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DE9113082U1 - Abgeschirmter Steckverbinder - Google Patents

Abgeschirmter Steckverbinder

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DE9113082U1
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shield
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Description

91 61 5 8 4 DE
Siemens Aktiengesellschaft
Abgeschirmter Steckverbinder.
Die Erfindung betrifft einen abgeschirmten, ein metallenes Schirmgehäuse aufweisenden Steckverbinder, an dem anschlußseitig mindestens ein abgeschirmtes Kabel angeschlossen und steckerseitig ein einen Metallkragen aufweisender Stecker- oder Buchseneinsatz vorgesehen ist. Ein derartiger Steckverbinder ist aus dem DE-GM 87 13 046 bekannt.
An den Steckverbinder als Bindeglied zwischen abgeschlossenen elektronischen Systemen und der Peripherie werden zunehmend höhere Anforderungen bezüglich elektromagnetischer Verträglichkeit gestellt. Die Entwicklung elektronischer Systeme ist durch eine immer höher werdende Verarbeitungsgeschwindigkeit, d.h. durch höhere Taktfrequenzen in digitalen Rechen- und Regelsystemen gekennzeichnet. Dadurch steigt die Sensibilität für hochfrequente Beeinflussungen stark an. Diese Störeinflüsse können zu Fehlfunktionen führen, die sich direkt auf die Qualität dieser Systeme auswirken. Andererseits gehen Störbeeinflussungen auch von elektronischen Systemen oder Geräten selbst aus, die mit steilflankigen hochfrequenten Signalen im Steuerungs- wie im Leistungsteil arbeiten. Um die gegenseitige Beeinflussung elektronischer Systeme untereinander zu reduzieren oder sogar völlig aufzuheben, kommt dem Steckverbinder als Schnittstellenelement zwischen einem abgeschlossenen elektronischen System und der Umgebung eine maßgebende Bedeutung zu. Für derartige Zwecke ist der aus dem DE-GM 87 13 046 bekannte Steckverbinder vorgesehen. Dieser besitzt ein zweiteiliges Gehäuse, wobei zur elektrischen Schirmung die einzelnen Gehäuseteile innen bedeckende Schirmbleche vorgesehen sind, die beim Zusammenfügen des Gehäuses
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nicht unmittelbar, sondern jeweils durch Kontaktgabe mit dem in das Gehäuse eingefügten metallischen Stecker und mit einer Schirmung eines in das Gehäuse geführten Kabels elektrisch verbunden sind. Bei diesem Steckverbinder ist der metallische Steckerkörper mit seinem Kragen außen am Steckverbinder an der steckerseitigen Stirnseite des Gehäuseunterteiles angeordnet. Das Anschlußkabel ist mittels einer Klemmschelle mechanisch mit dem Gehäuseunterteil und elektrisch mit einem im Gehäuseunterteil angeordneten Schirmblech verbunden.
Bei anderen auf dem Markt befindlichen Steckverbindern ist das Gehäuse aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, zwischen denen geringe Spalte vorhanden sein können, welche die Schirmwirkung erheblich beeinflussen. Für derartige Gehäuse werden verschiedene Abschirmmaterialien verwendet, wie z.B. massiv gegossene Halbschalen aus Aluminium, in Kunststoffhalbschalen eingelegte Metallbleche oder metallisierte Kunststoffhalbschalen. Diese Halbschalen werden jeweils elektrisch mit dem Schirmgeflecht des Kabels und mit dem Metallkragen des eingebauten Steckers verbunden. Der Metallkragen des eingebauten Steckers wird dabei meist vorstehend an der Stirnseite des Gehäuses festgelegt. Demzufolge sind bei üblichen Steckerpaarungen mit einem Gegenstecker in der Hinter- oder Vorderwandmontage und einem Stecker im Gehäuse des Steckverbinders Spalte vorhanden, und zwar zwischen Gegenstecker und Wand bzw. Stecker und Gehäuse. Bei derartigen Steckverbindungen sind somit viele Übergangsstellen vorhanden, wobei sich der Fließweg der an Masse abzuleitenden Störsignale wie folgt ergibt: Kabelschirmgeflecht - Gehäusewand - Metallkragen des Steckers -Metallkragen des Gegensteckers - Gerätewand (Masse). Hierbei können Oberflächenströme in das Innere von Geräten geleitet werden und/oder Störbeeinflussungen von dem Gerät selbst ausgehen.
