DE2038755C3 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Solche, auch als Kupplungen bezeichneten Steckverbinder werden in vielfältigen Ausführungen mit Abdichtungen hergestellt, um sie bei bestimmungsgemäßer Verwendung gegen schädliche Umgebungseinflüsse zu schützen.

Typische schädliche Einflüsse entstehen durch Feuchtigkeit, Salz, Sand, Staub, Flüssigkeiten und Dampf. Um diese und andere Einflüsse daran zu hindern, durch Steckverbinder von einem Teil eines Gerätes in den anderen zu gelangen, werden Dichtungen gebraucht, um die notwendige Isolation zu erreichen. Herkömmliehe Zwischenabdichtungen werden primär durch Teile, die von den Preßkräften beim Zusammenstecken der Steckerhälften zusammengedrückt werden, erzeugt. Typische Dichtungen enthalten Dichtungsscheiben, während andere Arten vorspringende Oberflächen gebrauchen, die beim Zusammenstecken der Steckerhälften eine dichtende Kraft ausüben. Die letztere Methode der vorspringenden Oberflächen als Dichtung ist im allgemeinen die zuverlässigste der Dichtungsarten und dichtet nach dem gleichen Prinzip, wie ein Kork in der Flasche.

Bei einem aus dem DE-GM 18 69 451 bekannten Steckverbinder von im Querschnitt runder Bauart, enthält jede Kupplungshälfte ein Gehäuse, das einen Stopfen aus elastischem Material umschließt. Der Stopfen weist Bohrungen auf, welche die Slickerstifte in bzw. die Steckbuchsen enthalten, an denen entsprechende Kabel angeschlossen werden können. Jede der Kupplungshälften enthält weiterhin mit entsprechenden Bohrungen versehene Druckplatten, die an die Enden des zugehörigen Stopfens grenzen, und Mittel zum ,5 Zusammenpressen der Druckplatten der Art, daß der Stopfen komprimiert wird und sich dichtend gegen das Gehäuse und die Steckerstifte bzw. die Steckerbuchsen legt. Die Kupplung enthält ferner einen zweiten Stopfen, der am vorderen Ende der Stifte bzw. Buchsen einer der Kupplungshälften angeordnet ist Die Kupplungshälften sind außerdem mit ineinander eingreifenden Verriegelungselementen versehen, durch die sie derart miteinander verbunden werden können, daß · der zweite Stopfen komprimiert wird und dabei eine zusätzliche Dichtung am vorderen Ende der miteinander in Eingriff kommenden Stifte bzw. Buchsen ergibt.

Ein anderer mit Abdichtungen gegen äußere Einflüsse versehener Steckverbinder ist aus der GB-PS 9 15 528 bekannt Dieser besteht ebenfalls aus zwei Kupplungs- m hälften, von denen eine als Buchsenteil und die andere als Steckerteil aasgebildet ist Die Stiftkontakte des Steckerteiles lagern in Bohrungen eines Isolierteiles, an dessen vorderer Stirnseite jeweils das mit dem komplementären Buchsenteil in Eingriff bringbare Ende des Stiftkontaktes hervorsteht Diese freien Kontaktenden sind von einem Kragen des Isolierteiles umgeben. Auf der zum Buchsenteil weisenden Vorderseite des Isolierteiles ist eine von den Kontaktenden durchdrungene Dichtungsplatte angeordnet die das Kupplungsinnere von der Steckseite her gegen äußere Einflüsse schützt, während die rückwärtige Anschlußseite von auf den Anschlußdrähten sitzenden Muffen abgedichtet wird, die von hinten unter Druck in die Kontaktstiftaufnahmen eingepreßt sind.

Die Buchsenkontakte des anderen Buchsenteiles weisen rückwärtig die gleiche, mittels Muffen vorgenommene Abdichtung auf, während die vordere Abdichtung bei hergestellter Verbindung der Kupplungshälften durchrdie Dichtungsplatte des Steckerteiles ■ϊο erfolgt Um den Dichtungseffekt an der Nahtstelle zwischen beiden Kupplungshälften zu vergrößern, ist außerdem eine weitere, rohrförmige Dichtung vorgesehen, die offenbar auf dem Isolierkörper des Buchsenteiles sitzt und bei miteinander verbundenen Kupplungs-V) hälften in eine entsprechende Ausnehmung auf der Innenseite des Steckerteilkragens eingreift.

