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EP2950395B1 - Federkranz für eine abschirmung von elektrischen steckverbindern - Google Patents

Federkranz für eine abschirmung von elektrischen steckverbindern Download PDF

Info

Publication number
EP2950395B1
EP2950395B1 EP15165151.0A EP15165151A EP2950395B1 EP 2950395 B1 EP2950395 B1 EP 2950395B1 EP 15165151 A EP15165151 A EP 15165151A EP 2950395 B1 EP2950395 B1 EP 2950395B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
connector
contact
carrier element
collar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15165151.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2950395A1 (de
Inventor
Helmut Singer
Martin Littek
Andreas Standfest
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ITT Manufacturing Enterprises LLC
Original Assignee
ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ITT Manufacturing Enterprises LLC filed Critical ITT Manufacturing Enterprises LLC
Publication of EP2950395A1 publication Critical patent/EP2950395A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2950395B1 publication Critical patent/EP2950395B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4881—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a louver type spring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/17—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member on the pin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—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]
    • H01R13/6581—Shield structure
    • H01R13/6582—Shield structure with resilient means for engaging mating connector
    • H01R13/6583—Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members

Definitions

  • the present invention relates to a shield of electrical connectors, and more particularly to a spring collar for such shielding of connectors in electrical leads.
  • a shielding element against interference from the side of the electrical line or from the outside is provided in the electrical line.
  • spring rings between the plugs and mating connectors are used for this purpose, which produce a detachable connection, but allow a secure continuous shielding of the line in the closed state.
  • shielding contact This should in particular Interference from the outside, but also interference signals from the side of the line itself are prevented from penetrating at the interface of the connector.
  • the spring rings known in the prior art of such connectors for shielding electrical connection elements generally have a sleeve-shaped component with a plurality of spring elements distributed on the outer circumference.
  • the spring elements provide a connection between the inner connector and the outer mating connector, thus creating a SchirmKey réelle.
  • a good contact between the spring elements and the respective connectors is required so that an efficient shielding is ensured.
  • the shield contact spring has a first and a second outer edge in the form of a sleeve-shaped element, between which outwardly projecting spring elements and connecting webs are provided.
  • the shield contact spring ensures a continuous, preferably in the resistor very low transition, so that a shield against, for example, electrical or electromagnetic interference is ensured.
  • a spring ring or such a shield contact spring does not ensure sufficient contact with the two elements of the connector, the inner connector and the outer mating connector. If the spring elements and the sleeve-shaped spring ring are not sufficiently tight against the two connector elements, it may lead to increased resistance at the transition points in the connector come. This affects the effectiveness of the shield and leads to unwanted noise.
  • a spring shroud for shielding at an electrical connection between a connector and a mating connector of an electrical lead with a sleeve-shaped support member having a first outer edge and a second outer edge between which axial connecting webs relative to the longitudinal axis of Plug connection are provided, and a plurality of radially outwardly acting spring leg or spring elements, which are connected at least on one side with one of the edges for generating a spring-loaded contact force to the outer element of the connector.
  • the spring ring according to the invention is characterized in that a part of the connecting webs is broken and each with is formed at least one radially inwardly facing contact tab.
  • the connecting webs which are provided, for example, in each case in alternation to the spring legs on the circumference of the spring ring, establish a connection between the first and second outer edge, so that the spring ring has an outwardly substantially closed rectangular shape.
  • at least a part of the connecting webs is pierced and is formed at the location of the opening in each case with at least one additional contact tab which extends radially inwardly from the spring ring towards the inner connector element. While the spring legs provide an outwardly acting contact force to the corresponding element of the connector, increased contact forces are also generated on the inside against the inner element of the connector by the inventive additional contact tabs, which are directed inwardly of the connector.
  • the inwardly directed contact tabs increase the pressure against the inner element of the plug-in connection, so that the emergence of contact resistances is largely prevented even at this point.
  • the spring ring usually used in a receiving groove is so safe against both elements of the connector with a kind of biasing force. There are therefore significantly lower contact resistances in the shield at the interface between the connector and the mating connector compared to conventional such spring assemblies for electrical connectors. Nevertheless, the spring ring according to the invention in its structural configuration is kept relatively simple and can be easily manufactured with correspondingly reduced effort. Also, no extra Elements or components required to achieve a secure contact transition to the shield of the connector.
