EP1355386B1 - Rundsteckverbinder für abgeschirmte elektrische Kabel - Google Patents

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EP1355386B1
EP1355386B1 EP03005857A EP03005857A EP1355386B1 EP 1355386 B1 EP1355386 B1 EP 1355386B1 EP 03005857 A EP03005857 A EP 03005857A EP 03005857 A EP03005857 A EP 03005857A EP 1355386 B1 EP1355386 B1 EP 1355386B1
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EP
European Patent Office
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contact element
insulating body
plug connector
bent
resilient end
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EP03005857A
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French (fr)
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EP1355386A1 (de
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Albert Ferderer
Hartmut Schwettmann
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Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric GmbH and Co KG
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Publication date
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    • 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
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/6597—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a contact of the connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/65912—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members for shielded multiconductor cable

Definitions

  • the invention relates to a circular connector for shielded electrical cable with a carrier body arranged in an insulating body and a cable gland, consisting of a pressure / clamping part and a metallic screw, wherein when screwing the screw on the carrier body, the pressure / clamping member presses against the insulating body.
  • Such a connector is required in order to be able to use shielded electrical cables with a quick connection technology instead of hitherto unshielded cables and lines, which are connected to each other in non-critical areas by means of quick connection technology.
  • Connectors are known from the prior art, which pass either their shielding over a metallic or metallized shell or a center conductor to a mating connector. So is out of the DE 198 37 530 C1 a cable entry is known in which a shielded cable by means of an electrically conductive seal ring is contacted with an electrically conductive pressure screw.
  • the invention is therefore based on the object to form a connector of the type mentioned in that in the field of quick connect technology connectors with shielded electrical cables or conductors can be used, with either the shield on the metallic outer shell, an integrated center conductor or at the same time both conductive parts can be passed on. According to different specifications, shields are to be realized via the center conductor or the outer shell.
  • a contact element for contacting a cable shield of the electrical conductor, a contact element is provided, wherein the contact element is arranged on the side facing the cable connection side of the insulator, that the contact element is provided as a flat bent part with a bent, resilient end over engages a projection provided in a recess disposed axially in the outer wall of the insulating body, that the contact element is provided with an opening into which the cable shield is inserted, wherein the cable shield is received in the recess and clamped with the resilient end, and that the contact element with the bent, resilient end is arranged so that presses the bending edge of the resilient end against the inner wall of the screw when screwing the screw.
  • an already known connector by simple measures according to the invention off or can be retrofitted, and that when using a contact element, the shielding of an electrical conductor via an electrically conductive outer shell or z. B. is arranged in the center of the connector ladder or both forwarded to a mating connector.
  • a specially shaped contact element is integrated into an already known insulating body.
  • one side of the contact element to a built-in insulating contact part, while the other side is provided with an opening for the shielding braid to be twisted shielded electrical cable and a bent resilient contact end which clamps the Ablegeflecht in a recess provided in the insulating body.
  • the bent resilient contact end is shaped so that it comes into contact with a metallic screw sleeve surrounding the connector.
  • Fig.1 is shown in an exploded perspective view of a complete inventive connector 1. Starting from the bottom left to the top right, the following parts are shown. First, a metallic plug-in part 2, which can be screwed onto a mating connector, is latched with an insulating carrier body 3, in which contact elements, not further shown here, are held for signal transmission. Especially emphasized and shown is the contact part 10, the insulation displacement terminal 19 has at the connection-side part 14 in a corresponding, slot-shaped receptacle 21 of an insulating body 20. (See also Fig.
  • the contact part is formed from the two sections of a plug-side part 12 and a connection-side part 14, wherein the contact part can also be made in one piece.
  • the plug-side part has a plug pin 15 for contacting with a mating connector and a socket 16 into which a pin-shaped projection 17 of the connection-side part 14 can be inserted.
  • the part 14 is held by means of a locking spring 18 in the insulating body 20.
  • the second side of the connection-side part is designed as a cutting clamp 19, in which the contact element 25 is pressed with a bend 26 provided for this purpose.