Die Abdichtung der bekannten Steckverbinder dieser Art ist in manchen Anwendungsfällen jedoch nicht zufriedenstellend. Dies gilt insbesondere, wenn die bo Dichtigkeit über eine große Länge aufrechterhalten bleiben soll; wobei mit der Länge der Abstand zwischen ineinandergreifenden Flächen gemeint ist Während normale Steckverbinder für Kabelanschlüsse an Gehäusen, Wänden oder andere Stecker durch ihre Kuppen lungsteile im geschlossenen Zustand gehalten werden, müssen Steckverbinder für Gestelle und Schalttafeln in einer viel weiteren räumlichen Spanne funktionieren. Die große räumliche Spanne wird verursacht, weil die

eine Hälfte des Steckverbinders in einem Einschubgestell montiert wird, während der Stecker am Einschub befestigt ist Da die konstruktiven Eigenarten solcher Installationen eine große Variation der Steckverbinderbefestigung beinhalten, resultieren daraus beträchtliche größere Abwandlungen zwischen den Steckeroberflächen.

Ein elektrischer Steckverbinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der US-PS 32 10 717 bekanntBeidemfürdieVerwendunginderStarkstromtech- nikkonzipiertenSteckverbindersinddie Kontaktelemente des Steckerteils mit einem Berührungsschutz versehen. Dieser ist notwendig, weil die zugehörige Steckdose keinen Schutzkragen aufweist und die Kontaktelemente beim Steckbeginn bereits stromführend werden, aber bis zum vollständigen Einschieben in die Buchsenkontakte von außen noch zugänglich sind.

Aus diesem Grunde werden die aus flachen Metallzungen bestehenden Kontaktelemente beim Herstellen des aus weichelastische-n Isolierwerkstoff bestehenden Griffkörpers mit umspritzt. Die so gebildeten schlauchartigen HOlsen werden beim Stecken vom Isolierk trper der Steckdose zurückgehalten und sie schieben sich in im Griffkörper dafür mit eingeformten Ausnehmungen zusammen, aus denen sie beim Trennen der Steckverbindung wieder hervortreten. Beim Herstellen einer Steckverbindung weist das Steckerteil somit zwar den gewünschten Schutz gegen äußeres Berühren auf, jedoch ist die Dicht wirkung gegen aggressive Umgebungseinflüsse unzulängiich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Dichtung von bekannten Steckerverbindungen so zu verbessern, daß in zusammengestecktem Zustand der Steckverbinderhälften eine hochwirksame zusätzliche Abdichtung erreicht wird und beim Trennen der Steckverbinderhälften die Abdichtung noch über einen bestimmten Weg erhalten bleibt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst.

In vorteilhafter Weise gewährt diese Ausbildung der Dichtung und ihre Anordnung zwischen den Steckverbinderhälften einen maximalen Schutz, auch bei sich ändernden oder weiten Abständen zwischen den Hälften. Außerdem ist die für die Dichtung aufzuwendende Kraft geringer als bei herkömmlichen Zwischenabdichtungen. Die Dichtung kann auch bei Steckverbindern mit einer Vielzahl von Kontaktstiften verwendet werden. Weiterhin ist die Dichtung leicht zu beseitigen und zu ersetzen ohne Schtden zu nehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind den Unteranspnichen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten, einer Buchse und eines Steckers mit der Dichtung, fertig zum Stecken;

F i g. 2 die Steckverbindung nach F i g. 1 im Längsschnitt und halb zusammengeschoben, und

F i g. 3 ganz zusammengesteckt;

F i g. 4 eine Abwandlung der Zwischenabdichtung im Längsschnitt und der Stecker fertig zum Zusammenfügen und

F i g. 5 die fertige Steckverbindung mit der Zwischenabdichtung.