  • the perforated connecting webs of the spring ring are approximately centrally separated, and there are provided in each case two axially opposite contact tabs in an approximately central region of the support member in each case in a symmetrical manner. That is, the non-continuous connecting webs, which are provided for example by punching with a breakthrough in its central portion are formed with two opposite, inwardly radially projecting contact tabs which firmly abut in the mounted state on the inner element of the connector and pressed become. In this way, the contacting of the shield is further optimized, since in each case two contact tabs are provided at the respective points of the perforated connecting webs. Also, the system of the spring ring between the two elements of the connector, namely the connector and a mating connector, thereby improved as an accidental or unwanted oblique installation and a change in position are thereby safely avoided.
  • the contact tabs of the spring ring are formed approximately at right angles to the carrier element.
  • the support member extends in a longitudinal direction of the connector, whereas the contact tabs themselves extend approximately at right angles thereto, ie projecting inwardly directly towards the bottom of the groove for attachment to the connector.
  • the contact tabs are therefore formed in the manner of a hook-shaped end portion of the portions of the rest of the connecting webs, which have been broken for the optimized increase of the contact forces according to the invention. A force of the system of contact tabs on the inner element of the connector is thereby further increased, and in every situation of use of the connector secure and effective shielding is ensured.
  • each connecting webs and spring legs are distributed over the circumference alternately provided on the support member, and every fourth connecting web is pierced and formed with at least one, preferably with two contact tabs.
  • every fourth connecting web is pierced and formed with at least one, preferably with two contact tabs.
  • the spring legs protrude in an essentially S-shaped angled from one of the edges of the carrier element.
  • the spring elements can Of course, also be attached to both edges of the support member in each case or be formed, for example, alternately protruding from one of the edges or from the other of the edges. With such a shape of an S-shaped angled spring leg, a comparatively large contact surface of the spring leg is realized. Furthermore, a sufficiently high spring force is given by such S-shaped angled spring legs.
  • the sleeve-shaped support member has a slot and is made of a resilient sheet metal material.
  • the slot extends in the axial direction of the spring ring, so that a kind of unilaterally open ring is formed.
  • the spring ring itself can thereby be shaped such that it bears in a corresponding receiving groove on a plug element of the electrical connector already under a slight bias. In addition, this facilitates the insertion and mounting of the spring ring. With the improved contact between the spring collar and the two adjacent connector elements, the contact resistances are further reduced without compromising the shielding effect.
  • each spring leg is connected at its lower end with one of the edges and at its lateral sides and at the free end without connection to the carrier element or the adjacent connecting webs.
  • a kind of tongue spring is realized as a spring leg, which ensures a high spring force, without hindering excessive connection and opening of the connector. Nevertheless, the shield over the entire surface of the spring wreath is given almost continuously.
  • the production of such a spring ring is relatively simple, since by means of simple punching and bending process, the spring ring from, for example, a flat, rectangular sheet metal part can be produced.
  • the spring legs have at their free end a slightly rounded shape approximately parallel to the axial direction of the support element. In this way, a frictional resistance when connecting and disconnecting the connector on the spring ring and the outer element of the connector is further reduced.
  • the free ends of the spring collar can slide along well on the corresponding inner wall of the connector without getting caught, yet provide in the closed state sufficient firm contact, so that very low contact resistance of the shield are given.
  • the spring ring according to the invention is made of a resilient sheet material by stamping and bending forming.
  • the spring wreath for example, from a flat, rectangular sheet metal element realized, in which the spring legs and spaces between the connecting webs are punched out. Furthermore, the perforated connecting webs are formed by severing some of the webs, and then the inwardly projecting contact tabs and the outwardly facing spring legs are bent into their respective predetermined shape. After these steps, for example, the flat element is bent into the annular shape of the spring ring according to the diameter of the connector or its receiving groove, wherein a slot remains at the free ends of the spring ring. With comparatively simple means and without major adjustments of existing machine tools, the spring ring according to the invention can thus be produced with very little effort.
