DE102017007358B4

DE102017007358B4 - Schraubsystem, Schraubverbinder und Verfahren zur Herstellung eines Schraubverbinders

Info

Publication number: DE102017007358B4
Application number: DE102017007358.9A
Authority: DE
Inventors: Dagmar Wessels; Michael Quiter
Original assignee: Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Current assignee: Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2037-08-05
Also published as: EP3439118B1; EP3439118A2; DE102017007358A1; EP3439118A3

Abstract

Schraubsystem (300) mit einem weiblichen Schraubverbinder (100) und einem männlichen Schraubverbinder (200), welche zusammenschraubbar sind,
wobei der weibliche Schraubverbinder (100) aufweist:
- einen weiblichen Schraubring (160) mit einem einsteckseitigen Ende, in das ein männlicher Schraubring (260) des männlichen Schraubverbinders (200) einschraubbar ist, und
- ein weibliches Schirmgehäuse (170) zum zumindest teilweise Abschirmen des weiblichen Schraubverbinders (100);
wobei der männliche Schraubverbinder (200) aufweist:
- den männlichen Schraubring (260) mit einem einsteckseitigen Ende, das in das einsteckseitige Ende des weiblichen Schraubrings (160) einschraubbar ist, und
- ein männliches Schirmgehäuse (270) zum zumindest teilweise Abschirmen des männlichen Schraubverbinders (200); dadurch gekennzeichnet, dass
der weibliche Schraubverbinder (100) einen weiblichen Schirmkontaktring (130) aufweist, welcher in einem montierten Zustand den weiblichen Schraubring (160) und das weibliche Schirmgehäuse (170) elektrisch miteinander verbindet, und/oder
der männliche Schraubverbinder (100) einen männlichen Schirmkontaktring (230) aufweist, welcher im montierten Zustand den männlichen Schraubring (260) und das männliche Schirmgehäuse (270) elektrisch miteinander verbindet, wobei
der weibliche Schraubring (160) einen Befestigungseingriff (165) und der weibliche Schirmkontaktring (130) ein Befestigungselement (134) aufweist, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff (165) des weiblichen Schraubrings (160) angeordnet ist, und/oder wobei
der männliche Schraubring (260) einen Befestigungseingriff (265) und der männliche Schirmkontaktring (230) ein Befestigungselement (234) aufweist, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff (265) des männlichen Schraubrings (260) angeordnet ist, wobei
der weibliche Schirmkontaktring (130) ein weibliches Federelement (134c) aufweist, welches im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse (170) kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements (134) des weiblichen Schirmkontaktrings (130) ist, und/oder wobei
der männliche Schirmkontaktring (230) ein männliches Federelement aufweist, welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse (270) kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements (234) des männlichen Schirmkontaktrings (230) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraub- bzw. Stecksystem, einen weiblichen und männlichen Schraub- bzw. Rundsteckverbinder und ein Verfahren zur Herstellung eines Schraub- bzw. Rundsteckverbinders.
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Steckverbindertechnik, insbesondere auf dem Gebiet der Rundsteckverbinder, also Steckverbinder mit z.B. einem M12-, M8-, M23- oder einem 7/8"-Gewinde. Solche Rundsteckverbinder, insbesondere M12-Rundsteckverbinder, werden zum Beispiel zur elektrischen Kontaktierung und/oder Verbindung von industriellem Ethernet verwendet. Weiterhin sind solche Rundsteckverbinder oft mechanischen Beanspruchungen, wie z.B. Vibrationen durch angeschlossene Maschinen, ausgesetzt, weswegen diese Rundsteckverbinder für mechanische Belastungen ausgelegt sein sollten und insbesondere einen Schraubring mit einem Gewinde aufweisen, mit dem die Steckverbindung verschraubt und gesichert werden kann. In der DE 10 2015 014 492 A1 ist z.B. ein solcher Rundsteckverbinder beschrieben.
Rundsteckverbinder sind üblicherweise an einem Kabelende angeordnet und dienen zur Kontaktierung eines komplementären Rundsteckverbinders und/oder einer komplementären Rundsteckverbinderbuchse. Eine wichtige Eigenschaft von Rundsteckverbindern ist deren Abschirmeigenschaft gegenüber elektromagnetischer Strahlung, um dadurch eine hohe Qualität der durch den Steckverbinder übertragenen Signale zu gewährleisten. Dazu weist der Rundsteckverbinder ein entsprechendes Schirmgehäuse auf. Die Abschirmwirkung kann verstärkt werden, indem das Schirmgehäuse elektrisch mit dem Schraubring des Steckverbinders verbunden ist. Eine elektrische Verbindung des Schirmgehäuses mit dem Schraubring des Steckverbinders ist auch deshalb wichtig, damit beim Zusammenschrauben des Steckverbinders mit einem komplementären Steckverbinder die jeweiligen Schirmgehäuse über die zusammengeschraubten Schraubringe elektrisch miteinander verbunden sind.
Herkömmlicherweise wird dies dadurch gelöst, dass der Schraubring eines Rundsteckverbinders im vollständig zusammengeschraubten bzw. montierten Zustand das Schirmgehäuse des Rundsteckverbinders direkt kontaktiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich jedoch herausgestellt, dass die zu verbindenden Steckverbinder in der Praxis nicht immer vollständig zusammengeschraubt werden oder sich z.B. die Schraubverbindung in Folge von Vibrationen oder einer mechanischen Beanspruchung etwas löst oder lockert. Dies kann zur Folge haben, dass die Schirmwirkung der zusammengesteckten bzw. zusammengeschraubten Steckverbinder abnimmt, da sich der elektrische Kontakt zwischen Schraubring und Schirmgehäuse verschlechtert oder gar nicht mehr vorhanden ist.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen weiblichen und männlichen Schraubverbinder bzw. ein System von Schraubverbindern bereitzustellen, welche bzw. welches eine verbesserte und zuverlässige Schirmwirkung aufweisen. Zudem soll ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Schraubverbinders angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft ein Schraubsystem mit einem weiblichen Schraubverbinder und einem männlichen Schraubverbinder, welche zusammenschraubbar sind, wobei der weibliche Schraubverbinder aufweist:

- einen weiblichen Schraubring mit einem einsteckseitigen Ende, in das ein männlicher Schraubring des männlichen Schraubverbinders einschraubbar ist, und
- ein weibliches Schirmgehäuse zum zumindest teilweise Abschirmen des weiblichen Schraubverbinders;

- den männlichen Schraubring mit einem einsteckseitigen Ende, das in das einsteckseitige Ende des weiblichen Schraubrings einschraubbar ist, und
- ein männliches Schirmgehäuse zum zumindest teilweise Abschirmen des männlichen Schraubverbinders; wobei