9t 61
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der erhöhte Schirmungsanforderungen von z.B. > 80 dB erfüllt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
a) das Schirmgehäuse ist einteilig und einschalig ausgebildet,
b) die Auflagestelle an dem Schirmgehäuse für den Metallkragen des Stecker- oder Buchseneinsatzes ist gegenüber der steckerseitigen Stirnseite des Schirmgehäuses nach innen zurückgesetzt, so daß ausschließlich über die steckerseitige Stirnseite eine stirnseitige Kontaktierung des Schirmgehäuses an einer Gerätewand erfolgt,
c) das Schirmgehäuse ist im Anschlußbereich des Kabels mit einer gegenüber der anschlußseitigen Stirnseite nach innen zurückgesetzten, mit mindestens einer Durchführung versehenen Querwand ausgebildet,
d) zwischen der Kabelabschirmung und der Querwand ist ein direkter Stirnkontakt hergestellt.
Bei einem derartigen Steckverbinder ist die Anzahl der Übergangsstellen auf ein Minimum reduziert. Das Metallgehäuse des Steckverbinders ist einteilig und einschalig ausgebildet. Die Kontaktgabe zwischen dem Kabelschirm und dem Gehäuse des Steckverbinders erfolgt durch einen direkten Stirnkontakt, d.h. der Kabelschirm steht nicht wie bei angeschraubten Klemmschellen nur teilweise bzw. über Zwischenübergänge, sondern ringsum und ohne Zwischenübergänge in direktem Kontakt mit dem Schirmgehäuse. Weiterhin ist eine stirnseitige Kontaktierung vom Gehäuse des Steckverbinders zu einer Gerätewand vorgesehen, so daß ein ungehinderter Fluß von Oberflächenströmen gewährleistet ist. Durch diese Maßnahmen wird ein Steckverbinder mit wenigen, spaltfreien elektrischen und mechanischen Übergängen geschaffen, so daß der Steckverbinder
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erhöhte Schirmungsanforderungen erfüllt. Darüberhinaus läßt sich ein derartiger Steckverbinder mit einem einfachen Aufbau, montagefreundlich und kostengünstig realisieren.
Bei einem derartigen Steckverbinder ist es zweckmäßig, wenn die Auflagestelle für den Metallkragen des Stecker- oder Buchseneinsatzes soweit nach innen zurückgesetzt ist, daß sich der Stecker- oder Buchseneinsatz weitgehend innerhalb des Schirmgehäuses befindet. Dadurch ist der Stecker- oder Buchseneinsatz weitgehend mechanisch und elektrisch geschützt innerhalb des Schirmgehäuses angeordnet.
Im Hinblick auf die Schirmungswirkung ist es vorteilhaft, wenn die Innenweite des Schirmgehäuses am steckerseitigen Ende so gewählt ist, daß bei einem an einer Gerätewand befestigten Steckverbinder der Stecker- oder Buchseneinsatz, dessen Gegenstecker an der Gerätewand und die Durchtrittsöffnung der Gerätewand seitlich von dem steckerseitigen Gehäuserand umgeben sind. Damit sind sowohl Stecker- oder Buchseneinsatz und Gegenstecker als auch die Ausnehmung in der Gerätewand elektrisch abgeschirmt umkapselt.
Zum Ausgleich von gegebenenfalls auftretenden, nicht völlig ebenen stirnseitigen Auflagen eines Gehäuserandes an einer Gerätewand und zur Schaffung einer maximalen Anzahl von Kontaktierungspunkten in diesem Bereich kann es zweckmäßig sein, wenn zwischen der steckerseitigen Stirnseite des Schirmgehäuses und der Gerätewand ein Kontaktblech angeordnet ist. Ein derartiges Kontaktblech kann z.B. aus einem gefiederten Federblech bestehen.
Bei einem erfindungsgemäßen Steckverbinder erfolgt der Anschluß des Kabels in zweckmäßiger Weise mittels einer in den Anschlußbereich des Schirmgehäuses einschraubbaren Überwurfmutter. Hierbei läßt sich eine stirnseitige Kontaktierung
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der Kabelabschirmung an der Querwand des Schirmgehäuses in einfacher Weise dadurch herstellen, daß über die freigelegte Kabelabschirmung eine Hülse geschoben ist, über welche an einer Seite die Kabelabschirmung um 180° umgestülpt ist und an welcher an der anderen Seite die Überwurfmutter angreift.