  • FIG. 1 to 4 An embodiment of a spring ring for a shield of an electrical connector according to the invention is in the Fig. 1 to 4 shown.
  • the spring ring 10 here has an open on one side ring shape and consists of a sleeve-shaped support member 1, which is provided on one side with a slot 7.
  • the carrier element 1 has a first outer edge 2 and a second outer edge 3 opposite thereto. The edges 2, 3 are fixedly connected to each other via connecting webs 4.
  • the sleeve-shaped carrier element 1 here has an approximately rectangular shape, which is bent to the opening via a slot 7 ring shape according to a predefined diameter.
  • connecting webs 4 and outwardly projecting spring legs 5 are alternately provided.
  • the spring legs 5 are made by stamping and bending from the originally flat, rectangular support element 1.
  • the outwardly projecting spring legs 5 are bent in an approximately S-shaped form, so that the section at the free ends again runs substantially parallel to the axial longitudinal direction of the carrier element 1.
  • the spring legs 5 press against an outer connector (not shown in the figures) of the electrical connector to make a secure contact between the elements of the connector at the interface.
  • the spring ring 10 so effective shielding can be made at the interface of the connector, so that no electrical or electromagnetic interference from the electrical line go out or can be introduced into the electrical line, in a case of, for example, an electrical line for sensors or like.
  • each fourth connecting web 4 is broken in the middle or separated, and there are two opposite contact tabs 6 at the ends of the remaining part of the connecting webs 4 are formed.
  • the contact tabs 6 are formed at a right angle in relation to the longitudinal direction of the support element 1.
  • the spring ring according to the present invention can be used for example in so-called bayonet-type connectors and achieved here a significant reduction in contact resistance over a conventional spring ring, which has no inwardly projecting contact tabs (cf the above-described prior art).
  • the spring legs 5 are exposed in the embodiment shown here on three sides and only on the outer edge 2 with the Carrier element 1 connected. However, they may alternatively be connected to both edges 2, 3.
  • the spring legs 5 may have a different shape than the S-shaped double-angled shape.
  • the contact tabs 6 are not limited to the embodiment shown. For example, instead of every fourth connecting web 4, only every fifth or sixth connecting web can be broken through and formed with contact tabs 6.
  • each second or third connecting web is provided with a perforated section on which the additional contact tabs 6 are formed.
  • the contact tabs can each be provided as two contact tabs arranged on an opposite side or else only as a single contact tab 6 present on one side of the aperture.
  • the contact tabs 6 can instead be angled substantially at right angles to a bevel in relation to the axial direction of the support member 1.
  • the spring ring according to the invention with higher contact forces is also produced in a very simple manner.
  • the spring legs 5 and the contact tabs 6 simple punching and bending transformations are well suited.
  • the spring ring 10 is made of a resilient metal material starting from a flat, rectangular output part.
  • all metal materials or non-metal materials are suitable, which provide an electrical cable for the shielding of a connector.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abschirmung von elektrischen Steckverbindern und noch genauer einen Federkranz für solch eine Abschirmung von Steckverbindern in elektrischen Leitungen.
  • Um eine durchgängige Abschirmung von elektrischen Leitungen auch über die Steckverbinder hinweg zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass an der Position der Steckverbinder und Gegensteckverbinder ein Abschirmungselement gegenüber Störsignalen von Seiten der elektrischen Leitung oder von außen in der elektrischen Leitung vorgesehen wird. Beispielsweise bei Steckverbindungen mit Verriegelungen vom Typ Bajonettverschluss werden hierzu sogenannte Federkränze zwischen den Steckern und Gegensteckern eingesetzt, die eine lösbare Verbindung herstellen, jedoch im geschlossenen Zustand eine sichere durchgängige Abschirmung der Leitung erlauben. Dieser Umstand wird auch mit dem Begriff Schirmkontaktierung umschrieben. Damit sollen insbesondere Störsignale von außen, aber auch Störsignale von Seiten der Leitung selbst her an einem Durchdringen an der Schnittstelle der Stecker gehindert werden.