  • the contact element 25 is formed as a U-shaped flat bent part with an asymmetrically arranged round opening 29 in the central region 27, bent by 90 ° bend 26 and bent over at least 35 ° to the central region resilient end 28.
  • the contact element is contacted on the Abwinklungsseite 26 in the receptacle 21 'with the insulation displacement terminal 19 and clamped on the other side with the bent resilient end 28 in the axially arranged recess 23 in the insulating body 30.
  • the insulating body 10 is rotated by about 180 ° and shown from the view of the pressure / clamping member 30, so that the position of the contact element 25 is made clear again on the surface of this Isolier Sciencesseite.
  • the axially arranged lateral recess 23 has a stepped structure and a projection 23 'is provided, around which the cable shield is to be guided, and over which engages the resilient end 28 of the contact part 25 in the recess 23 ,
  • a collar 32 is formed on the insulating body facing side of the pressure / clamping member 30, the raised polarizing means 34 which engage in corresponding recesses 24 in the insulating body 20. Furthermore, a further recess 36 is provided in the collar over the entire height of the collar into which the contact element 25 extends with the bent, resilient end 28.
  • the cable shield 52 is twisted before mounting the connector and threaded through the opening 29 in the contact element. Subsequently, the individual conductors 54 are inserted into the conductor guide channels 22 of the insulating part and the pressure / clamping part 30 is placed with the contact element 25 on the insulating body 20.
  • the twisted cable shield is inserted into the axially formed on the outer wall of the insulating recess 23, wherein the bent, resilient end 28 presses the twisted cable shield into the recess.
  • About the insulator protruding single conductor ends 54 and cable shielding are cut off and pushed insulating body with cable gland in the support body 3.
  • the individual conductors guided in the conductor guide channels are cut by the insulation displacement contacts which are firmly inserted in the support body (not shown here) and at the same time an electrically conductive connection to the contact part 10 is produced. Subsequently, the screw sleeve 40 is pushed and screwed to the carrier body 3.
  • the bent, resilient end 28 is inserted into a groove 5 provided in the carrier body and with the bending edge 28 'pressed against the inner wall 42 of the external screw, so that in addition to an internal shield hereby also a second electrically conductive outer shield via the screw 40 takes place.
  • this shielding is only active when the sleeve 45 is pulled over the threaded sleeve 40 and the male part 2, so that the insulating part of the support body 3 is bridged, as in the Fig. 3 shown in the connector 1 shown completely.
  • FIG. 4 is shown in detail how the contact member 25 presses with its bending edge 28 'against the inner wall 42 of the metallic screw 40 to pass on the potential of the cable shield 52, which is guided through the opening 29 and abuts the resilient end 28.
  • the cutting clamp 19 is contacted, which is positioned in the receptacle 21.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rundsteckverbinder für abgeschirmte elektrische Kabel mit einem in einem Trägerkörper angeordneten Isolierkörper und einer Kabelverschraubung, bestehend aus einem Druck/Klemmteil und einer metallischen Schraubhülse, wobei beim Aufschrauben der Schraubhülse auf den Trägerkörper, das Druck/Klemmteil gegen den Isolierkörper drückt.
  • Ein derartiger Steckverbinder wird benötigt, um anstelle bisher ungeschirmter Kabel und Leitungen, die in unkritischen Bereichen mittels Schnellanschlusstechnik miteinander verbunden werden, abgeschirmte elektrische Kabel mit einer Schnellanschlusstechnik nutzen zu können.
  • Aus dem Stand der Technik sind Steckverbinder bekannt, die entweder ihre Abschirmung über eine metallische oder metallisierte Hülle oder über einen Mittelleiter an einen Gegenstecker weitergeben.