Der weibliche Schraub- bzw. Steckverbinder und der männliche Schraub- bzw. Steckverbinder sind dazu ausgebildet und vorgesehen, mit ihrem einsteckseitigen Ende in Einsteckrichtung ineinander eingesteckt und/oder verschraubt zu werden, wobei sie eine Steck- bzw. Schraubverbindung miteinander eingehen. Der männliche Schraubverbinder ist im Wesentlichen komplementär zum weiblichen Schraubverbinder ausgebildet und umgekehrt.
Das Schraubsystem kann insbesondere als ein System mit M12-Schraub- bzw. Steckverbindern ausgebildet sein. Sowohl der weibliche als der männliche Schraubverbinder weisen jeweils einen Schraubring und ein, insbesondere zylinderförmiges, Schirmgehäuse auf.
Das Schraubsystem kann weitere Elemente aufweisen, wie z.B. einen oder zwei Isolierkörper, einen oder zwei Dichtungsringe zum Abdichten der Steckverbinder und/oder einen oder zwei Hemmringe, die ein unabsichtliches Lösen der Steckverbindung behindern und/oder reduzieren, d.h. zum Sichern der Steckverbindung.
Insbesondere sind der weibliche Schraubverbinder und der männliche Schraubverbinder mit jeweils einem einsteckseitigen Ende entlang einer Einsteckrichtung ineinander einsteckbar. Dabei weist der weibliche Schraubverbinder neben dem weiblichen Schraubring und dem weiblichen Schirmgehäuse vorzugsweise einen weiblichen Isolierkörper auf, der im Inneren des weiblichen Schraubrings anordenbar ist und der entlang der Einsteckrichtung in einen männlichen Isolierkörper des männlichen Schraubverbinders einsteckbar ist. Entsprechend weist der männliche Schraubverbinder neben dem männlichen Schraubring und dem männlichen Schirmgehäuse vorzugsweise den männlichen Isolierkörper auf, der im Inneren des männlichen Schraubrings anordenbar ist und in den der weibliche Isolierkörper entlang der Einsteckrichtung einsteckbar ist.
Der weibliche Schraubverbinder weist ein einsteckseitiges Ende auf, sowie ein dem einsteckseitigen Ende abgewandtes Ende (z.B. Kabelende), an dem ein Kabel angeordnet sein kann. Das einsteckseitige Ende des weiblichen Steckverbinders kann dazu ausgebildet und vorgesehen sein, in das einsteckseitige Ende des männlichen Steckverbinders eingesteckt zu werden. Dem einsteckseitige Ende des männlichen Steckverbinders abgewandt weist der männliche Steckverbinder ein abgewandtes Ende (z.B. Kabelende) auf, an dem ein Kabel am männlichen Schraubverbinder angeordnet sein kann.
Der weibliche und männliche Schraubring sind komplementär zueinander ausgebildet und dazu vorgesehen, ineinander und/oder miteinander verschraubt zu werden, um dadurch eine Steckverbindung zu sichern. Der weibliche und männliche Schraubring sind zumindest teilweise oder vollständig aus einem leitfähigen Material, insbesondere aus Metall, ausgebildet. Im Inneren jedes der beiden Schraubringe kann ein weiblicher bzw. männlicher Isolierkörper, d.h. ein elektrisch nicht leitfähiges Element, angeordnet sein. Beide Isolierkörper können im Wesentlichen die Form eines Zylinders aufweisen, um den herum der jeweilige Schraubring angeordnet ist. Der jeweilige Schraubring kann dabei drehbar um die Zylinderachse des jeweiligen Isolierkörpers angeordnet sein, die mit der Einsteckrichtung zusammenfallen kann und das Ringinnere des jeweiligen Schraubrings durchstoßend angeordnet ist. Jeder Schraubring sowie jeder Isolierkörper kann ebenfalls jeweils ein einsteckseitiges Ende aufweisen, das jeweils dazu ausgebildet und vorgesehen ist, das einsteckseitige Ende des jeweils komplementären Bauteils physikalisch zu kontaktieren.
Der weibliche Isolierkörper kann weibliche elektrische Kontakte (z.B. Kontaktbuchsen und/oder weibliche Kontaktpins) aufweisen, in die männliche elektrische Kontakte des männlichen Isolierkörpers eingesteckt werden, wenn die beiden Schraub- bzw. Steckverbinder zusammengesteckt sind. Wie bei M12-Steckverbindern üblich, kann der weibliche Isolierkörper eine Mehrzahl weiblicher, elektrischer Kontakte aufweisen, z.B. fünf.
Der männliche Isolierkörper kann ebenso eine Mehrzahl von männlichen elektrischen Kontakten (z.B. Kontaktpins) aufweisen, zum Beispiel die gleiche Anzahl wie der weibliche Isolierkörper, im Beispiel also auch fünf. Sowohl die männlichen als auch die weiblichen elektrischen Kontakte können mit Drähten bzw. Litzen eines Kabels elektrisch und/oder physikalisch verbunden werden, die jeweils am Endstück des Isolierkörpers angeordnet sein können. Dabei ist das Endstück dem einsteckseitigen Ende gegenüber liegend angeordnet. Wenn die beiden Schraub- bzw. Steckverbinder eine Steckverbindung miteinander eingehen, kontaktieren die männlichen Kontakte die weiblichen Kontakte und umgekehrt sowohl elektrisch als auch physikalisch.
Der weibliche und der männliche Isolierkörper sind komplementär zueinander ausgebildet und dazu vorgesehen, ineinander gesteckt zu werden. Die Isolierkörper sind aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, zum Beispiel aus einem Kunststoff. Die Isolierkörper stellen eine elektrische Isolierung bereit zwischen den einzelnen elektrischen Kontakten, zwischen dem bzw. den Schraubring(en) und den elektrischen Kontakten, und gegebenenfalls auch zwischen dem oder den Schirmgehäuse(n) und den elektrischen Kontakten.
Durch das Verschrauben der beiden Schraubringe wird die Steckverbindung gegenüber mechanischen Belastungen gesichert, z.B. gegenüber Vibrationen einer Maschine und/oder einer unabsichtlichen Belastung des Kabels, wie zum Beispiel ein Stolpern über das Kabel.
Jeder der beiden Isolierkörper kann ein einsteckseitiges Ende aufweisen, das dazu ausgebildet ist, mit dem einsteckseitigen Ende des zugeordneten zweiten Isolierkörpers die Steckverbindung einzugehen. Am gegenüberliegenden Ende des jeweiligen Isolierkörpers ist jeweils das Endstück mit konstantem Außendurchmesser angeordnet. Dieses Endstück kann jeweils benachbart zum Kabel angeordnet sein, mit dem die elektrischen Kontakte des Isolierkörpers kontaktiert werden. Beide Endstücke, also sowohl das Endstück des männlichen Isolierkörpers als auch das Endstück des weiblichen Isolierkörpers, können den gleichen konstanten Außendurchmesser aufweisen. Dadurch wird es ermöglicht, auf beide Endstücke ein baugleiches Schirmgehäuse aufzusetzen. Mit anderen Worten kann auf das Endstück des weiblichen Isolierkörpers ein Schirmgehäuse gesteckt werden, das baugleich zu einem zweiten Schirmgehäuse ausgebildet ist, das auf das Endstück des männlichen Isolierkörpers gesteckt werden kann.
Das weibliche und männliche Schirmgehäuse sind elektrisch leitfähig, insbesondere aus Metall ausgebildet, um die benötigte elektrische Abschirmwirkung bereitzustellen. Weiterhin ist das Schirmgehäuse im Wesentlichen in Form eines langgestreckten Zylinders ausgebildet, der lediglich einen Zylindermantel aufweist, jedoch weder einen Zylinderboden noch einen Zylinderdeckel. Das weibliche und männliche Schirmgehäuse sind also im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet.
Im Rahmen der Erfindung bedeutet, dass „im Wesentlichen“ eine Eigenschaft erfüllt wird, wenn diese Eigenschaft zu zumindest 90% erfüllt wird, bevorzugt zu zumindest 95%, besonders bevorzugt zu zumindest 99%. Insbesondere kann diese Eigenschaft zu 100% erfüllt sein.
Somit bedeutet, dass das Schirmgehäuse im Wesentlichen die Form eines Zylinders ohne Boden und Deckel aufweist, dass die Form des Schirmgehäuses zumindest zu 90%, bevorzugt zu 95%, usw. dem eines solchen Zylinders entspricht. In diesem Zylinder können aber zum Beispiel kleine Löcher und/oder Rillen ausgebildet sein, die von der hundertprozentig strengen Form eines Zylinders abweichen.
Gleiches bzw. Ähnliches gilt für den Innendurchmesser des Schirmgehäuses, der vorzugsweise im Wesentlichen konstant ist, also nicht mehr als 10%, bevorzugt 5%, oder besonders bevorzugt um maximal 1% von seinem konstanten Wert abweicht. Der Innendurchmesser ist weiterhin über im Wesentlichen über die gesamte Zylinderhöhe konstant, d.h. über zumindest 90%, 95%, 99% oder 100% der gesamten Zylinderlänge. An einem Ende kann das Schirmgehäuse zum Beispiel leicht aufgeweitet sein, um ein Aufstecken des Schirmgehäuses auf das Endstück zu vereinfachen. Deswegen müssen sich Innendurchmesser und Außendurchmesser des Schirmgehäuses und des Endstücks nicht zu 100% entsprechen, und auch nicht über exakt 100% der Länge des Schirmgehäuses.
Die Innendurchmesser der Schirmgehäuse können auf den vorbestimmten Außendurchmesser der beiden Endstücke abgestimmt sein. Diese Durchmesser und insbesondere die Bauteile der Isolierkörper und Schirmgehäuse sind vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass jeweils ein Schirmgehäuse auf eines der Endstücke eines Isolierkörpers gesteckt werden kann.
Hierbei kann die Form der Isolierkörper möglichst einfach ausgebildet sein. Die Form der Isolierkörper kann nämlich im Wesentlichen dem eines Zylinders mit konstantem Zylinderdurchmesser entsprechen. Weiterhin können die beiden Schirmgehäuse baugleich ausgebildet sein, was eine vereinfachte Herstellung der Schirmgehäuse ermöglicht.
Das Endstück des weiblichen Isolierkörpers und das Endstück des männlichen Isolierkörpers können dazu ausgebildet und vorgesehen sein, in ein zugehöriges Schirmgehäuse eingesteckt zu werden, dessen Innendurchmesser weniger als 5% größer als der vorbestimmte Außendurchmesser der beiden Endstücke ausgebildet ist. Der Außendurchmesser der Endstücke kann auf den Innendurchmesser der Schirmgehäuse abgestimmt sein. Dies bedeutet, dass sich die beiden Durchmesser im Wesentlichen entsprechen, also im Wesentlichen gleich groß ausgebildet sind. Dabei kann der Innendurchmesser der Schirmgehäuse ein wenig größer ausgebildet sein als der Außendurchmesser der Endstücke, um ein einfaches Einstecken der Bauteile ineinander zu ermöglichen.
Der weibliche Schraubverbinder weist einen weiblichen Schirmkontaktring auf, welcher in einem montierten Zustand den weiblichen Schraubring und das weibliche Schirmgehäuse elektrisch miteinander verbindet. Alternativ oder zusätzlich weist der männliche Schraubverbinder einen männlichen Schirmkontaktring auf, welcher im montierten Zustand den männlichen Schraubring und das männliche Schirmgehäuse elektrisch miteinander verbindet.
Unter einem montierten Zustand wird im Sinne der vorliegenden Beschreibung ein Zustand verstanden, in dem der weibliche bzw. der männliche Schraubverbinder bestimmungsgemäß verwendet wird und/oder bestimmungsgemäß montiert, zusammengesetzt oder zusammengeschraubt ist. Insbesondere wird unter einem montierten Zustand verstanden, dass der weibliche bzw. männliche Schraubverbinder mit einem komplementären Schraubverbinder zusammengeschraubt ist. Ein montierter Zustand kann daher auch als zusammengebauter Zustand, zusammengesetzter Zustand, zusammengeschraubter Zustand und/oder als Betriebszustand bezeichnet werden. Mit anderen Worten bezeichnet der montierte Zustand eines Schraubverbinders bzw. Schraubsystems eine bestimmungsgemäße Anordnung oder Einbauposition der einzelnen Elemente des Schraubverbinders bzw. Schraubsystems.
Mit anderen Worten ist der weibliche Schirmkontaktring dazu ausgelegt und/oder vorgesehen, den weiblichen Schraubring und das weibliche Schirmgehäuse, insbesondere in einem montierten Zustand, elektrisch miteinander zu verbinden. Entsprechend ist der männliche Schirmkontaktring dazu ausgelegt und/oder bestimmt, den männlichen Schraubring und das männliche Schirmgehäuse, insbesondere in einem montierten Zustand, elektrisch miteinander zu verbinden. Der weibliche und männliche Schirmkontaktring sind zumindest teilweise oder vollständig aus einem leitfähigen Material, insbesondere aus Metall, ausgebildet.
Der Schirmkontaktring ist neben dem Schraubring grundsätzlich ein separates Element des Schraubverbinders. Der Schirmkontaktring kann aber in das Innere des Schraubrings eingesetzt und drehfest mit dem Schraubring verbunden und/oder daran fixiert werden. Insbesondere ist im montierten Zustand der Schirmkontaktring in das Innere des Schraubrings eingesetzt und drehfest mit dem Schraubring verbunden und/oder daran fixiert.
Im Vergleich zu herkömmlichen Rundsteckverbindern, bei dem der Schraubring im vollständig zusammengeschraubten bzw. montierten Zustand das Schirmgehäuse des Rundsteckverbinders lediglich direkt kontaktieren kann, erfolgt erfindungsgemäß die physikalische und elektrische Kontaktierung zwischen Schraubring und Schirmgehäuse alternativ oder zusätzlich zur direkten Kontaktierung über einen extra für die elektrische Kontaktierung vorgesehenen Schirmkontaktring.
Somit wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass auch dann, wenn der Schraubring nicht vollständig verschraubt ist oder wenn sich der Schraubring etwas löst bzw. lockert, ein elektrischer Kontakt zwischen Schraubring und Schirmgehäuse vorliegt. Auf diese Weise kann eine verbesserte und zuverlässige Schirmwirkung erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der weibliche Schirmkontaktring im montierten Zustand in einer Führungsrinne des weiblichen Schraubrings angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist der männliche Schirmkontaktring im montierten Zustand in einer Führungsrinne des männlichen Schraubrings angeordnet. Die Führungsrinne ist jeweils im Inneren bzw. auf einer Innenfläche des weiblichen und männlichen Schraubrings angeordnet. Mit anderen Worten ist der weibliche Schraubring zur Aufnahme des weiblichen Schirmkontaktrings und der männliche Schraubring zur Aufnahme des männlichen Schirmkontaktrings ausgebildet. Im montierten Zustand ist der weibliche bzw. männliche Schirmkontaktring mit dem weiblichen bzw. männlichen Schraubring drehfest verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der weibliche Schirmkontaktring zumindest ein erstes weibliches Federelement auf, welches im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse, insbesondere einen Randbereich oder eine Schulter des weiblichen Schirmgehäuses, kontaktiert. Alternativ oder zusätzlich weist der männliche Schirmkontaktring zumindest ein erstes männliches Federelement auf, welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse, insbesondere einen Randbereich oder eine Schulter des männlichen Schirmgehäuses, kontaktiert. Vorzugsweise sind der weibliche und der männliche Schirmkontaktring jeweils als offener Ring, insbesondere als ein Sprengring, ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist jeweils das erste Federelement an einem Endabschnitt des offenen Rings ausgebildet. Das zumindest erste weibliche bzw. männliche Federelement ist vorzugsweise ausgelegt und/oder vorgesehen, im montierten Zustand das weibliche bzw. männliche Schirmgehäuse, insbesondere einen Randbereich oder eine Schulter des weiblichen bzw. männlichen Schirmgehäuses, zu kontaktieren. Dabei wird das zumindest erste Federelement im montierten Zustand jeweils rückstellfähig verformt, d.h. zusammengedrückt oder gestaucht, so dass es auf Grund seiner federnden und insbesondere elastischen Eigenschaften eine bestimmte Rückstellkraft auf das Schirmgehäuse oder eine Schulter davon ausübt. Dies bewirkt vorteilhafterweise einen verbesserten elektrischen Kontakt zwischen dem Schirmgehäuse und dem Schraubring. Da der Schirmkontaktring im montierten Zustand drehfest mit dem Schraubring verbunden ist, bewegt sich der Schirmkontaktring und somit das zumindest eine Federelement beim Ein- und Ausschrauben des Schraubrings relativ zum Schirmgehäuse und bildet somit einen Schleifkontakt.
Der weibliche Schirmkontaktring weist ein zweites weibliches Federelement auf, welches im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse kontaktiert. Alternativ oder zusätzlich weist der männliche Schirmkontaktring ein zweites männliches Federelement auf, welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse kontaktiert.
Das zweite weibliche und männliche Federelement weisen insbesondere die gleichen Merkmale wie das oben beschriebene erste weibliche und männliche Federelement auf mit der Ausnahme, dass das zweite weibliche und männliche Federelement nicht an einem Endabschnitt des Schirmkontaktrings angeordnet ist, sondern vorzugsweise an einem mittleren Abschnitt des Schirmkontaktrings.
Der weibliche Schraubring weist einen Befestigungseingriff und der weibliche Schirmkontaktring ein zugehöriges Befestigungselement auf, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff des weiblichen Schraubrings angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich weist der männliche Schraubring einen Befestigungseingriff und der männliche Schirmkontaktring ein zugehöriges Befestigungselement auf, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff des männlichen Schraubrings angeordnet ist. Der Befestigungseingriff ist an einer Innenfläche eines Schraubrings ausgebildet. Mit Hilfe des Befestigungseingriffs und des Befestigungselements kann der Schirmkontaktring drehfest mit dem jeweiligen Schraubring verbunden bzw. daran fixiert werden.
Das zweite weibliche Federelement ist Bestandteil des Befestigungselements des weiblichen Schirmkontaktrings. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite männliche Federelement Bestandteil des Befestigungselements des männlichen Schirmkontaktrings. Insbesondere weist das Befestigungselement eines Schirmkontaktrings vorzugsweise zwei Befestigungsnasen und das zweite Federelement auf. Die Befestigungsnasen sind ausgelegt und vorgesehen, mit dem Befestigungseingriff des Schraubrings in Eingriff gebracht zu werden und somit den Schirmkontaktring am Schraubring drehfest zu fixieren. Vorzugsweise erstreckt sich das zweite Federelement, insbesondere als Vorsprung oder Zunge, im Wesentlichen radial in das Innere eines Schirmkontaktrings, d.h. im Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung, um im montierten Zustand das Schirmgehäuse zu kontaktieren. Insbesondere ist das zweite Federelement ausgelegt und vorgesehen, im montierten Zustand mit einer bestimmten Rückstellkraft auf das Schirmgehäuse bzw. einen Randbereich oder eine Schulter des Schirmgehäuses zu drücken. Wie das erste Federelement wirkt auch das zweite Federelement als Schleifkontakt.
Mit Hilfe des zweiten Federelements kann der elektrische Kontakt zwischen Schirmgehäuse und Schraubring im montierten Zustand weiter verbessert werden. Das gleiche gilt folglich auch für die Schirmwirkung des weiblichen oder männlichen Schraubverbinders bzw. des Schraubsystems.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das weibliche Schirmgehäuse eine Rasterung an einer Außenfläche des weiblichen Schirmgehäuses auf. Ferner weist der weibliche Schirmkontaktring ein weibliches Hemmelement auf, welches mit der Rasterung des weiblichen Schirmgehäuses in Eingriff bringbar ist bzw. welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung des weiblichen Schirmgehäuses ist. Alternativ oder zusätzlich weist das männliche Schirmgehäuse eine Rasterung an einer Außenfläche des männlichen Schirmgehäuses auf. Ferner weist der männliche Schirmkontaktring ein männliches Hemmelement auf, welches mit der Rasterung des männlichen Schirmgehäuses in Eingriff bringbar ist bzw. welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung des männlichen Schirmgehäuses ist. Das weibliche und männliche Hemmelement sind vorzugsweise als Federelement ausgebildet. Auf diese Weise dient der weibliche bzw. männliche Schirmkontaktring vorteilhafterweise zugleich als Hemmring.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der weibliche Schraubverbinder ferner einen weiblichen Isolierkörper auf, der im Inneren des weiblichen Schraubrings anordenbar ist und der entlang einer Einsteckrichtung in einen männlichen Isolierkörper des männlichen Schraubverbinders einsteckbar ist.
Entsprechend weist der männliche Schraubverbinder ferner den männlichen Isolierkörper auf, der im Inneren des männlichen Schraubrings anordenbar ist und in den der weibliche Isolierkörper entlang der Einsteckrichtung einsteckbar ist. Der weibliche Isolierkörper weist eine Rasterung an seiner Außenfläche auf und der weibliche Schirmkontaktring weist ein weibliches Hemmelement auf, welches mit der Rasterung des weiblichen Isolierkörpers in Eingriff bringbar ist bzw. welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung des weiblichen Isolierkörpers ist. Alternativ oder zusätzlich weist der männliche Isolierkörper eine Rasterung an seiner Außenfläche auf und weist der männliche Schirmkontaktring ein männliches Hemmelement auf, welches mit der Rasterung des männlichen Isolierkörpers in Eingriff bringbar ist bzw. im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung des männlichen Isolierkörpers ist. Auf diese Weise dient der weibliche bzw. männliche Schirmkontaktring vorteilhafterweise zugleich als Hemmring. Der Schirmkontaktring bzw. Hemmring kann mittels des Hemmelements in die zugeordnete Rasterung des Isolierkörpers eingreifen. Hierbei ist die Außenfläche des Isolierkörpers der Innenfläche des zugehörigen Schraubrings zugewandt.
Über den Schirmkontaktring, der zusätzlich als Hemmring wirkt, indem er mittels des Hemmelements in die Rasterung des Schirmgehäuses oder Isolierkörpers eingreift, wird die verschraubte Steckverbindung vorteilhafterweise gegen ein unabsichtliches Aufschrauben und somit gegenüber einem unabsichtlichen Lösen der Steckverbindung gesichert. Da insbesondere Rundsteckverbinder oft zum elektrischen Verbinden von schweren Maschinen verwendet werden, sind diese Steckverbinder oft Vibrationen ausgesetzt, die die Schraubverbindung über die Zeit lösen können. Mit Hilfe eines als Hemmring fungierenden Schirmkontaktrings kann somit in einfacher und kostengünstiger Weise sowohl die Schirmwirkung als auch die Stabilität eines weiblichen und männlichen Schraubverbinders bzw. eines Schraubsystems verbessert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der weibliche Schirmkontaktring als offener Ring oder als Sprengring mit einem ersten und zweiten Endabschnitt ausgebildet. Das erste weibliche Federelement ist dabei an dem ersten Endabschnitt des weiblichen Schirmkontaktrings ausgebildet und das weibliche Hemmelement ist an dem zweiten Endabschnitt des weiblichen Schirmkontaktrings ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der männliche Schirmkontaktring als offener Ring oder Sprengring mit einem ersten und zweiten Endabschnitt ausgebildet. Das erste männliche Federelement ist dabei an dem ersten Endabschnitt des männlichen Schirmkontaktrings ausgebildet und das männliche Hemmelement ist an dem zweiten Endabschnitt des männlichen Schirmkontaktrings ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das erste weibliche Federelement und das weibliche Hemmelement jeweils als eine Verjüngung des weiblichen Schirmkontaktrings ausgebildet. Zudem ist das erste weibliche Federelement bezüglich des weiblichen Hemmelements entlang einer axialen Richtung des weiblichen Schirmkontaktrings um einen Abstand d versetzt. Vorzugsweise beträgt der Abstand d etwa 1 mm. Im montierten Zustand ist somit das erste weibliche Federelement bezüglich des weiblichen Hemmelements in Richtung des weiblichen Schirmgehäuses, d.h. in der Einsteckrichtung E, versetzt. Alternativ oder zusätzlich ist das männliche Hemmelement als eine Verjüngung des männlichen Schirmkontaktrings ausgebildet, um insbesondere im montierten Zustand lediglich mit der Rasterung des männlichen Isolierkörpers im Eingriff zu sein, während das erste männliche Federelement das männliche Schirmgehäuse berührt bzw. kontaktiert.
Auf diese Weise ist es mit nur einem einzigen zusätzlichen Element, nämlich mit Hilfe des Schirmkontaktrings, möglich, sowohl die Schirmung als auch die Stabilität des weiblichen und männlichen Schraubverbinders bzw. des Schraubsystems zu verbessern.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen weiblichen Schraubverbinder für ein Schraubsystem, aufweisend:

