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Die Erfindung geht aus von einem Steckverbindermodul nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
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Derartige Steckverbindermodule werden insbesondere in modularen Industriesteckverbindern bzw. schweren Steckverbindern eingesetzt um Daten in einem hohen Frequenzbereich zu übertragen. Das hier vorgestellte Steckverbindermodul ist für sehr hohe Datenraten und insbesondere für die Übertragungskategorie Kat.7A ausgelegt. Damit ist das Steckverbindermodul für den Einsatz in einem 10-GB-Ethernet-Netzwerk geeignet. Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ermöglicht eine Datenübertragung mit einer Betriebsfrequenz von bis zu 1.000 MHz (Megahertz).
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Steckverbindermodule werden als Bestandteil eines Steckverbindermodularsystems benötigt, um einen Steckverbinder, insbesondere einen schweren Industriesteckverbinder, flexibel an bestimmte Anforderungen bezüglich der Signal- und Energieübertragung z. B. zwischen zwei elektrischen Geräten, anpassen zu können. Üblicherweise werden dazu Steckverbindermodule in entsprechende Halterahmen, die mitunter auch als Gelenkrahmen, Modulrahmen oder Modularrahmen bezeichnet werden, eingesetzt. Die Halterahmen dienen somit dazu, mehrere zueinander gleichartige und/oder auch unterschiedliche Steckverbindermodule aufzunehmen und diese sicher an einer Fläche und/oder einer Gerätewand und/oder in einem Steckverbindergehäuse o.ä. zu befestigen.
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Optimalerweise werden Halterahmen verwendet, die aus zwei Rahmenhälften gebildet sind, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Steckverbindermodule sind mit an den Schmalseiten vorstehenden, etwa rechteckförmigen Halterungsmitteln versehen. In den Seitenteilen der Rahmenhälften sind als allseitig geschlossene Öffnungen ausgebildete Ausnehmungen vorgesehen, in die die Halterungsmittel beim Einfügen der Steckverbindermodule in den Halterahmen eintauchen. Zum Einfügen der Steckverbindermodule wird der Halterahmen aufgeklappt, d. h. geöffnet, wobei die Rahmenhälften um die Gelenke nur so weit aufgeklappt werden, dass die Steckverbindermodule eingesetzt werden können. Anschließend werden die Rahmenhälften zusammengekappt, d. h. der Halterahmen wird geschlossen, wobei die Halterungsmittel in die Ausnehmungen gelangen und ein sicherer, formschlüssiger Halt der Steckverbindermodule in dem Halterahmen bewirkt wird.
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Stand der Technik
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Die
EP 1 398 853 B1 zeigt ein Steckverbindermodul bei dem das Schirmgeflecht des angeschlossenen Kabels elektrisch leitend mit dem metallischen Gehäuse verbunden wird. Dadurch weist das Gehäuse das gleiche Schirmpotenzial wie die Schirmung des Kabels auf, wodurch die Datenübertragungsraten des Steckverbindermoduls weiter erhöht werden können. Dem technischen Trend zu immer höheren Datenübertragungsraten kann das Steckverbindermodul der
EP 1 398 853 B1 jedoch nicht folgen.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Steckverbindermodul für einen modularen Industriesteckverbinder vorzuschlagen, welches zuverlässig sehr hohe Datenraten übertragen kann.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul ist dafür vorgesehen in einem Steckverbindermodularsystem eingesetzt zu werden. Daher ist das Gehäuse des erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls für einen derartigen Einsatz ausgestaltet.
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Die Steckverbindermodule besitzen in der Regel jeweils einen im Wesentlichen quaderförmigen Isolierkörper bzw. ein quaderförmiges Gehäuse. Diese Isolierköper bzw. Gehäuse können beispielsweise als Kontaktträger dienen und Kontakte verschiedenster Art aufnehmen und fixieren. Die Funktion eines dadurch gebildeten Steckverbinders ist also sehr flexibel. Es können z.B. pneumatische Module, optische Module, Module zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer analoger und/oder digitaler Signale im jeweiligen Isolierkörper bzw. Gehäuse aufgenommen sein und so im Steckverbindermodularsystem Verwendung finden. Zunehmend übernehmen Steckverbindermodule auch mess- und datentechnische Aufgaben.
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Das erfindungsgemäße Steckverbindermodul weist zumindest zwei elektrische Kontaktelemente auf. Das Steckverbindermodul weist ein metallisches Gehäuse auf, in welchem zumindest drei metallische Stege angeformt und im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Stege verlaufen parallel zur Steckrichtung des Steckverbindermoduls. Zwei benachbarte Stege haben jeweils den gleichen Abstand zueinander. Die Kontaktelemente sind durch die metallischen Stege voneinander getrennt im metallischen Gehäuse angeordnet. Das bedeutet, dass die benachbarten Kontaktelemente durch die Stege voneinander getrennt im Gehäuse positioniert sind. Das Gehäuse weist eine elektrisch leitfähige Abdeckung auf, die auf den metallischen Stegen aufliegt bzw. auf die Stege gepresst ist und diese miteinander elektrisch kontaktiert.