In Fig. 1 ist eine Steckvorrichtung 12 dargestellt, die aus einer Steckerbuchse 14 und einem Stecker 16 besteht Die Steckerbuchse 14 enthält ein äußeres Gehäuse 22, das an seiner vorderen äußeren Seite 24 abgeschrägt ist und an der hinteren Seite in einen nach außen stehenden Flansch 26 übergeht Die Innenseite des Gehäuses 22 enthält vorne eine Bohrung 28, die an einen nach innen weisenden Flansch 32 grenzt, der eine vordere Schulter 34 und eine hintere Schulter 36 aufweist Das Gehäuse 22 enthält weiterhin eine hintere Bohrung 38, die an die hintere Schulter 36 des Flansches

ίο 32 angrenzt

In das Gehäuse 22 ist von vorne ein Isolierteil 42 eingesetzt dessen äußere Abmessungen etwas kleiner als die inneren Abmaße des Flansches 32 sind. Das Isolierteil 42 enthält eine Vielzahl Bohrungen 44, die vorne mit einem sich erweiternden Teil 46 abschließen. Das hintere Ende der Bohrungen 44 grenzt an ein aufgebohrtes Teil oder Bohrung 48 und beide Bohrungen 44 und 48 bilden dadurch eine Schulter 52. Eine hintere Bohrung 54 ist in ihrem Durchmesser etwas größer als die Bohrung 48 und beide Pohrungen 48 und 54 bilden dadurch eine Schulter 56.

In die Bohrung 38 des Gehäuses 12 ist ein Isolierteil 62 eingebracht Die vordere Fläche 64 des Isolierteiles 62 grenzt an die hintere Schulter 36 der Schale und die hintere Fläche 66 des Isolierteiles 62 schließt bündig mit der Oberfläche des Flansches 26 ab. Ein abschließender Sicherungsring 68, dessen äußerer Durchmesser größer als die Bohrung 38 und dessen innerer Durchmesser kleiner als die äußeren Abmessungen des Isolierteiles 62 ist, wird benutzt um das Isolierteil 62 in der Bohrung 38 zu halten. Das Isolierteil 62 enthält eine Vielzahl nach vorn gerichteter Bohrungen 72, die axial mit den Bohrungen im vorderen Isolierteil 42 fluchten. Die Bohrungen 72 grenzen an nach vorne weisenden Schultern 74. Das Isolierten 62 beinhaltet weiterhin rückwärtige Bohrungen 76, die an die Schultern 74 grenzen. Elektrische Buchsenkontakte 82 sind in den Isolierteilen 42 und 62 montiert, die vordere mit Bohrungen 86 versehene Kontaktteile 84 enthalten. Die vorderen Kontaktteile sind mit größeren Kappenteilen 88 vcsehen, die an die rückwärtigen Schultern 56 angrenzen. Die hinteren Oberflächen der Kappenteile 88 schließen bündig mit der vorderen Oberfläche des hinteren Isolierteiles 62 ab. Ein Klemmkelch 92 auf dem

« Kontaktteil 84 ist mit dem Kappenteil 88 hitegriei i. Der Klemmkelch 92 ist in der vorderen Bohrung 72 des hinteren Isolierteiles 62 montiert. Durch die hinteren Bohrungen 76 erstrecken sich nach rückwärts Leitungen 94, deren Drähte 96 in den Klemmkelchen 92

vi eingedrückt sind.

Der Stecker 16 besteht aus einem äußeren Gehäuse 102, das einen nach außen weisenden Flansch 104 an der vorderen Fläche aufweist Das Gehäuse 102 ist an der Vorderseite 106 mit einer abgeschrägten Kante versehen, die in eine Bohrung 108 übergeht und bis zu einer nach vorne weisenden Schulter 11? reicht. Die Schulter 112 ist Teil eines nach innen zeigenden Flansches 114, der rückwärts eine Schulter 116 ausbildet. Eine in ihrem Durchmesser kleinere Bohrung 118 ist im hinteren Teil des Gehäuses 102 angebracht und reicht bis zur Schulter 116. An die hintere Fläche 122 des Gehäuses grenzt ein Sicherungsring 124, dessen äußere Gestalt mit der Außenfläche der Schale 102 bündig abschließt und dessen innerer Durchmesser etwas kleiner als die Bohrung 118 ist.