- einen weiblichen Schraubring mit einem einsteckseitigen Ende, in das ein männlicher Schraubring eines männlichen Schraubverbinders des Schraubsystems einschraubbar ist, und
- ein weibliches Schirmgehäuse zum zumindest teilweise Abschirmen des weiblichen Schraubverbinders,

Vorzugsweise weist der weibliche Schraubverbinder ferner

- einen weiblichen Isolierkörper, der im Inneren des weiblichen Schraubrings anordenbar ist und der entlang einer Einsteckrichtung in einen männlichen Isolierkörper des männlichen Schraubverbinders des Schraubsystems einsteckbar ist,

Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft einen männlichen Schraubverbinder für ein Schraubsystem, aufweisend:

- einen männlichen Schraubring mit einem einsteckseitigen Ende, das in einen weiblichen Schraubring eines weiblichen Schraubverbinders des Schraubsystems einschraubbar ist, und
- ein männliches Schirmgehäuse zum zumindest teilweise Abschirmen des männlichen Schraubverbinders,

Vorzugsweise weist der männliche Schraubverbinder ferner

- einen männlichen Isolierkörper, der im Inneren des männlichen Schraubrings anordenbar ist und in den entlang einer Einsteckrichtung E ein weiblicher Isolierkörper des weiblichen Schraubverbinders des Schraubsystems einsteckbar ist, auf. Weiter vorzugsweise ist das männliche Schirmgehäuse auf einem Endstück des männlichen Isolierkörpers anordenbar.

Ein weiterer unabhängiger Aspekt zur Lösung der Aufgabe betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schraubverbinders für ein Schraubsystem, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen eines Schraubrings mit einem einsteckseitigen Ende, das in einen komplementären Schraubring eines komplementären Schraubverbinders des Schraubsystems einschraubbar ist, und
- Bereitstellen eines Schirmgehäuses zum zumindest teilweise Abschirmen des Schraubverbinders,
- Bereitstellen eines Schirmkontaktrings, der ein Befestigungselement mit einem Federelement aufweist,
- Anordnen des Schirmkontaktrings in der Führungsrinne des Schraubrings, wobei das Befestigungselement in dem Befestigungseingriff des Schraubrings angeordnet wird, und
- Anordnen des Schraubrings auf dem Schirmgehäuse, wobei das Federelement des Schirmkontaktrings das Schirmgehäuse kontaktiert, womit der Schraubring und das Schirmgehäuse elektrisch miteinander verbunden sind.

Der bereitgestellte Schirmkontaktring ist in der Führungsrinne des Schraubrings anordenbar bzw. angeordnet und ausgelegt, um in einem montierten Zustand den Schraubring und das Schirmgehäuse elektrisch miteinander zu verbinden. Der Schraubring weist einen Befestigungseingriff auf und der Schirmkontaktring weist ein Befestigungselement auf, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff des Schraubrings angeordnet ist. Der Schirmkontaktring weist ein Federelement auf, welches im montierten Zustand das Schirmgehäuse kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements des Schirmkontaktrings ist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt

- Bereitstellen eines Isolierkörpers, der im Inneren des Schraubrings anordenbar ist und der mit einem komplementären Isolierkörper des komplementären Schraubverbinders des Schraubsystems zusammensteckbar ist. Weiter vorzugsweise ist das bereitgestellte Schirmgehäuse auf einem Endstück des Isolierkörpers anordenbar.

