) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Schirmungselement (1) einen zylinderförmigen Mittelabschnitt (7) aufweist, der sich in Längsrichtung des anzuschließenden Kabels (5), das Kabel (5) mit radialem Abstand umgebend, erstreckt,

dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) zugewandten ersten Stirnseite (8) des Mittelabschnitts (7) mehrere Kontaktzungen (9) ausgebildet sind, die jeweils einen um einen Winkel größer 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitt (10) aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte (10) eine solche Länge haben, dass die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte (10) die freigelegte Schirmung (4) des anzuschließenden Kabels (5) kontaktieren, und

dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels () abgewandten zweiten Stirnseite (12) des Mittelabschnitts (7) mehrere Zungen (13) ausgebildet sind, die um etwa 90° nach innen abgebogenen und um einen Winkel ß radial ausgelenkt sind, so dass die Zungen (13) einander lamellenartige überlappen, wobei die abgebogenen Zungen (13) eine solche Länge haben, dass die freien Enden der Zungen (13) eine Öffnung (14) für die Adern (16) des Kabels (5) bilden.

2. Schirmungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ß zwischen 5° und 15° beträgt.

3. Schirmungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) zugewandten ersten Stirnseite (8) des Mittelabschnitts (7) mehrere Stützelemente (18) ausgebildet sind, die sich in Längsrichtung des Mittelabschnitts (7) er- strecken, wobei vorzugsweise jeweils ein Stützelement (18) zwischen zwei benachbarten Kontaktzungen (9) ausgebildet ist.

4. Schirmungselement (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzungen (9) jeweils einen Abschnitt (19) aufweisen, der sich in Längsrichtung des Mittelabschnitts (7) erstreckt, wobei die Länge dieser Abschnitte (19) vorzugsweise der Länge der Stützelemente (18) entspricht.

5. Schirmungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Kontaktabschnitte (10) eine etwa konkave Form aufweisen, wobei der Radius der konkaven Form vorzugsweise dem Radius der zu kontaktierenden Schirmung (4) entspricht.

6. Schirmungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Kontaktabschnitte (10) geschlitzt oder eingekerbt sind, so dass die freien Enden mehrere Kontaktfmger (20) aufweisen.

7. Steckverbinder (3) zum Anschließen eines eine Schirmung (4) aufweisenden Kabels (5), mit einem Kontaktträger (21), mit einer metallischen Steckerhülse (6) und mit einem innerhalb der Steckerhülse (6) angeordneten Schirmungselements (1), wobei in dem Kontaktträger (21) mehrere Kontaktstifte (22) oder Kontaktbuchsen angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) zugewandten ersten Stirnseite (8) des Mittelabschnitts (7) mehrere Kontaktzungen (9) ausgebildet sind, die jeweils einen um einen Winkel größer 90° nach innen abgebogenen federnden Kontaktabschnitt (10) aufweisen, wobei die Kontaktabschnitte (10) eine solche Länge haben, dass die freien Enden der federnden Kontaktabschnitte (10) die freigelegte Schirmung (4) eines anzuschließenden Kabels (5) kontaktieren, und dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) abgewandten zweiten Stirnseite (12) des Mittelabschnitts (7) Zungen (13) ausgebildet sind, die um etwa 90° nach innen abgebogenen und um einen Winkel ß radial ausgelenkt sind, so dass die Zungen (13) einander lamellenartige überlappen, wobei die abgebogenen Zungen (13) eine solche Länge haben, dass die freien Enden der Zungen (13) eine Öffnung (14) für die Adern (16) des Kabels (5) bilden..

8. Steckverbinder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) zugewandten ersten Stirnseite (8) des Mittelabschnitts (7) mehrere Stützelemente (18) ausgebildet sind, die sich in Längsrichtung des Mittelabschnitts (7) erstrecken, wobei vorzugsweise jeweils ein Stützelement (18) zwischen zwei benachbarten Kontaktzungen (9) ausgebildet ist.

9. Steckverbinder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerhülse (6) an der der Einführrichtung des anzuschließenden Kabels (5) zugewandten ersten Seite im Inneren einen Absatz (24) aufweist, an dem die freien Enden der Stützelemente (18) des Schirmungselements (1) im montierten Zustand anliegen.

10. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit einem angeschlossenen Kabel (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (25), in dem die freien Enden der Adern (16) der Kabels (5) mit den Kontaktstiften (22) oder Kontaktbuchsen verbunden sind, mit einer Vergussmasse umspritzt ist, wobei der Anschlussbereich (25) auf der dem Kabel (5) zugewandten Seite durch die einander lamellenartig überlappenden Zungen (13) begrenzt ist.

1 1. Verfahren zum Anschließen eines eine Schirmung (4) aufweisenden Kabels (5) an einen Steckverbinder (3), mit Hilfe eines Schirmungselements (1), wobei der Steckverbinder (3) einem Kontaktträger (21), mit mehreren Kontaktstiften (22) oder Kontaktbuchsen und eine metallische Steckerhülse (6) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Ausschneiden oder Ausstanzen eines in der Länge an den Außendruch- messers des anzuschließenden Kabels (5) angepassten Metallstreifens (2);

- Umbiegen der federnden Kontaktabschnitte (9) der Kontaktzungen (10), Umbiegen und Auslenken der Zungen (13) und anschließendes Einrollen des Metallstreifens (2) zu einem zylinderförmigen Schirmungselements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6;

- Einschieben des Schirmungselements (1) in die metallische Steckerhülse (6);

- Entfernen eines Teils des Kabelmantels (15) und der Schirmung (4) am freien Ende des Kabels (5), Abisolieren der freien Enden der einzelnen Adern (16) und Entfernen eines Abschnitts des Kabelmantels (15), so dass ein Teil der Schirmung (4) freiliegt, wobei zwischen dem freigelegten Teil der Schirmung (4) und den vom Kabelmantel (15) freigelegten Adern (16) ein Abschnitt des Kabelmantels (15') verbleibt;

- Einschieben des Kabels (5) von der dem Kontaktträger (21) abgewandten Seite in die Steckerhülse (6) bis das Ende des Kabelmantels (15) an den lamellenartig überlappenden Zungen (13) des Schirmungselements (1) anstößt, wobei die freien Enden der Kontaktabschnitte (10) die freigelegte Schirmung (4) federnd kontaktieren;

- Anschließen der abisolierten Enden der einzelnen Adern (16) an die einzelnen Kontaktstifte (22) oder Kontaktbuchsen.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (25) im Inneren der Steckerhülse (6) nach dem Anschließen der freien Enden der Adern (16) der Kabels (5) an die Kontaktstifte (22) oder Kontaktbuchsen mit einer Vergussmasse umspritzt wird.