    So ist aus der DE 198 37 530 C1 eine Kabeleinführung bekannt bei der ein geschirmtes Kabel mittels eines elektrisch leitenden Gleitringes erfolgt, der mit einer elektrisch leitenden Druckschraube kontaktiert.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass auch im Bereich der Schnellanschlusstechnik Steckverbinder mit abgeschirmten elektrischen Kabeln oder Leitern verwendet werden können, wobei wahlweise die Abschirmung über die metallische Außenhülle, über einen integrierten Mittelleiter oder gleichzeitig über beide leitende Teile weitergegeben werden kann. Gemäß unterschiedlicher Vorgaben sind Abschirmungen über den Mittelleiter oder die Außenhülle zu realisieren.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zur Kontaktierung einer Kabelschirmung des elektrischen Leiters ein Kontaktelement vorgesehen ist, wobei das Kontaktelement auf der zum Kabelanschluss weisenden Seite des Isolierkörpers angeordnet ist, dass das Kontaktelement als flaches Biegeteil mit einem umgebogenen, federnden Ende versehen ist, das über einen Vorsprung greift, der in einer axial in der Außenwandung des Isolierkörpers angeordneten Ausnehmung vorgesehen ist, dass das Kontaktelement mit einer Öffnung versehen ist, in die die Kabelschirmung eingeführt ist, wobei die Kabelschirmung in der Ausnehmung aufgenommen ist und mit dem federnden Ende festgeklemmt ist, und dass das Kontaktelement mit dem umgebogenen, federnden Ende so angeordnet ist, das beim Aufschrauben der Schraubhülse die Biegekante des federnden Endes gegen die Innenwand der Schraubhülse drückt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 5 angegeben.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein schon bekannter Steckverbinder durch einfache Maßnahmen erfindungsgemäß aus- bzw. umgerüstet werden kann, und dass bei Einsatz eines Kontaktelementes die Schirmung eines elektrischen Leiters über eine elektrisch leitende Außenhülle oder z. B. einen im Zentrum des Steckverbinders angeordneten Leiter oder über beide an einen Gegenstecker weitergeleitet wird. Dabei wird ein speziell geformtes Kontaktelement in einen bereits bekannten Isolierkörper integriert.
    Dabei weist die eine Seite des Kontaktelementes zu einem im Isolierkörper integrierten Kontaktteil, während die andere Seite, mit einer Öffnung für das zu verdrillende Abschirmgeflecht des geschirmten elektrischen Kabels versehen ist sowie einem umgebogenen federnden Kontaktende, das das Abschirmgeflecht in einer im Isolierkörper vorgesehenen Ausnehmung festklemmt.
  • Das umgebogene federnde Kontaktende ist dabei so geformt, dass es mit einer den Steckverbinder umgebenden metallischen Schraubhülse in Kontakt gelangt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Rundsteckverbinder in einer auseinandergezogenen Darstellung,
    Fig. 2a
    elektrische Verbindung des Innenleiters in einer auseinandergezogenen Darstellung,
    Fig. 2b
    einen Isolierkörper mit einem Kontaktelement um 180° gegenüber der Fig. 2a gedreht,
    Fig. 3
    eine isometrische Darstellung eines kompletten Rundsteckverbinders, und
    Fig. 4
    eine Detaildarstellung der Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und der Hülse.
  • In der Fig.1 ist in einer auseinandergezogenen perspektivischen Darstellung ein kompletter erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 gezeigt. Von links unten beginnend nach rechts oben sind folgende Teile dargestellt. Zunächst ist ein metallisches und auf einen Gegenstecker schraubbares Steckteil 2 mit einem isolierenden Trägerkörper 3 verrastet, in dem hier nicht weiter dargestellte Kontaktelemente für eine Signalübertragung gehalten sind.
    Speziell herausgehoben und gezeigt ist das Kontaktteil 10, dessen Schneidklemme 19 am anschlussseitigen Teil 14 in eine entsprechende, schlitzförmige Aufnahme 21 eines Isolierkörpers 20 weist. (Siehe auch Fig. 2a) Auf den Isolierkörper, in dem auch Leiterführungskanäle 22 vorgesehen sind, in denen signalführende elektrische Einzelleiter 54 geführt sind, folgt ein Druck/Klemmteil 30, mit dem das elektrische Kabel 50 gegen Auszug aus dem Steckverbinder 1 gesichert ist.
    Zwischen dem Isolierkörper und der Kabelverschraubung ist ein Kontaktelement 25 eingefügt, das weiter unten erklärt wird.