Für die oben genannten weiteren unabhängigen Aspekte und insbesondere für diesbezügliche bevorzugte Ausführungsformen gelten auch die vor- oder nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen des ersten Aspekts. Insbesondere gelten für einen unabhängigen Aspekt der vorliegenden Erfindung und für diesbezügliche bevorzugte Ausführungsformen auch die vor- und nachstehend gemachten Ausführungen zu den Ausführungsformen der jeweils anderen unabhängigen Aspekte.
Im Folgenden werden einzelne Ausführungsformen zur Lösung der Aufgabe anhand der Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um den beanspruchten Gegenstand auszuführen, die aber in bestimmten Anwendungsfällen gewünschte Eigenschaften bereitstellen. So sollen auch Ausführungsformen als unter die beschriebene technische Lehre fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Ferner werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, bestimmte Merkmale nur in Bezug auf einzelne der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen erwähnt. Es wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Ausführungsformen daher nicht nur für sich genommen, sondern auch in einer Zusammenschau betrachtet werden sollen. Anhand dieser Zusammenschau wird der Fachmann erkennen, dass einzelne Ausführungsformen auch durch Einbeziehung von einzelnen oder mehreren Merkmalen anderer Ausführungsformen modifiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass eine systematische Kombination der einzelnen Ausführungsformen mit einzelnen oder mehreren Merkmalen, die in Bezug auf andere Ausführungsformen beschrieben werden, wünschenswert und sinnvoll sein kann und daher in Erwägung gezogen und auch als von der Beschreibung umfasst angesehen werden soll.
Figurenliste