Im hinteren Ende der leitenden Schale 102 ist ein Isolierteil 126 eingesetzt, das durch den Sicherungsring 124 gehalten wird. Die hintere Fläche 128 des

Isolierteiles 126 schließt bündig mit der hinteren Fläche 122 der Schale 102 ab und die vordere Fläche 130 schließt mit der Schulter 116 ab. Das Isolierteil 126 enthält kleinere rückwärtige Bohrungen 132 und größere vordere Bohrungen 134, die eine nach vorne ι weisende Schulter 136 bilden. Ein vorderes Isolierteil 142 schließt mit seiner vorderen Fläche 144 bündig mit der nach vorne weisenden Schulter 112 ab. Die vordere, äußere Fläche 146 des Isolierteiles 142 ist in ihren Abmaßen etwas kleiner als die inneren Maße des in Flansches 114 und das rückwärtige Teil ist etwas kleiner als die inneren Maße des Flansches 114 und das rückwärtige Teil ist etwas kleiner als die Bohrung 118 und bildet eine nach vorne weisende Schulter 152, die an die hintere Schulter 116 des Gehäuses 102 angrenzt. ii Weiterhin grenzt die hintere Fläche 154 des vorderen Isolierteiles 142 an die vordere Fläche des hinteren Isolierteiles 126. Das vordere Isolierteil 142 enthält weiterhin eine Vielzahl größerer Bohrungen 162 und kleinere Bohrungen 164. Die Verbindung der Bohrungen 162 und 164 bildet eine nach hinten weisende Schulter 166.

Eine Zwischenabdichtung 172, die aus % Silikonkautschuk oder einem anderen elastischen Material gefertigt ist, grenzt mit ihrer hinteren Fläche 174 an die ^ vordere Fläche 144 des vorderen Isolierteiles 142. Die Dichtung enthält eine Vielzahl von nach vorne stehenden röhrenförmigen Teilen 176, die sich von der vorderen Fläche 178 der Dichtung aus erstrecken, jedes der röhrenförmigen Teile enthält eine Bohrung 182, die jo vom vorderen Ende bis zur hinteren Fläche 174 der Dichtung hindurch reicht und die mit den Bohrungen in den vorderen und hinteren Isolierteilen 142 und 126 fluchtet. Weiterhin ist ungefähr in der Mitte der röhrenförmigen Teile in der Fläche der Bohrung 182 J5 eine ringförmige öffnung oder Kerbe 184 ausgeformt

Stiftkontakte 186 mit vorderen Kontaktflächen 188 für das Zusammenspiei mit den Koniaküeiien 84 sind innerhalb des Gehäuses 102 montiert Die Stiftkontakte stehen nach vorn aus den röhrenförmigen Teilen 176 heraus und enden am hinteren Ende in Kappenteile 192, die in den Bohrungen 162 des vorderen Isolierteiles 142 befestigt sind. Die hintere Fläche der Kappenteile 192 schließt bündig mit der hinteren Fläche des vorderen Isolierteiles 142 ab und die vorderen Rächen grenzen an die rückwärtige Seite der Schulter 166 an. Die Kontaktflächen 188 der Stiftkontakte stehen von den Kappenteilen 192 aus nach vorne und sitzen in den Bohrungen 164 des vorderen Isolierteiles 142 und den Bohrungen 182 der Zwischenabdichtung 172. Ein Klemmkelch 194 ist in der Bohrung 134 des hinteren Isolierteiles 126 befestigt und das vordere Ende ist mit der hinteren Fläche des Kappenteiles 192 integriert. Das hintere Ende des Klemmkelches 194 grenzt an die nach vorn gerichtete Schulter 136 im Isolierteil 126. Leitungen 196 mit Drähten 198 sind in die Klemmkelche 194 eingedrückt und verlaufen durch die Bohrungen 132 des hinteren Isolierteiles 126.