Wenn als Befestigungselemente für die Befestigung des Schirmgehäuses an einer Gerätewand zwei in Steckrichtung verschiebbar, jedoch unverlierbar am Schirmgehäuse angeordnete Schrauben vorgesehen sind, so kann der Steckverbinder beim Verbinden mit dem Gegenstecker erst frei und ohne gleichzeitige Beeinflussung durch den Befestigungsvorgang gesteckt und nach hergestellter Steckverbindung anschließend mittels der Befestigungselemente verriegelt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines abgeschirmten Steckverbinders im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Steckverbinder mit Schirmgehäuse und Kabeleinführung sowie einen an einer Gerätewand vorgesehenen Gegenstecker jeweils im Schnitt vor der Steckverbindung,
Fig. 2 ebenfalls im Schnitt einen an einer Gerätewand befestigten Steckverbinder,
Fig. 3 den Anschluß eines Kabels an dem Steckverbinder und die Kontaktierung der Kabelabschirmung in dem Schirmgehäuse in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Kabelanschlusses und 35
9t 61
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung zwei Codierelemente.
Der Steckverbinder besitzt ein metallenes Schirmgehäuse 1 aus einem einteiligen und einschaligen, insbesondere aus Aluminium bestehenden Druckgußteil. Das Schirmgehäuse 1 ist trichterförmig gestaltet mit einem weiteren steckerseitigen Bereich 2 und einem demgegenüber engeren, durch eine Abstufung gebildeten Anschlußbereich 3. In diesem Anschlußbereich ist mindestens ein abgeschirmtes Kabel 4 in später noch genauer beschriebener Weise angeschlossen. Im steckerseitigen Bereich 2 ist ein einen Metallkragen 5 aufweisender Stecker- oder Buchseneinsatz 6 vorgesehen, der mit dem Kabel 4 verbunden ist.
Die Auflagestelle 17 an dem Schirmgehäuse 1 für den Metallkragen 5 des Stecker- oder Buchseneinsatzes 6 ist gegenüber der steckerseitigen Stirnseite 7 des Schirmgehäuses soweit nach innen zurückgesetzt, daß sich der Stecker- oder Buchseneinsatz 6 weitgehend innerhalb des Schirmgehäuses befindet.
Deshalb kann dann ausschließlich über die steckerseitige Stirnseite 7 des Schirmgehäuses eine stirnseitige Kontaktierung des Schirmgehäuses an einer Gerätewand 8 erfolgen. Die Auflagestelle 17 an dem Schirmgehäuse für den Metallkragen 5 des Stecker- oder Buchseneinsatzes 6 ist zweckmäßigerweise von zwei einander gegenüberliegenden Stufen an den Innenwänden des Schirmgehäuses gebildet.
Als Befestigungselemente für die lösbare Befestigung des Schirmgehäuses 1 an der Gerätewand 8 sind zwei Schrauben vorgesehen und in Steckrichtung verschiebbar, jedoch unverlierbar am Schirmgehäuse angeordnet. Die Schrauben 9 sind in Längsrichtung mit vier unterschiedlichen Zonen ausgebildet. Diese Zonen sind ein z.B. geschlitzter Schraubenkopf 10 zum Anschrauben, eine zylindrische Halszone 11, ein Außengewinde 12, dessen Durchmesser größer ist als der der Halszone, ferner ein kleines Außengewinde 13 zum Einschrauben in Gewindehülsen 14 an der Gerätewand 8, wobei das Außengewinde 13 durch Ausnehmungen 15 des Metallkragens 5 des Stecker- oder Buchseneinsatzes 6 paßt.
91 G1 5 8 * OE
Die Unterbringung der Schrauben 9 im Schirmgehäuse ist hier so vorgesehen, daß seitlich des Stecker- oder Buchseneinsatzes 6, also zwischen diesem und der Innenseite des Schirmgehäuses 1, jeweils ein ausreichend großer Zwischenraum zum Durchtritt der Schrauben 9 vorhanden ist.
Die Fixierung des Stecker- oder Buchseneinsatzes 6 in Steckrichtung erfolgt seitlich durch zwei einander diagonal gegenüberliegende Schrauben 16, die radial zwischen der Auflagestelle 17 und der steckerseitigen Stirnseite 7 des Schirmgehäuse in dessen Wand eingeschraubt sind und eine schwimmende, selbstsuchende Lagerung des Stecker- oder Buchseneinsatzes zu dem an der Gerätewand 8 angeordneten Gegenstecker 18 ermöglichen.