1 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht einen herkömmlichen weiblichen und männlichen Schraubverbinder;
2 zeigt eine Querschnittansicht durch die in 1 gezeigten Schraubverbinder;
3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen weiblichen Isolierkörper eines weiblichen Schraubverbinders;
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen männlichen Isolierkörper eines männlichen Schraubverbinders;
5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Schirmgehäuse eines Schraubverbinders;
6 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen herkömmlichen Hemmring zum Hemmen einer Aufdrehbewegung einer Schraubverbindung zwischen zwei Schraubverbindern;
7A zeigt in einer ersten perspektivischen Darstellung einen weiblichen Schraubring für einen weiblichen Schraubverbinder;
7B zeigt in einer zweiten perspektivische Darstellung den in 7A gezeigten weiblichen Schraubring;
8A zeigt in einer ersten perspektivischen Darstellung einen männlichen Schraubring für einen männlichen Schraubverbinder;
8B zeigt in einer zweiten perspektivischen Darstellung den in 8A gezeigten männlichen Schraubring;
9A zeigt in einer ersten perspektivischen Darstellung einen weiblichen Schirmkontaktring gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9B zeigt in einer zweiten perspektivischen Darstellung den weiblichen Schirmkontaktring von 9A;
9C zeigt in einer dritten perspektivischen Darstellung den weiblichen Schirmkontaktring von 9A;
9D zeigt in einer vierten perspektivischen Darstellung den weiblichen Schirmkontaktring von 9A;
10 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Anordnung des weiblichen Schirmkontaktrings der 9A bis 9D im Inneren eines weiblichen Schraubrings;
11A zeigt in einer ersten perspektivischen Darstellung eine Anordnung des weiblichen Schirmkontaktrings der 9A bis 9D an einem Isolierkörper und einem Schirmgehäuse;
11B zeigt in einer zweiten perspektivischen Darstellung eine Anordnung des weiblichen Schirmkontaktrings der 9A bis 9D an einem Isolierkörper und einem Schirmgehäuse;
11C zeigt in einer dritten perspektivischen Darstellung eine Anordnung des weiblichen Schirmkontaktrings der 9A bis 9D an einem Isolierkörper und einem Schirmgehäuse;
12a zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen männlichen Schirmkontaktring gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12b zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Anordnung des männlichen Schirmkontaktrings der 12a an einem Isolierkörper und einem Schirmgehäuse; und
13 zeigt ein Schraubsystem mit einem weiblichen und männlichen Schraubverbinder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die in der vorliegenden Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. sind jeweils auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Die Zusatzbezeichnung „weiblich“, wie sie in der vorliegenden Beschreibung für verschiedene Elemente verwendet wird, soll andeuten, dass diese Elemente zu einem weiblichen Schraubverbinder gehören. Entsprechend deutet die Zusatzbezeichnung „männlich“ bei verschiedenen Elementen an, dass diese Elemente zu einem männlichen Schraubverbinder gehören.
1 zeigt in einer Draufsicht einen weiblichen Schraubverbinder 100 und einen männlichen Schraubverbinder 200. Der weibliche Schraubverbinder 100 weist weibliche Buchsenkontakte auf und ist dazu ausgebildet und vorgesehen, entgegen einer Einsteckrichtung E so an den männlichen Schraubverbinder 200 gesteckt zu werden, dass die weiblichen Buchsenkontakte des weiblichen Schraubverbinders 100 männliche Buchsenkontakte des männlichen Schraubverbinders 200 elektrisch kontaktieren. Dabei wird ein Einsteckende 200E des männlichen Schraubverbinders 200 in ein Einsteckende 100E des weiblichen Schraubverbinders 100 eingesteckt und dort verschraubt. Zusammen bilden die beiden Schraubverbinder 100 und 200 eine Steck- bzw. Schraubverbindung eines Schraubsystems.
Jeder der Schraubverbinder 100 und 200 ist jeweils im Wesentlichen länglich ausgebildet und erstreckt sich parallel zur Einsteckrichtung E. Dabei weist jeder der Schraubverbinder 100 und 200 jeweils ein Einsteckende 100E und 200E auf, das im ineinander eingesteckten Zustand dem jeweils zugeordneten Schraubverbinder zugewandt ist. Jeder der Schraubverbinder 100 und 200 weist zudem ein seinem jeweiligen Einsteckende 100E und 200E jeweils gegenüberliegendes Kabelende 100K und 200K auf, das dazu ausgebildet und vorgesehen ist, an ein Kabel angeschlossen zu werden. So weist z.B. der weibliche Schraubverbinder 100 das Einsteckende 100E und das Kabelende 100K auf. Dabei sind das Einsteckende 100E und das Kabelende 100K an einander in Einsteckrichtung E gegenüberliegenden Enden des weiblichen Schraubverbinders 100 angeordnet. Gleiches gilt für den männlichen Schraubverbinder 200.
2 zeigt einen Querschnitt durch die Mitte der in 1 gezeigten Schraubverbinder 100 und 200. Die Kontaktierung der jeweiligen Schraubverbinder kann durch eine Steckbewegung in die mit einem Pfeil gekennzeichnete Einsteckrichtung E erfolgen. Dabei ist die Einsteckrichtung E als diejenige Richtung definiert, in die der weibliche Schraubverbinder 100 bewegt werden muss, um eine Steckverbindung mit dem männlichen Schraubverbinder 200 einzugehen. Die Einsteckrichtung E ist parallel zu einer nicht eingezeichneten Mittelachse der Schraubverbinder angeordnet. Die Einsteckrichtung E ist im Wesentlichen parallel zur Stromflussrichtung bei Stromfluss von einem Schraubverbinder zu einem mit dem Schraubverbinder verbundenen komplementären Schraubverbinder angeordnet.
Der weibliche Schraubverbinder 100 ist als ein weiblicher Schraubverbinder ausgebildet, das heißt, dass dieser Schraubverbinder weibliche Buchsenkontakte 110 aufweist. Der männliche Schraubverbinder 200 ist als männlicher Schraubverbinder ausgebildet, was bedeutet, dass der Schraubverbinder männliche Buchsenkontakte 210 aufweist. Die männlichen Buchsenkontakte 210 des männlichen Schraubverbinders 200 sind dazu ausgebildet und vorgesehen, so in die weiblichen Buchsenkontakte 110 des weiblichen Schraubverbinders 100 eingeführt und eingesteckt zu werden, dass jeweils ein männlicher Buchsenkontakt 210 in elektrischem Kontakt mit einem zugeordneten weiblichen Buchsenkontakt 110 steht. Der Kontakt kann durch eine mechanische und/oder eine elektrische Kontaktierung bereitgestellt werden.
Der weibliche Schraubverbinder 100 weist ein weibliches Schirmgehäuse 170 (vgl. dazu auch 5) und einen weiblichen Schraubring 160 (vgl. dazu auch die 7A und 7B) auf. Zusätzlich kann der weibliche Schraubverbinder 100, wie in 2 dargestellt, einen weiblichen Isolierkörper 120 (vgl. dazu auch 3), die weiblichen Buchsenkontakte 110, eine Außenhülse 180 sowie ein (nicht in den Figuren gezeigtes) Kabel aufweisen, an dem die weiblichen Buchsenkontakte 110 elektrisch angeschlossen sein können. Die einzelnen Bestandteile der Schraubverbinder können um das Kabel herum bis zur Außenhülle 180 verspritzt sein.
Der männliche Schraubverbinder 200 weist ein männliches Schirmgehäuse 270 (vgl. dazu auch 5) und einen männlichen Schraubring 260 (vgl. dazu auch die 8A und 8B) auf. Zusätzlich kann der männliche Schraubverbinder 100, wie in 2 dargestellt, einen männlichen Isolierkörper 220 (vgl. dazu auch 4), die männlichen Buchsenkontakte 210, eine Außenhülse 280 sowie ein (nicht in den Figuren gezeigtes) Kabel aufweisen, an dem die männlichen Buchsenkontakte 210 elektrisch angeschlossen sein können. Die einzelnen Bestandteile der Schraubverbinder können um das Kabel herum bis zur Außenhülle 280 verspritzt sein.
Wie ebenfalls aus der 2 ersichtlich, weist der weibliche Schraubverbinder 100 einen optionalen Dichtring 140 auf, der als O-Ring ausgebildet und in einer Aufnahme des weiblichen Schraubrings 160 angeordnet sein kann. Der Dichtring 140 dient zum Abdichten der Steckverbindung. Weiterhin weist der weibliche Schraubverbinder 100 auch noch einen optionalen Hemmring 150 auf, der vergrößert in 6 dargestellt ist und weiter unten näher beschrieben wird. Auch der männliche Schraubverbinder 200 kann einen entsprechenden Dichtring (in der Ausführungsform von 2 nicht enthalten) und/oder einen Hemmring 250 aufweisen.
Der weibliche Schraubverbinder 100 kann mehrere weibliche Buchsenkontakte 110 aufweisen, die jeweils mit einem Draht bzw. einer Litze eines nicht gezeigten Kabels verbunden sein können. Analog kann der männliche Schraubverbinder 200 mehrere männliche Buchsenkontakte 210 aufweisen, die jeweils mit Drähten bzw. Litzen eines Kabels elektrisch verbunden sein können.
Die in den 1 und 2 gezeigten Schraubverbinder sind als fünfpolige M12-Schraubverbinder ausgebildet. Solche M12-Schraubverbinder werden unter anderem zur Verbindung von industriellen Ethernet-Netzen verwendet. M12-Schraubverbinder sind unterschiedlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt, wie zum Beispiel Vibrationsbelastungen von angeschlossenen Industriemaschinen. Deswegen erfüllen M12-Schraubverbinder bevorzugt Zug- und Druckbelastungen. So weisen die Schraubverbinder unter anderem die Schraubringe 160 und 260 auf, um eine sichere Schraubverbindung zwischen dem männlichen Schraubverbinder und dem weiblichen Schraubverbinder bereitzustellen. Mechanisch stabilisiert und/oder unterstützt werden die Steckverbindungen weiterhin durch ein tiefes Eindringen der männlichen Buchsenkontakte 210 in die weiblichen Buchsenkontakte 110.
Die einzelnen Bauteile eines konventionellen Schraubverbinders sind in den folgenden 3 bis 8B näher beschrieben.
3 zeigt den weiblichen Isolierkörper 120 eines weiblichen Schraubverbinders 100. Der weibliche Isolierkörper 120 ist im Wesentlichen als massiver Zylinder ausgebildet, der entgegen der Einsteckrichtung E an seinem Einsteckende 120E in einer Stirnfläche 127 endet. Alternativ kann der weibliche Isolierkörper 120 auch eine andere im Wesentlichen massive, längliche Form aufweisen, z.B. mit einem quadratischen oder hexagonalen Querschnitt. Die Stirnfläche 127 ist im Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung E angeordnet und ausgebildet. An dem Längsende des weiblichen Isolierkörpers 120, das von der Stirnfläche 127 abgewandt ist, weist der weibliche Isolierkörper 120 ein Kabelende 120K auf, an dem die weiblichen Buchsenkontakte mit einem Kabel verbunden sein können. Die Stirnfläche 127 ist in einer Einsteckposition dem (nicht gezeigten) männlichen Schraubverbinder zugewandt.
Der weibliche Isolierkörper 120 weist einen Steckbereich 121 auf, der sich von der Stirnfläche 127 in etwa bis zur Mitte des Isolierkörpers 120 entgegen der Einsteckrichtung E erstrecken kann. Der Steckbereich 121 ist dazu ausgebildet und vorgesehen, in einer Steckverbindung in eine Öffnung 227 und in einen Steckbereich 221 des männlichen Isolierkörpers 220 eines männlichen Schraubverbinders eingeführt zu werden (vgl. auch 4). Der Steckbereich 121 ist im Wesentlichen in Form eines massiven Zylinders ausgebildet, dessen Zylinderachse parallel zur Einsteckrichtung E angeordnet ist. Der Steckbereich 121 weist an einer Stelle seiner Außenfläche eine Nut 126 auf, die im Zylindermantel des Steckbereichs 121 ausgebildet ist und parallel zur Einsteckrichtung E ausgebildet ist. Die Nut 126 ist dazu ausgebildet und vorgesehen, in einer Steckverbindung mit einem Vorsprung 226 des männlichen Isolierkörpers 220 zusammengeführt zu werden (vgl. 4). Die Nut 126, und der Vorsprung 226 dienen dazu, die Ausrichtung der männlichen und weiblichen Schraubverbinder zueinander eindeutig festzulegen, um eine sichere Kontaktierung zwischen einander jeweils zugeordneten männlichen und weiblichen Buchsenkontakten zu gewährleisten.
In der Stirnfläche 127 sind mehrere Einstecklöcher 123 ausgebildet. Hinter jedem der Einstecklöcher 123 ist im Inneren des Isolierkörpers 120 ein Hohlraum in Form eines Stabzylinders ausgebildet, innerhalb dessen jeweils ein weiblicher Buchsenkontakt 110 angeordnet ist (siehe auch 2).
An der der Stirnfläche 127 abgewandten Seite des Isolierkörpers 120 ist ein Anschlussbereich 122 ausgebildet, innerhalb dessen die Buchsenkontakte 110 mit Drähten eines Kabels elektrisch und mechanisch kontaktiert sein können. Im Übergangsbereich zwischen Steckbereich 121 und Anschlussbereich 122 ist an der Außenseite des weiblichen Isolierkörpers 120 eine Rasterung 124 ausgebildet. Die Rasterung 124 weist eine Mehrzahl Zähne und Vertiefungen auf, die zum Beispiel in einer Dreiecksform ausgebildet sein können. Die Rasterung 124 dient zur Hemmung einer Schraubsicherung der Steckverbindung, die näher in den folgenden Figuren beschrieben ist.
Die Rasterung 124, und insbesondere die Zähne der Rasterung 124 stehen radial von der Außenfläche des weiblichen Isolierkörpers 120 ab und dienen als Anschlag für den Dichtring 140, der um einen Teil des Steckbereichs 121 des weiblichen Isolierkörpers 120 gelegt ist. Der Dichtring 140 federt zum Einen die Steckverbindung zwischen zwei Schraubverbindern ab, zum Anderen kann der Dichtring 140 eine gewisse Feuchtigkeitsdichte der Steckverbindung gewährleisten, z.B. nach Schutzklasse IP67.
Der Anschlussbereich 122 ist im Wesentlichen als massiver Zylinder mit einem konstanten Außendurchmesser ausgebildet. Damit bildet der Anschlussbereich 122 ein Endstück des weiblichen Isolierkörpers 120 mit im Wesentlichen konstantem Außendurchmesser, auf das das Schirmgehäuse 170 (vgl. 5) aufgesetzt werden kann.
Der weibliche Isolierkörper 120 weist weiterhin eine Noppe 125 an seiner Außenfläche auf, die in eine Aussparung 172 des Schirmgehäuses 170 eingeführt werden kann und zur Ausrichtung des Schirmgehäuses 170 relativ zum weiblichen Isolierkörper 120 ausgebildet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Noppe 125 angrenzend zur Rasterung 124 am Anschlussbereich 122 ausgebildet, also am Endstück des weiblichen Isolierkörpers 120 mit konstantem Außendurchmesser.
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den männlichen Isolierkörper 220 des männlichen Schraubverbinders 200. Der männliche Isolierkörper 220 weist eine im Wesentlichen zylinderförmige Außenfläche auf, wobei die Zylinderachse parallel zur Einsteckrichtung E angeordnet ist. Alternativ kann der männliche Isolierkörper 220 auch eine andere im Wesentlichen längliche Form aufweisen, die komplementär zum weiblichen Isolierkörper ausgebildet ist, z.B. mit einem quadratischen oder hexagonalen Querschnitt.
Der männliche Isolierkörper 220 weist an seiner dem nicht gezeigten weiblichen Schraubverbinder 100 zugeordneten Ende die Öffnung 227 auf, die zur Aufnahme des in 3 gezeigten weiblichen Isolierkörpers 120 eines weiblichen Schraubverbinders 100 dient. Der männliche Isolierkörper 220 ist im Wesentlichen als länglicher Zylinder ausgebildet, der in Einsteckrichtung E an seinem Einsteckende 220E mit der Öffnung 227 endet. Das Einsteckende 220E ist im Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung E angeordnet und ausgebildet. An dem Längsende des männlichen Isolierkörpers 220, das von dem Einsteckende 220E abgewandt ist, weist der männliche Isolierkörper 220 ein Kabelende 220K auf, an dem die männlichen Buchsenkontakte mit einem Kabel verbunden sein können. Die Öffnung 227 ist in einer Einsteckposition dem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubverbinder 100 zugewandt.
In der Öffnung 227 sind mehrere parallel zur Einsteckrichtung E angeordnete männliche Buchsenkontakte 210 so angeordnet, dass jeweils ihr Einsteckende dem nicht gezeigten weiblichen Schraubverbinder 100 zugewandt ist.
Der männliche Isolierkörper 220 weist innerhalb der Öffnung 227 an einer Seite den Vorsprung 226 auf, der als Führungsnut ausgebildet sein kann, zur Führung und korrekten Orientierung der Nut 126 des weiblichen Isolierkörpers 120, die als ein entsprechendes komplementäres Gegenstück ausgebildet sein kann. Ein der Öffnung 227 zugewandter Teil des männlichen Isolierkörpers 220 ist als Steckbereich 221 ausgebildet, der im Wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet ist. Im Inneren des Steckbereichs 221 sind die männlichen Buchsenkontakte 210 angeordnet. Ein von der Öffnung 227 beabstandeter Teil des Isolierkörpers 210 ist als Anschlussbereich 222 ausgebildet und kann mechanisch und elektrisch mit Drähten eines nicht gezeigten Kabels verbunden sein. Im Inneren des männlichen Isolierkörpers 220 sind die männlichen Buchsenkontakte 210 parallel zueinander und parallel zur Einsteckrichtung E angeordnet (vgl. auch 2).
Im Wesentlichen in der Mitte des männlichem Isolierkörpers 220 ist an dessen Außenfläche entlang eines ringförmigen Bereiches eine Rasterung 224 ausgebildet. Die Rasterung 224 weist Zähne sowie dazwischen angeordnete abgeschrägte Einbuchtungen auf. Die Rasterung 224 dient, wie nachfolgend beschrieben, einer Hemmung einer Schraubbewegung des Schraubrings 260 und somit zum Sichern der Steckverbindung.
Der Anschlussbereich 222 ist im Wesentlichen als massiver Zylinder mit einem konstanten Außendurchmesser ausgebildet. Damit bildet der Anschlussbereich 222 ein Endstück des männlichen Isolierkörpers 220, auf den das Schirmgehäuse 270 (vgl. 5) aufgesetzt werden kann.
Der männliche Isolierkörper 220 weist weiterhin eine Noppe 225 an seiner Außenfläche auf, die in eine Aussparung 172 des Schirmgehäuses 270 eingeführt werden kann und zur Ausrichtung des Schirmgehäuses 270 relativ zum männlichen Isolierkörper 220 ausgebildet ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Noppe 225 angrenzend zur Rasterung 224 am Anschlussbereich 222 ausgebildet, also am Endstück des männlichen Isolierkörpers 220 mit konstantem Außendurchmesser.
5 zeigt ein Schirmgehäuse 170 für einen weiblichen Schraubverbinder 100. Ein entsprechendes Schirmgehäuse 270 für einen männlichen Schraubverbinder 200 kann baugleich ausgebildet sein. Das Schirmgehäuse 170 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, genauer im Wesentlichen als ein rohrförmiger Zylindermantel 174. Dabei ist der Zylindermantel 174 dazu ausgebildet und vorgesehen, die weiblichen bzw. männlichen Buchsenkontakte 110 bzw. 210 zumindest an ihrem Verkabelungsbereich 122 bzw. 222 und ggf. angeschlossene Drähte eines Kabels von außen elektrisch abzuschirmen. Das Schirmgehäuse 170 kann aus einem metallischen Material ausgebildet sein und den Schraubverbinder 100 bzw. 200 vor Interferenzen mit benachbarten Kabelleitungen o. Ä. abschirmen. Der Zylindermantel 174 weist im Wesentlichen über die gesamte Zylinderhöhe einen konstanten Innendurchmesser auf. Insbesondere weist das Schirmgehäuse 170 keinen verbreiterten oder verjüngten Schirmbereich auf, sondern ist im Wesentlichen als ein Stück Rohr ausgebildet und kann den Anschlussbereich 122 bzw. 222 radial nach außen abschirmen.
Das Schirmgehäuse 170 weist an einem Zylinderende einen Außenanschlag bzw. eine Schulter 171 auf, an dem der Zylindermantel nach außen eine im Wesentlichen ringförmige Verdickung bzw. Verbreiterung aufweist. Die Schulter 171 dient zum Anschlag des weiblichen bzw. männlichen Schraubrings 160 bzw. 260. Zur Bildung der Schulter 171 kann entweder zusätzliches Material vorgesehen sein, oder der Zylindermantel 174 leicht nach außen gebogen sein. Die Schulter 171 ist an dem Zylinderende des Schirmgehäuses 170 ausgebildet, das dem Einsteckende zugewandt ist und mit dem das Schirmgehäuse 170 voran auf das Endstück (also den Anschlussbereich 122) des weiblichen Isolierkörpers 120 gesteckt wird. Das Schirmgehäuse 270 wird ebenfalls mit der Schulter 171 voran auf den Anschlussbereich 222 des männlichen Isolierkörpers 220 gesteckt.