  • Die im Stand der Technik bekannten Federkränze solcher Steckverbindungen zur Abschirmung von elektrischen Verbindungselementen weisen in der Regel ein hülsenförmiges Bauteil mit einer Mehrzahl von an dem Außenumfang verteilten Federelementen auf. Die Federelemente stellen eine Verbindung zwischen dem inneren Steckverbinder und dem äußeren Gegensteckverbinder her und erzeugen so eine Schirmkontaktierung. Dabei ist ein guter Kontakt zwischen den Federelementen und den jeweiligen Steckverbindern erforderlich, damit eine effiziente Abschirmung gewährleistet wird. Aus der WO 2013/060756 A1 ist beispielsweise eine solche Schirmkontaktfeder für eine elektrische Steckverbindung bekannt, bei welcher die Schirmkontaktfeder einen ersten und einen zweiten äußeren Rand in Form eines hülsenförmigen Elements aufweist, zwischen welchen nach außen ragende Federelemente und Verbindungsstege vorgesehen sind. Im zusammengebauten Zustand der Steckverbindung sorgt so die Schirmkontaktfeder für einen durchgängigen, möglichst im Widerstand sehr geringen Übergang, so dass eine Abschirmung gegen beispielsweise elektrische oder elektromagnetische Störsignale gewährleistet ist. In manchen Anwendungen hat sich jedoch gezeigt, dass ein solcher Federkranz bzw. eine solche Schirmkontaktfeder keinen ausreichenden Kontakt mit den beiden Elementen der Steckverbindung, dem inneren Steckverbinder und dem äußeren Gegensteckverbinder, gewährleistet. Wenn die Federelemente und der hülsenförmige Federkranz nicht ausreichend fest an den beiden Steckverbinderelementen anliegen, kann es zu erhöhten Widerständen an den Übergangsstellen in der Steckverbindung kommen. Dies beeinträchtigt die Wirksamkeit der Abschirmung und führt zu ungewünschten Störsignalen.
  • Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind aus der GB 2 066 591 A , der DE 86 30 393 U1 , der DE 10 2012 219 509 A1 und der FR 2 499 323 A1 vorbekannt.
  • Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Federkranz für eine hocheffiziente Abschirmung derartiger Steckverbindungen bereitzustellen, mit welcher der gegenseitige Kontakt zwischen dem Federkranz und den Elementen der Steckverbindung weiter verbessert ist und in jeder Situation möglichst geringe Übergangswiderstände gegeben sind.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Federkranz gemäß der vorliegenden Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Federkranz für eine Abschirmung an einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder einer elektrischen Leitung mit einem hülsenförmigen Trägerelement bereitgestellt, welches einen ersten äußeren Rand und einen zweiten äußeren Rand aufweist, zwischen welchen axiale Verbindungsstege im Verhältnis zur Längsachse der Steckverbindung vorgesehen sind, sowie mehrere radial nach außen wirkende Federschenkel bzw. Federelemente, welche mindestens einseitig mit einem der Ränder zur Erzeugung einer federbelasteten Kontaktkraft zu dem äußeren Element der Steckverbindung verbunden sind. Der erfindungsgemäße Federkranz ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Verbindungsstege durchbrochen ist und jeweils mit mindestens einer radial nach innen weisenden Kontaktlasche ausgebildet ist. Die Verbindungsstege, welche beispielsweise jeweils in Abwechslung zu den Federschenkeln an dem Umfang des Federkranzes vorgesehen sind, stellen eine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten äußeren Rand her, so dass der Federkranz eine nach außen hin im Wesentlichen geschlossene rechteckige Form aufweist. Gemäß der Erfindung ist mindestens ein Teil der Verbindungsstege durchbrochen und ist an der Stelle des Durchbruchs jeweils mit mindestens einer zusätzlichen Kontaktlasche geformt, welche sich radial nach innen von dem Federkranz in Richtung zu dem inneren Steckverbinderelement erstreckt. Während die Federschenkel eine nach außen wirkende Kontaktkraft an das entsprechende Element der Steckverbindung bereitstellen, werden durch die erfindungsgemäßen zusätzlichen Kontaktlaschen, die nach innen von der Steckverbindung gerichtet sind, erhöhte Kontaktkräfte auch an der Innenseite gegen das innere Element der Steckverbindung erzeugt. Die nach innen gerichteten Kontaktlaschen erhöhen nämlich den Druck gegen das innere Element der Steckverbindung, so dass ein Entstehen von Übergangswiderständen auch an dieser Stelle weitestgehend verhindert wird. Der üblicherweise in einer Aufnahmenut eingesetzte Federkranz liegt so sicher gegen beide Elemente der Steckverbindung mit einer Art Vorspannungskraft an. Es gibt daher deutlich geringere Übergangswiderstände in der Abschirmung an der Schnittstelle zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder im Vergleich zu herkömmlichen derartigen Federkränzen für elektrische Steckverbindungen. Dennoch ist der erfindungsgemäße Federkranz in seiner konstruktiven Ausgestaltung vergleichsweise einfach gehalten und kann mit dementsprechend reduziertem Aufwand leicht hergestellt werden. Auch sind keine zusätzlichen Elemente oder Bauteile erforderlich, um einen sicheren Kontaktübergang an der Abschirmung der Steckverbindung zu realisieren.