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Vorteilhafterweise weist das metallisches Gehäuse einen lösbar verbundenen Gehäusedeckel auf. Der Gehäusedeckel ist mit dem Gehäuse verschraubt. Der Gehäusedeckel kann mit einfachen Werkzeug leicht festigt und entfernt werden. Hierdurch ist eine einfache Montage des Steckverbindermoduls gewährleistet.
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Vorteilhafterweise handelt es sich bei der elektrisch leitfähigen Abdeckung um eine metallische Folie. Alternativ handelt es sich bei der elektrisch leitfähigen Abdeckung um ein metallisches Blech. Derartige Bauteile sind kostengünstig und können leicht in das Gehäuse des Steckverbindermoduls integriert werden. Mithilfe der elektrisch leitfähigen Abdeckung werden die metallischen Stege elektrisch leitend miteinander verbunden. Durch diese elektrische Kontaktierung der Stege werden die zwischen den Stegen befindlichen Kontaktelemente elektromagnetisch gegeneinander abgeschirmt. Dadurch wird ein so genanntes Übersprechen der Kontaktelemente deutlich reduziert, wodurch letztendlich höhere Datenmengen zuverlässig übertragen werden können.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die elektrisch leitfähige Abdeckung an dem lösbaren Gehäusedeckel fixiert. Die Stege und die Folie bzw. das Blech sind im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet. Die Folie oder das Blech können beispielsweise an der Innenseite des Gehäusedeckels aufgeklebt sein. Bei der Fixierung des Gehäusedeckels wird die Folie oder das Blech auf die Stege gepresst, wodurch eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktierung erreicht wird.
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Vorteilhafterweise bestehen das metallische Gehäuse und die elektrisch leitfähige Abdeckung aus unterschiedlichen Materialien. Die Materialien können dann bedarfsgerecht aufeinander abgestimmt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung ist die elektrische Leitfähigkeit des metallischen Gehäuses geringer als die elektrische Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Abdeckung. Dabei kann das metallische Gehäuse aus einem Zink-Druckguss-Material bestehen. Ein solches Gehäuse ist robust und kann kostengünstig und einfach hergestellt werden. Die leitfähige Abdeckung kann beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Ein solches Material weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf, so dass die elektrische Kontaktierung der Stege des Gehäuses zuverlässig ist. Die elektrische Leitfähigkeit des Zink-Druckguss-Materials ist geringer als die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer oder einer Kupferlegierung.
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Vorzugsweise weist das Steckverbindermodul eine Hülse aufweist, die das metallische Gehäuse zumindest bereichsweise überdeckt. Die Hülse hat im Wesentlichen die Form eines Hohlquaders. Die Hülse ist so ausgestaltet, dass sie über das metallische Gehäuse mit fixierten Gehäusedeckel geschoben werden kann. Vorzugsweise weisen das metallische Gehäuse und/oder die Hülse Rastmittel auf, mit denen die Hülse und das metallische Gehäuse reversibel miteinander verrastbar sind.
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Die Hülse besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff. Der Kunststoff hat elektrisch isolierende Eigenschaften. Die Hülse weist vorzugsweise etwa rechteckförmige Halterungsmittel auf, mit denen das Steckverbindermodul im oben bereits erwähnten Halterahmen fixierbar ist.
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Vorzugsweise weist das Steckverbindermodul eine Kabelverschraubung auf, welche mit dem metallischen Gehäuse und mit einem Schirmgeflecht des am Steckverbindermodul angeschlossenen Kabels elektrisch leitend verbunden ist. Das Schirmgeflecht und das metallische Gehäuse werden auf dasselbe elektrische Potential gesetzt. Hierdurch können höhere Datenraten vom Steckverbindermodul übertragen werden.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls (männlich),
- 2 eine perspektivische Darstellung eines korrespondierenden erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls (weiblich),
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Hülse des Steckverbindermoduls,
- 4 eine Explosionszeichnung des Steckverbindermoduls (weiblich)
- 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls und
- 6 eine Draufsicht auf den Steckbereich der weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils eine perspektivische Darstellung eines Steckverbindermoduls 1, 1'. Das Steckverbindermodul 1, 1' ist außenseitig mit einer Hülse 3 versehen, die aus einem Kunststoff besteht. Die Hülse 3 ist in 3 dargestellt. Die Hülse 3 weist etwa rechteckförmige Halterungsmittel 2 auf, mit denen das Steckverbindermodul 1 in einem Halterahmen (aus darstellerischen Gründen nicht gezeigt) fixierbar ist. In den Halterahmen können mehrere gleichartige und/oder verschiedene Steckverbindermodule fixiert werden. Der Halterahmen kann anschließend in einen schweren Industriesteckverbinder (nicht gezeigt) eingebaut werden.