In dem in Fig.2 gezeigten, an der Gerätewand 8 befestigten Zustand des Steckverbinders sind Stecker- oder Buchseneinsatz 6 und Gegenstecker 18 miteinander gesteckt und elektrisch verbunden. Die steckerseitige Stirnseite 7 des Schirmgehäuses 1 kontaktiert dabei stirnseitig an der Gerätewand 8, wobei die Innenweite des Schirmgehäuses 1 am steckerseitigen Ende so gewählt ist, daß der Stecker- oder Buchseneinsatz 6, dessen Gegenstecker 18 an der Gerätewand 8 und die Durchtrittsöffnung 19 der Gerätewand seitlich von dem steckerseitigen Gehäuserand umgeben sind. Auf diese Weise kommt eine komplette Umkapselung der Steckverbindung für elektromagnetische Felder zustande.
Zur Kontaktverbesserung zwischen dem Schirmgehäuse 1 und der Gerätewand 8, insbesondere bei nicht ganz ebener Auflage oder bei korrosionsanfälliger oder -gefährdeter Gerätewand, kann zwischen der steckerseitigen Stirnseite 7 des Schirmgehäuses 1 und der Gerätewand 8 ein zusätzliches Kontaktblech 20 angeordnet werden, welches mit entsprechenden Ausschnitten z.B. zur Durchführung von Befestigungselementen versehen ist.
91 61 5 8 J» DE
Der Anschluß des Kabels A erfolgt nun in folgender Weise:
Nachdem der Stecker- oder Buchseneinsatz 6 - wie in Fig.l im Schirmgehäuse montiert ist, wird das Kabel A in einer Durchführung 21 einer Querwand 22 zurückgeschoben, welche im Anschlußbereich 3 des Schirmgehäuses 1 quer zur Steckrichtung vorgesehen und gegenüber der anschlußseitigen Stirnseite 23 so nach innen zurückgesetzt ist, daß eine Anschlußbohrung 2A gebildet ist. Zwischen der Kabelabschirmung 25 und der Querwand 22 des Schirmgehäuses 1 ist mit Hilfe einer über den Kabelmantel 6 geschobenen, aus leitendem Material bestehenden überwurfmutter 27 ein direkter Stirnkontakt hergestellt, wozu über die freigelegte Kabelabschirmung 25 eine Hülse 28, deren Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des Kabels A über den Kabelmantel 26 entspricht, geschoben ist, und über welche an einer Seite die Kabelabschirmung 25 um 180° umgestülpt ist und an welcher an der anderen Seite die Überwurfmutter 27 angreift. Durch Festziehen der Überwurfmutter wird dann über die Hülse 28 die z.B. aus einem Drahtgeflecht bestehende Kabelabschirmung 25 stirnseitig an die Querwand 22 angedrückt und somit elektrisch kontaktiert.
Die Überwurfmutter 27 ist anschließend an den Gewindebereich 29 mit einem am Kabelmantel 26 anliegenden Hals 30 ausgebildet, der mit einer fensterförmigen Öffnung 31 versehen ist, in welche zur Zugentlastung des Kabels A ein Kabelbinder 32 eingesetzt und am Kabelmantel 26 festgelegt ist (Fig.3).
In einer Ausführungsvariante nach Fig.A ist über den Hals 30a der Überwurfmutter 27a ein zusätzlicher Schlauch 33 aus einem Schirmgeflecht geschoben und mittels eines Klemmringes 3A fest mit dem Hals 30a verbunden und kontaktiert. Diese Variante kann zur zusätzlichen Verbesserung der Abschirmwirkung eingesetzt werden. Das Innere des Schirmgehäuses 1 ist so ausgebildet, daß auch gefilterte Steckverbinder eingebaut werden können. Somit werden evtl. im Kabel induzierte
91 61 5
1 Störsignale über den Filterstecker auch an Masse abgeleitet,
Als Vorkehrung gegen eine falsch steckbare Kombination ist in den Steckverbinder auch eine Codierung integrierbar.
5 Hierzu wird sowohl der Stecker- oder Buchseneinsatz 6 als auch der Gegenstecker 18 mit einem nachrüstbarem Codierelement 35 bzw. 35a (Fig.5) in Form eines Codierkammes versehen, wobei jeweils ein durch einen herausgebrochenen Codierzahn entstandenes Codierloch eines Codierelementes
10 gegenüber einem Codierzahn des Gegenelementes zu liegen kommt, um eine richtige Paarung zu ermöglichen.