Wenn die beiden Teile der Steckverbindung, die Steckerbuchse 14 und der Stecker 16, ineinander gesteckt werden, gleiten die Stiftkontakte 186 in die Kontaktteile 84. Weiterhin grenzen die vorderen Enden der röhrenförmigen Teile 176 an die abgeschrägten Teile 46 des Isolierteiles 42 und beim weiteren Zusammendrücken des Steckverbinders, dargestellt in F i g. 3, bildet sich die gewünschte Dichtung zwischen den Steckerteilen aus. Mehr noch, die Kerbe 184 der Bohrung 182 verursacht eine Unterstützung der Dichtung und erlaubt ihr, nach außen auszuweichen, so daß eine kleinere Dichtungskraft nötig ist.

In den F i g. 4 und 5 ist eine alternative Ausbildung der Zwischenabdichtung dargestellt, bei der die Kerbe oder öffnung im röhrenförmigen Teil weggelassen wurde. Die Dichtung 200 ist aus einer nach vorn weisenden Fläche 202 und röhrenförmigen Teilen 204 geformt. Eine Bohrung 206 ist in den röhrenförmigen Teilen angßbracht. Das vordere Ende 208 der röhrenförmigen Teile stößt während des Zusammensteckens in das abgeschrägte Teil 46 des Isolierteiles 42 und biegt sich dann radial zur Achse des Steckers auseinander.

Man sieht daß in beiden Ausbildungen die Dichtung durch das Zusammenwirken der vorderen öffnung des Isolierteiles 42 und dem vorderen Ende des Dichtungsteiles hergestellt wird. Hierdurch werden die Dichtungen über eine große Breite der Steckverbinder zuverlässig und wirkungsvoll. Wenn der Steckerabstand abnimmt, dehnt sich die Dichtung in den offenen Raum zwischen den Steckerteiien aus und entsprechend den Eigenschaften des Materials wird die Dichtung auch weiterhin beim Zunehmen der Steckerabstände funktionieren. Daraus resultiert, daß alle durch Vibration, Lastschwankungen, Temperatur, Ausdehnungen, Zusammendrücken oder einem Wechsel in der Ausrichtung hervorgerufenen Neigungen, den Steckerabstand zu ändern, durch die federnden Eigenschaften des Dichtungsmaterials aufgenommen werden.

Weiterhin ist verständlich, daß individuelle röhrenförmige Dichtungen besser verwendet werden können, als Dichtungen, bei denen alle dichtenden Teile zu einem gemeinsamen zusammengefaßt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Steckverbinder, dessen Steckerteil mehrere, in einem formstabilen Isolierkörper fixierte Stiftkontakte enthält, von denen jeder im Bereich seines hervorstehenden Endes einen schlauchartigen, den Stift eng umfassenden Körper aus weichelastischem Werkstoff trägt, der beim Stecken vom Buchsenteil zusammendrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle die Stiftkontakte (186) umfassenden Körper aus rohrförmigen Teilen (176, 204) einer einstückigen Dichtung (172,200) bestehen, deren rückwärtige Fläche (116, 174) zumindest die vordere Fläche(144)des Isolierkörpers(142) vollständigabdeckt

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Teil der Dichtung (172,200) an der vorderen Fläche (144) von einem der Isolierteile (142) befestigt ist und es eine VieJ?ahl von hervorstehenden Teilen (176,204) aufweist, die röhrenförmig ausgebildet sind und mit den inneren Flächen ihrer Bohrungen (206) die Stiftkontakte (186) des Steckerteiles (16) umschließen, und daß am Isolierteil (42) des Buchsenteiles (14) Öffnungen am Eingang von die Stiftkontakte aufnehmenden Bohrungen (206) eingeformt sind, in welche die vorderen Teile \176, 204) der Dichtung (172, 200) beim Zusammenfügen des Steckverbinders (12) eindringen, während die zwischen Steckerund Buchsenteil (16,14) befindlichen Teile (176,204) sich seitwärts ausdehnen.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, (cJ3 die Innenfläche der Bohrung (206) des rötuenförmigen Teiles (176, 204) der Dichtung (172, 200) eine f ;rbe (184) oder Rille aufweist an der entlang sich die röhrenförmigen Teile (176, 204) radial zum Steckerteil (16) ausdehnen.

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Teil der Dichtung (172,200) mindestens die ganze vordere Fläche (144) des Isolierteiles (142), an dem es montiert ist, bedeckt.