  • Nach der Erfindung sind die durchbrochenen Verbindungsstege des Federkranzes in etwa mittig getrennt, und es sind jeweils zwei axial gegenüberliegende Kontaktlaschen in einem in etwa mittleren Bereich des Trägerelements jeweils auf symmetrische Weise vorgesehen. Das heißt, die nicht durchgehenden Verbindungsstege, welche beispielsweise durch ein Stanzen mit einem Durchbruch in ihrem mittleren Abschnitt versehen sind, sind mit jeweils zwei gegenüberliegenden, nach innen radial vorragenden Kontaktlaschen geformt, die im montierten Zustand an dem inneren Element der Steckverbindung fest anliegen und angedrückt werden. Auf diese Weise wird die Kontaktierung der Abschirmung weiter optimiert, da jeweils zwei Kontaktlaschen an den jeweiligen Stellen der durchbrochenen Verbindungsstege vorgesehen sind. Auch ist die Anlage des Federkranzes zwischen den beiden Elementen der Steckverbindung, nämlich dem Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder, hierdurch verbessert, da ein unbeabsichtigter oder unerwünschter schräger Einbau und eine Lageveränderung hierdurch sicher vermieden werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktlaschen des Federkranzes in etwa rechtwinklig zu dem Trägerelement geformt. Das Trägerelement erstreckt sich in einer Längsrichtung der Steckverbindung, wohingegen die Kontaktlaschen selbst sich in etwa rechtwinklig dazu erstrecken, d. h. nach innen direkt auf den Boden der Nut hin für eine Befestigung an dem Steckverbinder vorragen. Die Kontaktlaschen sind daher nach Art von einem hakenförmigen Endabschnitt von den Abschnitten des Restes der Verbindungsstege gebildet, welche für die erfindungsgemäße optimierte Erhöhung der Kontaktkräfte durchbrochen worden sind. Eine Kraft der Anlage der Kontaktlaschen an dem innenliegenden Element der Steckverbindung wird dadurch weiter erhöht, und in jeder Situation einer Benutzung der Steckverbindung ist eine sichere und wirksame Abschirmung gewährleistet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federkranzes sind abwechselnd jeweils Verbindungsstege und Federschenkel über den Umfang hinweg verteilt an dem Trägerelement vorgesehen, und jeder vierte Verbindungssteg ist durchbrochen und mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei Kontaktlaschen gebildet. Auf diese Weise werden gleichmäßig über den Umfang verteilt ausreichende Kontaktlaschen an der radial inneren Seite von dem Federkranz geformt, ohne dass die Stabilität und Festigkeit des Federkranzes insgesamt beeinträchtigt wird. Mit den verbleibenden Verbindungsstegen ist eine ausreichende Robustheit des Federkranzes gegeben, so dass eine Beschädigung oder Verformung sicher vermieden werden kann. Nach Untersuchungen der Erfinder hat sich gezeigt, dass mit solch einem Federkranz deutlich geringere Übergangswiderstände an dem Übergang zwischen den Elementen der Steckverbindung erzielt werden und dennoch eine hocheffiziente Abschirmung gegenüber Störsignalen von außen wie auch von innen von der elektrischen Leitung gegeben ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federkranzes ragen die Federschenkel im Wesentlichen S-förmig abgewinkelt von einem der Ränder des Trägerelements vor. Die Federelemente können selbstverständlich auch an beiden Rändern des Trägerelements jeweils befestigt sein oder beispielsweise abwechselnd von einem der Ränder oder von dem anderen der Ränder vorragend gebildet sein. Mit solch einer Form eines S-förmig abgewinkelten Federschenkels wird eine vergleichsweise große Anlagefläche der Federschenkel realisiert. Ferner ist eine ausreichend hohe Federkraft durch solche S-förmig abgewinkelten Federschenkel gegeben. Zudem wird auf diese Weise das Lösen und das Verbinden der Steckverbindung weitestgehend nicht behindert, da die freien Enden der Federschenkel jeweils wieder in Richtung zu der Längsachse der Steckverbindung bzw. des Federkranzes selbst abgewinkelt oder gebogen sind. Ein reibungsloses Anschließen und Lösen der Steckverbindung ist daher möglich.