Die Schulter 171 umgibt den Zylindermantel beinahe vollumfänglich. An einer Position des Zylindermantels 174 ist in der Schulter 171 jedoch die Aussparung 172 ausgebildet, in die beim Zusammenbau des Schraubverbinders die Noppe 125 bzw. 225 des weiblichen bzw. männlichen Isolierkörpers 120 bzw. 220 eingebracht wird, respektive.
Im Zylindermantel 174 können weiterhin ein oder mehrere Löcher 173 ausgebildet sein, die beim Ansetzen eines Gießwerkzeugs entstehen können, also z.B. bei einem Zinndruckgussverfahren.
6 zeigt einen herkömmlichen Hemmring 150 für einen weiblichen Schraubverbinder 100. Ein entsprechender, z.B. baugleicher Hemmring 250 für einen männlichen Schraubverbinder ist nicht eigens in den Figuren dargestellt, kann jedoch bei einem männlichen Schraubverbinder Verwendung finden, siehe auch 2. Der Hemmring 150 ist als offener Ring mit einer Öffnung 153 ausgebildet. Die Ausdehnung des Hemmrings 150 in Einsteckrichtung entspricht in etwa der Breite der Rasterung 124 in Einsteckrichtung E. Der Hemmring 150 ist dazu ausgebildet und vorgesehen, die Rasterung 124 zu umfassen, so dass eine Rastnase 151 Eingriff in die Rasterung 124 erhält. Die Rastnase 151 weist im Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung E radial nach Innen hin zur Mittelachse des Schraubverbinders.
Über ein Befestigungselement 152 des Hemmrings 150 ist der Hemmring drehfest mit dem weiblichen Schraubring 160 verbindbar, siehe auch die 7A und 7B. Dazu weist der weibliche Schraubring 160 einen Befestigungseingriff 165 auf, in dem das in Einsteckrichtung E vom Hemmring 150 abstehende Befestigungselement 152 so eingreift, dass beim Verdrehen des weiblichen Schraubrings 160 automatisch auch der Hemmring 150 mit verdreht wird.
Der Hemmring 150 ist von seinem Durchmesser her so dimensioniert, dass er einerseits die Rasterung 124 von außen umgreift, und weiterhin so dimensioniert, dass er bequem, d.h. mit einem gewissen Spiel, in eine Führungsrinne 163 des weiblichen Schraubrings 160 passt, vgl. auch die 7B. Die Öffnung 153 des Hemmrings 150 gewährleistet dabei das Spiel für den Ringradius, um diese Dimensionierungsvoraussetzungen zu erfüllen und ein einfaches Einbringen des Hemmrings 150 in die Führungsrinne 163 zu ermöglichen.
Der Hemmring 150 weist weiterhin ein oder mehrere Verdickungen 154 auf, die einen verbesserten Sitz des Hemmrings 150 in der Führungsrinne 163 des weiblichen Schraubrings 160 gewährleisten. Der Hemmring 150 ist konventionell aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Hartplastik hergestellt.
In einer Einbauposition bzw. im montierten Zustand umgreift der Hemmring 150 den Isolierkörper von außen und ist so positioniert, dass eine Normale durch den Ringmittelpunkt parallel zur Einsteckrichtung E angeordnet ist.
Die 7A und 7B zeigen den weiblichen Schraubring 160 aus zwei unterschiedlichen Perspektiven. Der weibliche Schraubring 160 weist an einer Außenseite einen geriffelten Griffbereich 161 zum erleichterten Verschrauben der Steckverbindung auf. Der Schraubring 160 ist im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet, der an einem einsteckseitigen Ende eine Stecköffnung 162 aufweist, in die der männliche Schraubring 260 eines männlichen Schraubverbinders steckbar ist (vgl. auch 8A und 8B). Die Stecköffnung 162 ist so dimensioniert, dass zwischen einer Abschlusskante 164 des weiblichen Schraubrings 160 und der Außenfläche des Steckbereichs 121 des weiblichen Isolierkörpers 120 (siehe auch 3) ein zylindermantelförmiger Hohlraum zur Aufnahme des Steckbereichs 221 des Isolierkörpers 220 (vgl. auch 4) sowie eines Teils des männlichen Schraubrings 260 eines männlichen Schraubverbinders ausgebildet ist. In einem Teil der Abschlusskante 164 ist der Befestigungseingriff 165 so ausgebildet, dass er beim Verdrehen des weiblichen Schraubrings 160 das Befestigungselement 152 des Hemmrings 150 mitnimmt. Der Hemmring 150 ist in der Führungsrinne 163 angeordnet, die an der Innenseite des weiblichen Schraubrings 160 angrenzend an die Abschlusskante 164 ausgebildet ist. Die Schraubrichtung der Drehbewegung ist dabei kreisförmig um die Einsteckrichtung E herum angeordnet. Im Inneren des weiblichen Schraubrings 160 kann der Dichtring 140 angeordnet sein, was in den 7A und 7B nicht gezeigt ist.
An der Innenfläche des zylindermantelförmigen weiblichen Schraubrings 160 ist ein Innengewinde 166 ausgebildet, in das ein Außengewinde 266 des männlichen Schraubrings 260 eingeschraubt werden kann.
Die 8A und 8B zeigen den männlichen Schraubring 260 des männlichen Schraubverbinders 200 sowie den Sitz eines entsprechenden Hemmrings 250 in einer Führungsrinne 263 des männlichen Schraubrings 260. Ähnlich zum weiblichen Schraubring 160 des weiblichen Schraubverbinders 100 weist auch der männliche Schraubring 260 des männlichen Schraubverbinders 200 einen geriffelten Griffbereich 261, ein Einsteckende 262, eine Führungsrinne 263 für den Hemmring 250, eine Abschlusskante 264 zum Anschlag des Hemmrings 250 sowie einen Befestigungseingriff 265 auf. Dabei entsprechen sich die jeweiligen Funktionen und Dimensionierungen der Bauteile der männlichen und weiblichen Schraubverbinder einander.
Die Schraubringe 160 und 260 sind verdrehbar um den Isolierkörper 120 bzw. 220 gelagert, so dass jeweils die Griffbereiche 161 und 261 an der Außenfläche des Schraubverbinders angeordnet sind.
Um eine Schraubbewegung des weiblichen Schraubrings 160 um den weiblichen Isolierkörper 120 herum zu ermöglichen, umfasst der weibliche Schraubring 160 den weiblichen Isolierkörper 120 lose, also mit einem Spiel zwischen Schraubring 160 und Isolierkörper 120. An dem Ende des weiblichen Schraubkörpers 160, das dem Einsteckende 100E des weiblichen Schraubverbinders 100 abgewandt ist, also „hinten“, weist der weibliche Schraubring 160 einen Innenanschlag 167 auf (vgl. 2). Der Innenanschlag 167 kann als Teilstück des weiblichen Schraubrings 160 mit verkleinertem Innendurchmesser ausgebildet sein.
Genauso kann der männliche Schraubring 260 den männlichen Isolierkörper 220 lose umfassen, also mit einem Spiel zwischen Schraubring 160 und Isolierkörper 120, um eine Schraubbewegung des männlichen Schraubrings 260 um den männlichen Isolierkörper 220 herum zu ermöglichen. An dem Ende des männlichen Schraubrings 260, das dem Einsteckende 200E des männlichen Schraubverbinders 200 abgewandt ist, also „hinten“, weist der männliche Schraubring 260 einen Innenanschlag 267 auf (vgl. 2). Der Innenanschlag 267 kann als Teilstück des männlichen Schraubrings 260 mit verkleinertem Innendurchmesser ausgebildet sein.
Die Innenanschläge 167 und 267 können ein Herausrutschen der Isolierkörper 120 bzw. 220 aus dem zugeordneten Schraubring 160 bzw. 260 verhindern.
Dazu schlägt der Innenanschlag 167 des in 2 gezeigten weiblichen Schraubverbinders 100 mit Schirmgehäuse 170 am Außenanschlag 171 des Schirmgehäuses 170 an (vgl. 2 rechts unten). Der Innenanschlag 267 des zweiten männlichen Schraubverbinders 200 mit Schirmgehäuse 270 schlägt am Außenanschlag 171 des Schirmgehäuses 270 an (vgl. 2 links unten).
Der Hemmring 150 und der Hemmring 250 stellen in Zusammenwirkung mit der Rasterung 124 und 224 sowie dem Schraubring 160 und 260 eine Hemmung der Schraubverbindung zwischen dem weiblichen Schraubverbinder 100 und dem männlichen Schraubverbinder 200 bereit.
Der Isolierkörper 120 und/oder 220 isoliert die einzelnen Buchsenkontakte 110 bzw. 210 gegeneinander elektrisch und kann aus einem elastischen Vergussmaterial bestehen, das neben der Rastwirkung auch eine Reibung gegen ein Aufdrehen der Schraubverbindung bereitstellt. Die Hemmung hemmt dabei zumindest ein Verschrauben des jeweiligen Schraubrings in Aufdrehrichtung. In Zudrehrichtung muss die Hemmung nicht unbedingt gegeben sein, kann aber ebenfalls zumindest teilweise ein Zudrehen des jeweiligen Schraubrings hemmen. Durch die Hemmung wird ein Aufdrehen der Schraubsicherung der Steckverbindung, zum Beispiel bei Vibrationsbelastung durch Industriemaschinen o. Ä. gehemmt und/oder verhindert. Die Hemmung ist dabei nicht permanent sondern lösbar ausgebildet und erlaubt ein beabsichtigtes Aufdrehen der Schraubverbindung.
Die 9A bis 9D zeigen in vier verschiedenen perspektivischen Ansichten einen erfindungsgemäßen weiblichen Schirmkontaktring 130 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Ähnlich wie der oben beschriebene konventionelle Hemmring 150 ist auch der Schirmkontaktring 130 als offener Ring ausgebildet und weist somit eine Öffnung 137, einen ersten Endabschnitt 139a, einen zweiten Endabschnitt 139b und einen mittleren Abschnitt 138 auf. Am ersten Endabschnitt 139a weist der weibliche Schirmkontaktring 130 ein erstes weibliches Kontakt- bzw. Federelement 132 auf, welches ausgelegt und vorgesehen ist, in einer Einbauposition bzw. im montierten Zustand des weiblichen Schraubverbinders 100 das weibliche Schirmgehäuse 174, insbesondere an oder unmittelbar neben der Schulter 171 des weiblichen Schirmgehäuses 174, zu kontaktieren. Am mittleren Abschnitt 138 weist der weibliche Schirmkontaktring 130 ein Befestigungselement 134 auf, welches in seiner grundsätzlichen Funktion dem Befestigungselement 152 des oben beschriebenen herkömmlichen Hemmrings 150 entspricht, d.h. es ist ausgelegt und vorgesehen, den weiblichen Schirmkontaktring 130 drehfest mit dem weiblichen Schraubring 160 zu verbinden. Im Vergleich zum Befestigungselement 152 des herkömmlichen Hemmrings 150 weist das Befestigungselement 134 des erfindungsgemäßen Schirmkontaktrings 130 jedoch zwei Befestigungsnasen 134a und 134b sowie ein zweites weibliches Kontakt- bzw. Federelement 134c auf. Die zwei Befestigungsnasen 134a und 134b sind ausgelegt und vorgesehen, mit dem Befestigungseingriff 165 des weiblichen Schraubrings 160 (siehe die 7A und 7B) in Eingriff gebracht zu werden. Das zweite weibliche Federelement 134c, welches als Vorsprung oder Zunge ausgebildet ist und sich in radialer Richtung zum Inneren des Schirmkontaktelements 130, d.h. in Richtung der Öffnung 137 und/oder in Richtung des mittleren Abschnitts 138 des Schirmkontaktelements 130, erstreckt, ist ausgelegt und vorgesehen, in einer Einbauposition bzw. im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse 170 zu kontaktieren. Da sich der weibliche Schirmkontaktring 130 mit dem weiblichen Schraubring 160 mitdreht, sind das erste und zweite Federelement 132, 136 jeweils als Schleifkontakt ausgebildet. Vorteilhafterweise bewirkt die bei einer Drehung entstehende Reibung dieser Schleifkontakte, dass sich die Schraubverbindung z.B. bei Vibrationen nicht so leicht löst und sorgt somit für eine erhöhte Stabilität und Robustheit. Damit eine elektrische Kontaktierung zwischen dem weiblichen Schraubring 160 und dem weiblichen Schirmgehäuse 170 erfolgen kann, ist der Schirmkontaktring 130 vollständig oder zumindest teilweise aus leitfähigem Material, insbesondere Metall, gefertigt oder ausgebildet. Das leitfähige Material kann insbesondere eine Kupferlegierung sein, welche vorzugsweise eine Oberflächenbeschichtung, beispielsweise aus Zinn, Nickel, Silber und/oder Gold aufweist. Am zweiten Endabschnitt 139b weist der weibliche Schirmkontaktring 130 ein drittes weibliches Federelement 136 auf, welches auf Grund seiner Funktion auch als weibliches Hemmelement bezeichnet wird. Das weibliche Hemmelement 136 ist ausgelegt und vorgesehen, im montierten Zustand in eine Rasterung des weiblichen Schirmgehäuses 170 (hier nicht explizit gezeigt) oder in eine Rasterung 124 des weiblichen Isolierkörpers 124 einzugreifen, um eine Hemmung, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem herkömmlichen Hemmring 150 beschrieben, zu erreichen. Der weibliche Schirmkontaktring 130 weist somit neben seiner Funktion als elektrisches Kontaktelement zwischen dem weiblichen Schraubring 160 und dem weiblichen Schirmgehäuse 170 vorteilhafterweise zusätzlich die Funktion eines Hemmrings auf. Der erfindungsgemäße weibliche Schirmkontaktring 130 kann somit den herkömmlichen Hemmring 150 ersetzen und sorgt darüber hinaus für eine verbesserte Schirmwirkung des Schraubverbinders.
Wie vor allem aus der 9C ersichtlich ist, ist der weibliche Schirmkontaktring 130 derart ausgebildet, dass das erste weibliche Federelement 132 und das weibliche Hemmelement 136 in einer axialen Richtung des weiblichen Schirmkontaktelements 130, welche im montierten Zustand der Einsteckrichtung E entspricht, um einen Abstand d versetzt zueinander angeordnet sind. Sowohl das erste weibliche Federelement 132 als auch das weibliche Hemmelement 136 sind dazu als eine Verjüngung des weiblichen Schirmkontaktelements 130 ausgebildet. Auf diese Weise kann die doppelte Funktionalität des Schirmkontaktrings 130, nämlich eine elektrischen Kontaktierung des weiblichen Schraubrings 160 mit dem weiblichen Schirmgehäuse 170 einerseits und eine Hemmung des weiblichen Schraubrings 160 andererseits, erreicht werden.
10 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Anordnung des weiblichen Schirmkontaktrings 130 der 9A bis 9D im Inneren eines weiblichen Schraubrings 160. Insbesondere ist der weibliche Schirmkontaktring 130 in analoger Weise wie der bereits oben beschriebene Hemmring 150 eines konventionellen Schraubverbinders im weiblichen Schraubring 160 angeordnet. Die beiden Befestigungsnasen 134a und 134b des Befestigungselements 134 greifen in den Befestigungseingriff 165 des weiblichen Schraubrings 160 ein und bewirken somit eine drehfeste Verbindung des weiblichen Schirmkontaktelements 130 mit dem weiblichen Schraubring 160.
Die 11A bis 11C zeigen in drei verschiedenen perspektivischen Ansichten eine Anordnung des weiblichen Schirmkontaktrings 130 der 9A bis 9D an einem weiblichen Isolierkörper 120 und dem weiblichen Schirmgehäuse 170. Der weibliche Schraubring 160, in dem der Schirmkontaktring 130 gemäß 10 im montierten Zustand angeordnet ist, wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit in den 11 A bis 11C weggelassen. Zusätzlich ist in den 11 A bis 11C aber jeweils ein optionaler Dichtring 140 erkennbar.
Wie aus den 11A bis 11C ersichtlich ist, greift im montierten Zustand das weibliche Hemmelement 136 in die Rasterung 124 des weiblichen Isolierkörpers 120 ein und bewirkt dadurch eine Hemmung einer Aufdrehbewegung des (in den 11A bis 11C nicht gezeigten) weiblichen Schraubrings 160. Weiter ist ersichtlich, dass die zweite weibliche Feder 134c des weiblichen Befestigungselements 134 wie auch die erste weibliche Feder 132 jeweils das weibliche Schirmgehäuse 170 berühren bzw. kontaktieren. Mittels des weiblichen Schirmkontaktrings 130 sind somit das weibliche Schirmgehäuse 170 und der (in den 11A bis 11C nicht gezeigte) weibliche Schraubring 160 elektrisch miteinander verbunden, was eine verbesserte Schirmwirkung bewirkt. Aus der 11C ist insbesondere erkennbar, dass das erste weibliche Federelement 132 das weibliche Schirmgehäuse 170 an oder unmittelbar neben der Schulter 171 kontaktiert.
Der weibliche Schirmkontaktring 130 ist von seinem Durchmesser her so dimensioniert, dass er einerseits die Rasterung 124 von außen umgreift, und weiterhin so dimensioniert, dass er bequem, d.h. mit einem gewissen Spiel, in eine Führungsrinne 163 des weiblichen Schraubrings 160 passt, vgl. auch die 7B. Die Öffnung 137 des weiblichen Schirmkontaktrings 130 gewährleistet dabei das Spiel für den Ringradius, um diese Dimensionierungsvoraussetzungen zu erfüllen und ein einfaches Einbringen des weiblichen Schirmkontaktrings 130 in die Führungsrinne 163 zu ermöglichen.
12a zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen männlichen Schirmkontaktring 230 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie auch weibliche Schirmkontaktring 130 ist auch der männliche Schirmkontaktring 230 als offener Ring mit einer Öffnung 237, einem mittleren Abschnitt 238, einem ersten Endabschnitt 239a und einem zweiten Endabschnitt 239b ausgebildet.
Der männliche Schirmkontaktring 230 ist analog zum weiblichen Schirmkontaktring 130 ausgelegt und dafür vorgesehen, im montierten Zustand mit dem männlichen Schraubring 260 drehfest verbunden zu sein. Zu diesem Zweck weist der männliche Schirmkontaktring 230 am mittleren Abschnitt 238 ein Befestigungselement 234 auf, welches im montierten Zustand in den Befestigungseingriff 265 des männlichen Schraubrings 260 (siehe 8A) eingreift. Ferner weist der männliche Schirmkontaktring am ersten Endabschnitt 239a ein erstes männliches Federelement 232 zum elektrischen Kontaktieren des männlichen Schirmelements 270 und am zweiten Endabschnitt 239b ein männliches Hemmelement 236 zum Hemmen einer Aufdrehbewegung des männlichen Schraubrings 260 (in 12a nicht gezeigt) auf. Das männliche Hemmelement 236 ist analog zum weiblichen Hemmelement 136 als Federelement ausgebildet. Das erste männliche Federelement 232 weist im Wesentlichen die gesamte Breite des männlichen Schirmkontaktrings 230 auf, während das männliche Hemmelement 236 als Verjüngung ausgebildet ist.
12b zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Anordnung des männlichen Schirmkontaktrings 230 aus 12a an einem männlichen Isolierkörper 220 und einem männlichen Schirmgehäuse 270. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der 12b der männliche Schraubring 260, mit welchem der männliche Schirmkontaktring 230 im montierten Zustand drehfest verbunden ist (vergleiche die 8A und 8B) weggelassen. Wie aus 12B ersichtlich, greift im montierten Zustand das männliche Hemmelement 236 in die Rasterung 224 des männlichen Isolierelements 220 ein. Das erste männliche Federelement 232 kontaktiert die Schulter 271 des männlichen Schirmgehäuses 270.
Der männliche Schirmkontaktring 230 ist von seinem Durchmesser her so dimensioniert, dass er einerseits die Rasterung 224 von außen umgreift, und weiterhin so dimensioniert, dass er bequem, d.h. mit einem gewissen Spiel, in eine Führungsrinne 263 des männlichen Schraubrings 260 passt, vgl. auch die 8B. Die Öffnung 237 des männlichen Schirmkontaktrings 230 gewährleistet dabei das Spiel für den Ringradius, um diese Dimensionierungsvoraussetzungen zu erfüllen und ein einfaches Einbringen des männlichen Schirmkontaktrings 230 in die Führungsrinne 263 zu ermöglichen.
Der männliche Schirmkontaktring 230 kann ein zweites männliches Federelement aufweisen (in den Figuren nicht gezeigt), welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse 270 kontaktiert. Insbesondere kann ein solches zweites männliches Federelement Bestandteil des Befestigungselements 234 des männlichen Schirmkontaktrings 230 sein.
13 zeigt ein erfindungsgemäßes Schraubsystem 300 mit einem erfindungsgemäßen weiblichen Schraubverbinder 100 und einem erfindungsgemäßen männlichen Schraubverbinder 200 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Der weibliche Schraubverbinder 100 weist einen weiblichen Schraubring 160, ein weibliches Schirmgehäuse 170 und einen weibliche Schirmkontaktring 130 auf. Der männliche Schraubverbinder 200 weist einen männlichen Schraubring 260, ein männliches Schirmgehäuse 270 und einen männlichen Schirmkontaktring 230 auf. Das weibliche und männliche Schirmgehäuse 170, 270 können dabei baugleich ausgebildet sein. Die Schraubringe 160 und 260 sind in der 13 jeweils transparent dargestellt, so dass auch die im Inneren der jeweiligen Schraubringe angeordneten Schirmkontaktringe 130 und 230 zu sehen sind.
Bezugszeichenliste