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Das in 1 gezeigt Steckverbindermodul 1 stellt die so genannte male Variante (Stecker) dar. Die korrespondierende female Variante (Buchse) des Steckverbindermoduls 1' ist in 2 dargestellt. Die darauf aufschiebbare Hülse 3 ist in 3 dargestellt und weist entgegen der Steckrichtung ST abstehende Stege 10 auf, die im aufgeschobenen Zustand die Schrauben 5 überdecken, mit denen die beiden Gehäuseteile des metallischen Gehäuses 4 miteinander verbunden sind.
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Das Steckverbindermodul 1, 1' weist ein metallisches Gehäuse 4 auf. Das metallische Gehäuse 4 ist in der Explosionszeichnung der 4 gut zu erkennen. Das metallische Gehäuse 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgestaltet. Das metallische Gehäuse 4 besteht aus einem Gehäusegrundkörper 4a und einem damit über Schrauben 5 fixierten Gehäusedeckel 4b. In dem metallischen Gehäuse 4 sind drei metallische Stege 6 angeformt. Die Stege 6 sind parallel zueinander ausgerichtet und verlaufen parallel zur Steckrichtung ST. Zwei benachbarte Stege 6 haben einen definierten Abstand zueinander.
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Das Steckverbindermodul weist einen Isolierkörper 7 auf. Der Isolierkörper 7 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Isolierkörper-Oberteil 7a und einem Isolierkörper-Unterteil 7b, die ineinanderschiebbar und dadurch miteinander fixierbar sind. Im Isolierkörper 7 sind Öffnungen 8 angeordnet, in denen Kontaktelemente (aus darstellerischen Gründen nicht gezeigt) angeordnet sind. Die Kontaktelemente sind durch die metallischen Stege voneinander getrennt im metallischen Gehäuse angeordnet. Die metallischen Stege 6 trennen die Kontaktelemente innerhalb des metallischen Gehäuses 4 räumlich voneinander und schirmen diese dadurch gleichzeitig elektromagnetisch voneinander ab.
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Das Steckverbindermodul 1 weist eine elektrisch leitfähige Abdeckung 9 auf, die im zusammengebauten Zustand des Steckverbindermoduls 1 auf den metallischen Stegen 6 des metallischen Gehäuses 4 aufliegt. Die Abdeckung 9 besteht bei dieser Variante der Erfindung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Durch die Abdeckung 9 werden die metallischen Stege 6 miteinander elektrisch kontaktiert.
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In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbindermoduls 1" zu sehen. An den schmalen Seitenflächen des metallischen Gehäuses 4 ist jeweils ein Federblech 11 vorgesehen. Das Federblech 11 ist im Wesentlichen dreieckfrömig gefaltet ausgestaltet und besteht aus einem elektrisch leitfähigem, federelastischem Blech. In dieser Ausführungsvariante ist in der Hülse 3 eine Aussparung vorgesehen, durch die das Federelement 11 nach außen durchgreift. Das Federelement 11 berührt den metallischen Halterahmen (nicht gezeigt) im eingebauten Zustand. Dadurch wird ein Potentialausgleich zwischen dem Metallischen Gehäuse 4 und dem Halterahmen geschaffen. Bei sensiblen Anwendungen, insbesondere im Bahnbereich, hat sich dies als vorteilhaft erwiesen.
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In 6 ist der Steckbereich des Steckverbindermoduls 1" der weiteren Ausführungsform dargestellt. Aus darstellerischen Gründen wurde hier auf die Darstellung der Kontaktelemente verzichtet. In den Eckbereichen 12 ist der Steckbereich angeschrägt. Die Schrägen 13 fallen nach innen ab. Dadurch wird das Zusammenstecken von Steckverbindern, die mit einem derartigen Steckverbindermodul 1" bestückt sind, erleichtert. Die Haltbarkeit, insbesondere durch eine Erhöhung der möglichen Steckzyklen, solcher Steckverbinder wird dadurch erhöht.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbindermodul
- 2
- Halterungsmittel
- 3
- Hülse
- 4
- Metallisches Gehäuse
- 4a
- Gehäusegrundkörper
- 4b
- Gehäusedeckel
- 5
- Schraube
- 6
- Steg
- 7
- Isolierkörper
- 7a
- Isolierkörper-Oberteil
- 7b
- Isolierkörper-Unterteil
- 8
- Öffnung
- 9
- Abdeckung
- 10
- Steg
- 11
- Federelement
- 12
- Eckbereich
- 13
- Schräge
- ST
- Steckrichtung / Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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