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federkranzes weist das hülsenförmige Trägerelement einen Schlitz auf und ist aus einem federelastischen Blechmaterial hergestellt. Der Schlitz verläuft in axialer Richtung des Federkranzes, so dass eine Art einseitig geöffneter Ring gebildet wird. Der Federkranz selbst kann dadurch derart geformt sein, dass er in einer entsprechenden Aufnahmenut an einem Steckerelement der elektrischen Steckverbindung schon unter einer leichten Vorspannung anliegt. Außerdem wird hierdurch das Einsetzen und Montieren des Federkranzes erleichtert. Mit der verbesserten Kontaktierung zwischen dem Federkranz und den beiden angrenzenden Steckverbinderelementen werden die Übergangswiderstände weiter reduziert ohne ein Beeinträchtigen der Abschirmungswirkung.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federkranzes sind die Federschenkel als dreiseitig freigestellte Federelemente ausgebildet. Das heißt, jeder Federschenkel ist an seinem unteren Ende mit einem der Ränder verbunden und an seinen seitlichen Seiten und an dem freien Ende ohne Verbindung zu dem Trägerelement bzw. den angrenzenden Verbindungsstegen. Auf diese Weise wird eine Art Zungenfeder als Federschenkel realisiert, die eine hohe Federkraft gewährleistet, ohne ein Verbinden und Öffnen der Steckverbindung übermäßig zu behindern. Trotzdem ist die Abschirmung über die gesamte Fläche des Federkranzes annähernd durchgängig gegeben. Auch ist die Herstellung eines derartigen Federkranzes vergleichsweise einfach, da mittels einfacher Stanz- und Biegeverfahren der Federkranz aus beispielsweise einem flachen, rechteckigen Blechteil hergestellt werden kann.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federkranzes weisen die Federschenkel an ihrem freien Ende eine leicht abgerundete Form in etwa parallel zu der axialen Richtung des Trägerelements auf. Auf diese Weise wird ein Reibungswiderstand beim Verbinden und Lösen der Steckverbindung an dem Federkranz und dem äußeren Element der Steckverbindung weiter reduziert. Die freien Enden des Federkranzes können gut an der entsprechenden Innenwand der Steckverbindung entlanggleiten, ohne sich zu verhaken, und bieten dennoch in geschlossenem Zustand einen ausreichenden festen Kontakt, so dass sehr geringe Übergangswiderstände der Abschirmung gegeben sind.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Federkranzes ist dieser aus einem federelastischen Blechmaterial durch ein Stanzen und Biegeumformen hergestellt. Der Federkranz wird beispielsweise aus einem flachen, rechteckigen Blechelement realisiert, in welches die Federschenkel und Zwischenräume zwischen den Verbindungsstegen ausgestanzt werden. Ferner werden die durchbrochenen Verbindungsstege durch ein Durchtrennen einiger der Stege geformt, und anschließend werden die nach innen ragenden Kontaktlaschen sowie die nach außen weisenden Federschenkel in ihre jeweils festgelegte Form gebogen. Nach diesen Schritten wird beispielsweise das flache Element in die ringförmige Form des Federkranzes entsprechend dem Durchmesser der Steckverbindung bzw. ihrer Aufnahmenut gebogen, wobei ein Schlitz an den freien Enden des Federkranzes verbleibt. Mit vergleichsweise einfachen Mitteln und ohne größere Anpassungen von bestehenden Werkzeugmaschinen kann so der erfindungsgemäße Federkranz mit sehr geringem Aufwand hergestellt werden.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federkranzes in mehr detaillierter Weise anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Federkranzes zur Abschirmung;