Claims (13)

91 GI 5 8 &Iacgr; DE - IO - : Schutzansprüche
1. Abgeschirmter, ein metallenes Schirmgehäuse aufweisender Steckverbinder, an dem anschlußseitig mindestens ein abgeschirmtes Kabel angeschlossen und steckerseitig ein einen Metallkragen aufweisender Stecker- oder Buchseneinsatz vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) das Schirmgehäuse (1) ist einteilig und einschalig ausgebildet,
b) die Auflagestelle (17) an dem Schirmgehäuse (1) für den Metallkragen (5) des Stecker- oder Buchseneinsatzes (6) ist gegenüber der steckerseitigen Stirnseite (7) des Schirmgehäuses (1) nach innen zurückgesetzt, so daß ausschließlich über die steckerseitige Stirnseite (7) eine stirnseitige Kontaktierung des Schirmgehäuses (1) an einer Gerätewand (8) erfolgt,
c) das Schirmgehäuse (1) ist im Anschlußbereich (3) des Kabels (4) mit einer gegenüber der anschlußseitigen Stirnseite (23) nach innen zurückgesetzten, mit mindestens einer Durchführung (21) versehenen Querwand (22) ausgebildet,
d) zwischen der Kabelabschirmung (25) und der Querwand (22) ist ein direkter Stirnkontakt hergestellt.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schirmgehäuse (1) aus einem Druckgußteil, insbesondere aus Aluminium besteht,
3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagestelle (17) für den Metallkragen (5) des Stecker- oder Buchseneinsatzes (6) soweit nach innen zurückgesetzt ist, daß sich der Stecker- oder Buchseneinsatz (6) weitgehend innerhalb des Schirmgehäuses (1) befindet.
91 G1 5 8 J» DE
- ii - ■
4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stecker- oder Buchseneinsatz (6) und der Innenseite des Schirmgehäuses (1) jeweils ein Zwischenraum zur Durchführung von Befestigungselementen (9) für die Befestigung des Schirmgehäuses (1) an einer Gerätewand (8) vorgesehen ist.
5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenweite des Schirmgehäuses (1) am steckerseitigen Ende so gewählt ist, daß bei einem an einer Gerätewand (8) befestigten Steckverbinder der Stecker- oder Buchseneinsatz (6), dessen Gegenstecker (18) an der Gerätewand (8) und die Durchtrittsöffnung (19) der Gerätewand (8) seitlich von dem steckerseitigen Gehäuserand umgeben sind.
6. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagestelle (17) an dem Schirmgehäuse (1) für den Metallkragen (5) des Stecker- oder Buchseneinsatzes (6) von zwei einander gegenüberliegenden Stufen an den Innenwänden des Schirmgehäuses (1) gebildet ist.
7. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur schwimmenden Lagerung des Stecker- oder Buchseneinsatzes (6) im Schirmgehäuse (1) einander diagonal gegenüberliegende Schrauben (16) vorgesehen und radial zwischen der Auflagestelle (17) und der steckerseitigen Stirnseite (7) des Schirmgehäuses (1) in dessen Wand eingeschraubt sind.
8. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der steckerseitigen Stirnseite (7) des Schirmgehäuses und der Gerätewand (8) ein Kontaktblech (20) angeordnet ist.
9t GI 5 8 &eeacgr; DE
9. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Kabels (A) mittels einer in den Anschlußbereich (3) des Schirmgehäuses (1) einschraubbaren Überwurfmutter (27,27a) erfolgt.
10. Steckverbinder nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktierung der Kabelabschirmung (25) über die freigelegte Kabelabschirmung eine Hülse (28) geschoben ist, über welche an einer Seite die Kabelabschirmung (25) um 180° umgestülpt ist und an welcher an der anderen Seite die Überwurfmutter (27,27a) angreift.
11. Steckverbinder nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (27,27a) mit einem am Kabelmantel anliegenden Hals (30,30a) ausgebildet ist.
12. Steckverbinder nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (30) mit einer fensterförmigen Öffnung (31) versehen ist, in welche zur Zugentlastung des Kabels (4) ein Kabelbinder (32) eingesetzt ist.
13. Steckverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß über den Hals (30a) der Überwurfmutter (27a) ein zusätzlicher Schlauch (33) aus einem Schirmgeflecht geschoben und mittels eines Klemmringes (3A) fest mit dem Hals (30a) verbunden und kontaktiert ist.
IA. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckeroder Buchseneinsatz (6) und der Gegenstecker (18) mit einem Codierelement (35,35a) versehen sind.
91 GI
-Isis. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselemente für die Befestigung des Schirmgehäuses (1) an einer Gerätewand (8) zwei in Steckrichtung verschiebbar, jedoch unverlierbar am Schirmgehäuse (1) angeordnete Schrauben (9) vorgesehen sind.
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