100: Weiblicher Steckverbinder
100E: Einsteckende des weiblichen Steckverbinders
100K: Kabelende des weiblichen Steckverbinders
110: Weiblicher Buchsenkontakt
120: Weiblicher Isolierkörper
120E: Einsteckende des weiblichen Isolierkörpers
120K: Kabelende des weiblichen Isolierkörpers
121: Steckbereich
122: Anschlussbereich
123: Einsteckloch
124: Rasterung
125: Noppe
126: Nut
127: Stirnfläche
130: Weiblicher Schirmkontaktring
132: Erstes weibliches Federelement
134: Befestigungselement
134a: Befestigungsnase
134b: Befestigungsnase
134c: Zweites weibliches Federelement / Zunge
136: Drittes weibliches Federelement / weibliches Hemmelement
137: Öffnung
138: Mittlerer Abschnitt
139a: Erster Endabschnitt
139b: Zweiter Endabschnitt
140: Dichtring
150: Hemmring
151: Rastnase
152: Befestigungselement / Befestigungsnase
153: Öffnung
154: Verdickung
160: Weiblicher Schraubring
161: Griffbereich
162: Stecköffnung
163: Führungsrinne
164: Abschlusskante
165: Befestigungseingriff
166: Innengewinde
167: Innenanschlag
170: Schirmgehäuse
171: Außenanschlag / Schulter
172: Aussparung
173: Loch
174: Zylindermantel
180: Außenhülse
200: männlicher Steckverbinder
200E: Einsteckende des männlichen Steckverbinders
200K: Kabelende des weiblichen Steckverbinders
210: Männlicher Buchsenkontakt
220: Männlicher Isolierkörper
220E: Einsteckende des männlichen Isolierkörpers
220K: Kabelende des männlichen Isolierkörpers
221: Steckbereich
222: Anschlussbereich
224: Rasterung
225: Noppe
226: Vorsprung / Feder
227: Öffnung
228: Außenanschlag
230: Männlicher Schirmkontaktring
232: Erstes männliches Federelement
234: Befestigungselement
236: Männliches Hemmelement
237: Öffnung
238: Mittlerer Abschnitt
239a: Erster Endabschnitt
239b: Zweiter Endabschnitt
250: Hemmring
260: Männlicher Schraubring
261: Griffbereich
262: Einsteckende
263: Führungsrinne
264: Abschlusskante
265: Befestigungseingriff
266: Außengewinde
267: Innenanschlag
270: Schirmgehäuse
271: Außenanschlag / Schulter
280: Außenhülse
300: Schraubsystem / Stecksystem
E: Einsteckrichtung
d: Abstand