    • Fig. 2 eine weitere perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Federkranzes;
    • Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Federkranzes; und
    • Fig. 4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Federkranzes an seinem Bestimmungsort an einem inneren Steckverbinder der abgeschirmten Steckverbindung.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Federkranzes für eine Abschirmung von einer elektrischen Steckverbindung nach der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 4 gezeigt. Der Federkranz 10 weist hier eine einseitig offene Ringform auf und besteht aus einem hülsenförmigen Trägerelement 1, welches auf einer Seite mit einem Schlitz 7 versehen ist. Das Trägerelement 1 weist einen ersten äußeren Rand 2 sowie einen diesem gegenüberliegenden zweiten äußeren Rand 3 auf. Die Ränder 2, 3 sind über Verbindungsstege 4 miteinander fest verbunden. Das hülsenförmige Trägerelement 1 weist hier eine in etwa rechteckige Form auf, die zu der über einen Schlitz 7 geöffneten Ringform entsprechend einem vordefinierten Durchmesser gebogen wird. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils abwechselnd Verbindungsstege 4 und nach außen vorragende Federschenkel 5 vorgesehen. Die Federschenkel 5 sind über ein Stanzen und Biegeumformen aus dem ursprünglich flachen, rechteckigen Trägerelement 1 hergestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die nach außen vorragenden Federschenkel 5 in einer in etwa S-förmigen Form gebogen, so dass der Abschnitt an den freien Enden wieder im Wesentlichen parallel zu der axialen Längsrichtung des Trägerelements 1 verläuft. Im montierten Zustand drücken die Federschenkel 5 gegen einen äußeren Steckverbinder (nicht gezeigt in den Figuren) der elektrischen Steckverbindung, um einen sicheren Kontakt zwischen den Elementen der Steckverbindung an deren Schnittstelle herzustellen. Mit dem Federkranz 10 kann so eine wirksame Abschirmung an der Schnittstelle der Steckverbindung hergestellt werden, so dass keine elektrischen oder elektromagnetischen Störsignale von der elektrischen Leitung ausgehen bzw. in die elektrische Leitung eingeleitet werden können, in einem Fall von beispielsweise einer elektrischen Leitung für Sensoren oder ähnliches. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist an einem Teil der Verbindungsstege 4 ein Durchbruch vorhanden, an welchem nach innen ragende zusätzliche Kontaktlaschen 6 gebildet sind. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder vierte Verbindungssteg 4 in der Mitte durchbrochen bzw. abgetrennt, und es sind jeweils zwei gegenüberliegende Kontaktlaschen 6 an den Enden des verbleibenden Teils der Verbindungsstege 4 geformt. Die Kontaktlaschen 6 sind in einem rechten Winkel im Verhältnis zur Längsrichtung des Trägerelements 1 geformt. Wenn der Federkranz 10 an seiner Bestimmungsstelle, beispielsweise in einer Nut eines Steckverbinders, aufgesetzt ist (vgl. Fig. 4), drücken die Kontaktlaschen 6 gegen den Boden der Aufnahmenut des Steckverbinders, so dass höhere Kontaktkräfte zu dem inneren Steckverbinder erzeugt werden. Auf diese Weise gibt es bei dem erfindungsgemäßen Federkranz deutlich geringere Übergangswiderstände im Vergleich zu herkömmlichen derartigen Federkränzen von Abschirmungen derartiger Steckverbindungen. In jeder Einbausituation und auch bei einer unbeabsichtigten Bewegung an dem Kabel der elektrischen Leitung wird so ein sicherer Kontakt an der Übergangsstelle zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder hergestellt. Die Wirksamkeit einer Abschirmung ist so deutlich verbessert.