    Darauf folgt eine metallische Schraubhülse 40 mit der der Steckverbinder nach dem Aufschrauben auf das Trägergehäuse 3 zusammengehalten wird sowie eine Schirmhülse 45, die bei entsprechender Positionierung den elektrischen Kontakt von der Schraubhülse 40 über den isolierenden Trägerkörper 3 zum metallischen Steckteil 2 weiterleitet.
  • In der Fig. 2a ist das bereits in Fig. 1 angedeutete Kontaktteil 10 mit seinen relevanten Einzelteilen gezeigt. Das Kontaktteil wird aus den beiden Teilstücken eines steckseitigen Teiles 12 und eines anschlussseitigen Teiles 14 gebildet, wobei das Kontaktteil auch einstückig gefertigt sein kann.
    Das steckseitige Teil weist einen Steckstift 15 zur Kontaktierung mit einem Gegenstecker und eine Buchse 16 auf, in die ein stiftförmiger Ansatz 17 des anschlussseitigen Teiles 14 einfügbar ist. Das Teil 14 wird mittels einer Arretierungsfeder 18 im Isolierkörper 20 festgehalten. Die zweite Seite des anschlussseitigen Teiles ist als Schneidklemme 19 ausgebildet, in die das Kontaktelement 25 mit einer dazu vorgesehenen Abwinklung 26 eingedrückt wird.
    Das Kontaktelement 25 ist als U-förmiges flaches Biegeteil mit einer asymmetrisch angeordneten runden Öffnung 29 im mittleren Bereich 27, einer um 90° abgebogenen Abwinklung 26 und einem auf mindestens 35° zum mittleren Bereich umgebogenen federnden Ende 28 ausgebildet.
    Bei der Montage wird das Kontaktelement auf der Abwinklungsseite 26 in der Aufnahme 21' mit der Schneidklemme 19 kontaktiert und auf der anderen Seite mit dem umgebogenen federnden Ende 28 in der axial angeordneten Ausnehmung 23 im Isolierkörper 30 eingeklemmt.
  • In der Fig. 2b ist der Isolierkörper 10 um etwa 180° gedreht und aus Sicht des Druck/Klemmteiles 30 gezeigt, so dass die Lage des Kontaktelementes 25 auf der Oberfläche dieser Isolierkörperseite noch einmal verdeutlicht wird. Dabei ist auch zu erkennen, dass die axial angeordnete, seitliche Ausnehmung 23 eine treppenförmige Struktur aufweist sowie ein Vorsprung 23' vorgesehen ist, um den herum die Kabelschirmung zu führen ist, und über die das federnde Ende 28 des Kontaktteiles 25 in die Ausnehmung 23 greift.
  • Wie weiterhin aus der Fig. 2a zu erkennen, ist an der zum Isolierkörper weisenden Seite des Druck/Klemmteiles 30 ein Kragen 32 angeformt, der erhabene Polarisationsmittel 34 aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen 24 im Isolierkörper 20 eingreifen.
    Weiterhin ist im Kragen eine weitere Ausnehmung 36 über die gesamte Höhe des Kragens vorgesehen, in die das Kontaktelement 25 mit dem umgebogenen, federnden Ende 28 hineinreicht.
    Die Kabelschirmung 52 wird vor der Montage des Steckverbinders verdrillt und durch die Öffnung 29 im Kontaktelement gefädelt.
    Anschließend werden die Einzelleiter 54 in die Leiterführungskanäle 22 des Isolierteiles eingeschoben und das Druck/Klemmteil 30 mit dem Kontaktelement 25 auf den Isolierkörper 20 aufgesetzt.
    Dabei wird die verdrillte Kabelschirmung in die axial an der Außenwandung des Isolierkörpers eingeformte Ausnehmung 23 eingelegt, wobei das umgebogene, federnde Ende 28 die verdrillte Kabelschirmung in die Ausnehmung presst.