Claims

Schraubsystem (300) mit einem weiblichen Schraubverbinder (100) und einem männlichen Schraubverbinder (200), welche zusammenschraubbar sind, wobei der weibliche Schraubverbinder (100) aufweist: - einen weiblichen Schraubring (160) mit einem einsteckseitigen Ende, in das ein männlicher Schraubring (260) des männlichen Schraubverbinders (200) einschraubbar ist, und - ein weibliches Schirmgehäuse (170) zum zumindest teilweise Abschirmen des weiblichen Schraubverbinders (100); wobei der männliche Schraubverbinder (200) aufweist: - den männlichen Schraubring (260) mit einem einsteckseitigen Ende, das in das einsteckseitige Ende des weiblichen Schraubrings (160) einschraubbar ist, und - ein männliches Schirmgehäuse (270) zum zumindest teilweise Abschirmen des männlichen Schraubverbinders (200); dadurch gekennzeichnet, dass der weibliche Schraubverbinder (100) einen weiblichen Schirmkontaktring (130) aufweist, welcher in einem montierten Zustand den weiblichen Schraubring (160) und das weibliche Schirmgehäuse (170) elektrisch miteinander verbindet, und/oder der männliche Schraubverbinder (100) einen männlichen Schirmkontaktring (230) aufweist, welcher im montierten Zustand den männlichen Schraubring (260) und das männliche Schirmgehäuse (270) elektrisch miteinander verbindet, wobei der weibliche Schraubring (160) einen Befestigungseingriff (165) und der weibliche Schirmkontaktring (130) ein Befestigungselement (134) aufweist, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff (165) des weiblichen Schraubrings (160) angeordnet ist, und/oder wobei der männliche Schraubring (260) einen Befestigungseingriff (265) und der männliche Schirmkontaktring (230) ein Befestigungselement (234) aufweist, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff (265) des männlichen Schraubrings (260) angeordnet ist, wobei der weibliche Schirmkontaktring (130) ein weibliches Federelement (134c) aufweist, welches im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse (170) kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements (134) des weiblichen Schirmkontaktrings (130) ist, und/oder wobei der männliche Schirmkontaktring (230) ein männliches Federelement aufweist, welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse (270) kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements (234) des männlichen Schirmkontaktrings (230) ist.
Schraubsystem (300) nach Anspruch 1, wobei der weibliche Schirmkontaktring (130) im montierten Zustand in einer Führungsrinne (163) des weiblichen Schraubrings (160) angeordnet ist und/oder der männliche Schirmkontaktring (230) im montierten Zustand in einer Führungsrinne (263) des männlichen Schraubrings (260) angeordnet ist.
Schraubsystem (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der weibliche Schirmkontaktring (130) zumindest ein weiteres weibliches Federelement (132) aufweist, welches im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse (170) kontaktiert und/oder der männliche Schirmkontaktring (230) zumindest ein weiteres männliches Federelement (232) aufweist, welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse (270) kontaktiert.
Schraubsystem (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das weibliche Schirmgehäuse (170) eine Rasterung an einer Außenfläche des weiblichen Schirmgehäuses (170) aufweist und der weibliche Schirmkontaktring (130) ein weibliches Hemmelement (136) aufweist, welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung des weiblichen Schirmgehäuses (170) ist, und/oder wobei das männliche Schirmgehäuse (270) eine Rasterung an einer Außenfläche des männlichen Schirmgehäuses (270) aufweist und der männliche Schirmkontaktring (230) ein männliches Hemmelement (236) aufweist, welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung des männlichen Schirmgehäuses (270) ist.
Schraubsystem (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der weibliche Schraubverbinder (100) ferner aufweist: - einen weiblichen Isolierkörper (120), der im Inneren des weiblichen Schraubrings (160) anordenbar ist und der entlang einer Einsteckrichtung (E) in einen männlichen Isolierkörper (220) des männlichen Schraubverbinders (200) einsteckbar ist; und wobei der männliche Schraubverbinder (200) ferner aufweist: - den männlichen Isolierkörper (220), der im Inneren des männlichen Schraubrings (260) anordenbar ist und in den der weibliche Isolierkörper (120) entlang der Einsteckrichtung (E) einsteckbar ist, wobei der weibliche Isolierkörper (120) eine Rasterung (124) an seiner Außenfläche aufweist und der weibliche Schirmkontaktring (130) ein weibliches Hemmelement (136) aufweist, welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung (124) des weiblichen Isolierkörpers (120) ist; und/oder wobei der männliche Isolierkörper (270) eine Rasterung (224) an seiner Außenfläche aufweist und der männliche Schirmkontaktring (230) ein männliches Hemmelement (236) aufweist, welches im montierten Zustand im Eingriff mit der Rasterung (224) des männlichen Isolierkörpers (270) ist.
Schraubsystem (300) nach Anspruch 4 oder 5 in Kombination mit Anspruch 3, wobei der weibliche Schirmkontaktring (130) als offener Ring mit einem ersten und zweiten Endabschnitt (139a, 139b) ausgebildet ist, wobei das weitere weibliche Federelement (132) an dem ersten Endabschnitt (139a) des weiblichen Schirmkontaktrings (130) und das weibliche Hemmelement (136) an dem zweiten Endabschnitt (139b) des weiblichen Schirmkontaktrings (130) ausgebildet ist; und/oder wobei der männliche Schirmkontaktring (230) als offener Ring mit einem ersten und zweiten Endabschnitt (239a, 239b) ausgebildet ist, wobei das weitere männliche Federelement (232) an dem ersten Endabschnitt (239a) des männlichen Schirmkontaktrings (230) und das männliche Hemmelement (236) an dem zweiten Endabschnitt (239b) des männlichen Schirmkontaktrings (230) ausgebildet ist.
Schraubsystem (300) nach Anspruch 6, wobei das weitere weibliche Federelement (132) und das weibliche Hemmelement (136) jeweils als eine Verjüngung des weiblichen Schirmkontaktrings (130) ausgebildet sind und wobei das weitere weibliche Federelement (132) bezüglich des weiblichen Hemmelements (136) entlang einer axialen Richtung des weiblichen Schirmkontaktrings (130) versetzt ist; und/oder wobei das männliche Hemmelement (236) als eine Verjüngung des männlichen Schirmkontaktrings (230) ausgebildet ist.
Weiblicher Schraubverbinder (100) für ein Schraubsystem (300), aufweisend: - einen weiblichen Schraubring (160) mit einem einsteckseitigen Ende, in das ein männlicher Schraubring (260) eines männlichen Schraubverbinders (200) des Schraubsystems (300) einschraubbar ist, und - ein weibliches Schirmgehäuse (170) zum zumindest teilweise Abschirmen des weiblichen Schraubverbinders (100), dadurch gekennzeichnet, dass der weibliche Schraubverbinder (100) einen weiblichen Schirmkontaktring (130) aufweist, welcher in einem montierten Zustand den weiblichen Schraubring (160) und das weibliche Schirmgehäuse (170) elektrisch miteinander verbindet, wobei der weibliche Schraubring (160) einen Befestigungseingriff (165) und der weibliche Schirmkontaktring (130) ein Befestigungselement (134) aufweist, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff (165) des weiblichen Schraubrings (160) angeordnet ist, und wobei der weibliche Schirmkontaktring (130) ein weibliches Federelement (134c) aufweist, welches im montierten Zustand das weibliche Schirmgehäuse (170) kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements (134) des weiblichen Schirmkontaktrings (130) ist.
Männlicher Schraubverbinder (200) für ein Schraubsystem (300), aufweisend: - einen männlichen Schraubring (260) mit einem einsteckseitigen Ende, das in einen weiblichen Schraubring (160) eines weiblichen Schraubverbinders (100) des Schraubsystems (300) einschraubbar ist, und - ein männliches Schirmgehäuse (270) zum zumindest teilweise Abschirmen des männlichen Schraubverbinders (200), dadurch gekennzeichnet, dass der männliche Schraubverbinder (200) einen männlichen Schirmkontaktring (230) aufweist, welcher in einem montierten Zustand den männlichen Schraubring (260) und das männliche Schirmgehäuse (270) elektrisch miteinander verbindet, wobei der männliche Schraubring (260) einen Befestigungseingriff (265) und der männliche Schirmkontaktring (230) ein Befestigungselement (234) aufweist, welches im montierten Zustand in dem Befestigungseingriff (265) des männlichen Schraubrings (260) angeordnet ist, und wobei der männliche Schirmkontaktring (230) ein männliches Federelement aufweist, welches im montierten Zustand das männliche Schirmgehäuse (270) kontaktiert und Bestandteil des Befestigungselements (234) des männlichen Schirmkontaktrings (230) ist.
Verfahren zum Herstellen eines Schraubverbinders (100; 200) für ein Schraubsystem (300), umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Schraubrings (160; 260) mit einer Führungsrinne (163; 263), einem Befestigungseingriff (165; 265) und mit einem einsteckseitigen Ende, das in einen komplementären Schraubring (260; 160) eines komplementären Schraubverbinders (200; 100) des Schraubsystems (300) einschraubbar ist, - Bereitstellen eines Schirmgehäuses (170; 270) zum zumindest teilweise Abschirmen des Schraubverbinders (100; 200), - Bereitstellen eines Schirmkontaktrings (130; 230), der ein Befestigungselement (134; 234) mit einem Federelement (134c) aufweist, - Anordnen des Schirmkontaktrings (130; 230) in der Führungsrinne (163; 263) des Schraubrings (160; 260), wobei das Befestigungselement (134; 234) in dem Befestigungseingriff (165; 265) des Schraubrings (160; 260) angeordnet wird, und - Anordnen des Schraubrings (160; 260) auf dem Schirmgehäuse (170; 270), wobei das Federelement (134c) des Schirmkontaktrings (130; 230) das Schirmgehäuse (170; 270) kontaktiert, womit der Schraubring (160; 260) und das Schirmgehäuse elektrisch miteinander verbunden sind.