  • Der Federkranz gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise bei sogenannten Steckverbindungen vom Bajonetttyp eingesetzt werden und erzielt hier eine deutliche Verringerung der Übergangswiderstände gegenüber einem herkömmlichen Federkranz, der keine nach innen vorragenden Kontaktlaschen aufweist (vgl. oben beschriebener Stand der Technik). Die Federschenkel 5 sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel an drei Seiten freigelegt und lediglich an dem äußeren Rand 2 mit dem Trägerelement 1 verbunden. Sie können jedoch auch alternativ mit beiden Rändern 2, 3 verbunden sein. Die Federschenkel 5 können eine andere Form als die S-förmig zweifach abgewinkelte Form aufweisen. Auch sind die Kontaktlaschen 6 nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann auch anstatt jedes vierten Verbindungsstegs 4 lediglich jeder fünfte oder sechste Verbindungssteg durchbrochen sein und mit Kontaktlaschen 6 gebildet sein. Es ist auch denkbar, dass jeder zweite oder dritte Verbindungssteg mit einem durchbrochenen Abschnitt versehen ist, an welchem die zusätzlichen Kontaktlaschen 6 gebildet sind. Die Kontaktlaschen können jeweils als zwei an einer gegenüberliegenden Seite angeordnete Kontaktlaschen oder auch nur als eine einzige an einer Seite von dem Durchbruch vorhandene Kontaktlasche 6 vorgesehen sein. Die Kontaktlaschen 6 können anstatt im Wesentlichen rechtwinklig abgewinkelt auch in einer Schräge im Verhältnis zur axialen Richtung des Trägerelements 1 abgewinkelt sein.
  • Der erfindungsgemäße Federkranz mit höheren Kontaktkräften ist zudem auf sehr einfache Weise herstellbar. Für das Realisieren der Federschenkel 5 und der Kontaktlaschen 6 sind einfache Stanzvorgänge und Biegeumformungen gut geeignet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Federkranz 10 aus einem federelastischen Metallmaterial ausgehend von einem flachen, rechteckigen Ausgangsteil hergestellt. Für die Realisierung des Federkranzes sind sämtliche Metallmaterialien oder Nichtmetallmaterialien geeignet, die eine elektrische Leitung für die Abschirmung einer Steckverbindung bieten.

Claims (8)

  1. Federkranz (10) für eine Abschirmung an einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder einer elektrischen Leitung mit einem hülsenförmigen Trägerelement (1), welches einen ersten äußeren Rand (2) und einen zweiten äußeren Rand (3) aufweist, zwischen welchen axiale Verbindungsstege (4) vorgesehen sind, und mit mehreren radial nach außen wirkenden Federschenkeln (5), die mindestens einseitig mit einem der Ränder (2, 3) zur Erzeugung einer federbelasteten Kontaktkraft zu dem äußeren Steckverbinder verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Verbindungsstege (4) durchbrochen ist und jeweils mit mindestens einer radial nach innen weisenden Kontaktlasche (6) ausgebildet ist, wobei die durchbrochenen Verbindungsstege (4) in etwa mittig getrennt sind und wobei jeweils zwei axial gegenüberliegende Kontaktlaschen (6) in einem mittleren Bereich des Trägerelements (1) vorgesehen sind.
  2. Federkranz (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlaschen (6) in etwa rechtwinklig zu dem Trägerelement (1) geformt sind.
  3. Federkranz (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd jeweils Verbindungsstege (4) und Federschenkel (5) vorgesehen sind und dass jeder vierte Verbindungssteg (4) durchbrochen und mit Kontaktlaschen (6) gebildet ist.
  4. Federkranz (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (5) S-förmig abgewinkelt von einem der Ränder (2, 3) des Trägerelements (1) vorragen.
  5. Federkranz (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Trägerelement (1) einen Schlitz (7) aufweist und aus einem federelastischen Blechmaterial hergestellt ist.
  6. Federkranz (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (5) dreiseitig freigestellte Federelemente sind.
  7. Federkranz (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschenkel (5) an ihrem freien Ende eine leicht abgerundete Form in etwa parallel zu der axialen Richtung des Trägerelements (1) aufweisen.
  8. Federkranz (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem federelastischen Blechmaterial durch ein Stanzen und Biegeumformen hergestellt ist.
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