    Über den Isolierkörper hinausragende Einzelleiterenden 54 sowie Kabelschirmung werden abgeschnitten und Isolierkörper mit Kabelverschraubung in den Trägerkörper 3 geschoben. Dabei werden die in den Leiterführungskanälen geführten Einzelleiter durch die im Trägerkörper fest eingefügten (hier nicht gezeigten) Schneidklemmkontakte geschnitten und gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zu dem Kontaktteil 10 hergestellt. Anschließend wird die Schraubhülse 40 aufgeschoben und mit dem Trägerkörper 3 verschraubt. Dabei wird das umgebogene, federnde Ende 28 in eine dafür vorgesehene Nut 5 im Trägerkörper eingefügt und mit der Biegekante 28' gegen die Innenwandung 42 der Außenverschraubung gedrückt, so dass neben einer innenliegenden Abschirmung hiermit auch eine zweite elektrisch leitende Außenabschirmung über die Schraubhülse 40 erfolgt. Diese Abschirmung wird jedoch erst aktiv, wenn die Hülse 45 über die Schraubhülse 40 und das Steckteil 2 gezogen wird, so dass der isolierende Teil des Trägerkörpers 3 überbrückt ist, wie in der Fig. 3 bei dem komplett dargestellten Steckverbinder 1 gezeigt.
  • In der Fig. 4 ist im Detail gezeigt, wie das Kontaktelement 25 mit seiner Biegekante 28' gegen die Innenwandung 42 der metallischen Schraubhülse 40 drückt, um das Potenzial der Kabelschirmung 52 weiterzuleiten, die durch die Öffnung 29 geführt ist und an dem federnden Ende 28 anliegt.
    Auf der anderen Seite des Kontaktelentes 25 wird mit der Abwinklung 26, die in der Aufnahme 21' eingefügt ist, die Schneidklemme 19 kontaktiert, die in der Aufnahme 21 positioniert ist.
  • Es besteht also die Möglichkeit das Potenzial der Abschirmung innerhalb des Steckverbinders mittels des Kontaktteiles 10 und des Kontaktelementes 25 oder über die Außenhülle mittels der Schraubhülse 40 und der Hülse 45 oder über beide Maßnahmen zu übertragen.

Claims (5)

  1. Rundsteckverbinder für abgeschirmte elektrische Kabel (50) mit einem in einem Trägerkörper (3) angeordneten Isolierkörper (20) und einer Kabelverschraubung, bestehend aus einem Druck/Klemmteil (30) und einer metallischen Schraubhülse (40), wobei beim Aufschrauben der Schraubhülse auf den Trägerkörper, das Druck/Klemmteil gegen den Isolierkörper drückt,
    mit einem zur Kontaktierung einer Kabelschirmung (52) des elektrischen Leiters (50) vorgesehenen Kontaktelement (25), wobei das Kontaktelement auf der zum Kabelanschluss weisenden Seite des Isolierkörpers (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet dass das Kontaktelement (25) als flaches Biegeteil mit einem umgebogenen, federnden Ende (28) versehen ist, das über einen Vorsprung (23') greift, der in einer axial in der Außenwandung des Isolierkörpers angeordnete Ausnehmung (23) vorgesehen ist,
    dass das Kontaktelement (25) mit einer Öffnung (29) versehen ist, in die die Kabelschirmung (52) eingeführt ist, wobei die Kabelschirmung in der Ausnehmung (23) aufgenommen und mit dem umgebogenen federnden Ende (28) festgeklemmt ist, und
    dass das Kontaktelement (25) mit dem umgebogenen, federnden Ende (28) so angeordnet ist, das beim Aufschrauben der Schraubhülse (40) die Biegekante (28') des federnden Endes gegen die Innenwand (42) der Schraubhülse drückt.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kontaktelement (25) dem federnden Ende (28) gegenüberliegend eine Abwinklung (26) aufweist, die in eine schlitzförmige Aufnahme (21') im Isolierkörper (20) eintaucht.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
    dass in dem Schlitz (21) eine Schneidklemme (19) angeordnet ist, die mit der Abwinklung (26) des Kontaktelementes (25) kontaktiert.
  4. Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Isolierkörper (20) und dem Druck/Klemmteil (30) miteinander wirkende Polarisationsmittel (24, 34) vorgesehen sind.
  5. Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Isolierkörper (20) als Leiterführungsteil für elektrische Leiter (54) vorgesehen ist, die in entsprechend geformten Leiterführungskanälen (22) von Schneidklemmkontakten kontaktiert werden.
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