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Die
Erfindung betrifft eine Buchse einer aus Stecker und Buchse bestehenden
elektrischen Kupplung, mit einem Kontaktöffnungen für
Kontaktstifte des Steckers aufweisenden, in einer Einstecköffnung des
Steckerteiles einsteckbaren Einsteckabschnitt, wobei der Einsteckabschnitt
zumindest einen in einer Umfangsringnut angeordneten, radial vorstehenden Dichtring
aus einem elastischen Material aufweist, der im zusammengesteckten
Zustand der Kupplung in Radialeinwärtsrichtung komprimiert
dichtend an der Innenseite der Einstecköffnungswand anliegt.
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Die
Erfindung betrifft darüber hinaus eine elektrische Kupplung
mit einem Stecker und einer derartigen Buchse.
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Aus
der
DE 36 09 405 A1 ist
eine Steckverbindung bekannt, bei der zwei Steckerteile ineinander
gesteckt werden. Eines der beiden Steckerteile bildet eine Einstecköffnung
für einen Einsteckabschnitt des anderen Steckerteiles aus.
Der Einsteckabschnitt besitzt eine Umfangsringnut, in der ein O-Ring
einliegt, der im zusammengesteckten Zustand im Presssitz an der
Innenseite der Wandung der Einstecköffnung anliegt.
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Die
DE 197 11 376 A1 beschreibt
eine elektrische Steckverbindung aus Stecker und Buchse, wobei ein
Dichtring in einer Umfangsringnut einliegt. Der Dichtring bildet
mehrere nach radial außen abragende, eine Schräge
aufweisende Dichtlippen, die im eingesteckten Zustand dichtend an
der Innenwandung einer Einstecköffnung anliegen.
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Bei
der von der
DE 198
59 417 A1 her bekannten Kupplung liegt ein O-Ring in einer
Umfangsringnut eines Sockels ein und tritt im eingesteckten Zustand
gegen eine Innenwandung einer Einstecköffnung.
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Die
DE 199 00 504 A1 beschreibt
eine Gehäusedichtung für einen Steckverbinder.
Dort liegt die Stirnrandkante einer Wandung einer Einstecköffnung
im zusammengesteckten Zustand auf einer Dichtlippe eines Dichtrings.
Eine weitere Dichtlippe des Dichtrings liegt in dichtender Anlage
an der Innenwandung der Einstecköffnung.
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Die
DE 102 15 577 C1 beschreibt
die Verwendung von sowohl in Achsrichtung komprimierten Dichtringen
als auch von in Radialrichtung komprimierten Dichtringen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Kupplung und insbesondere eine gattungsgemäße
Buchse sowohl herstellungstechnisch als auch gebrauchsvorteilhaft
weiterzubilden.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene
Erfindung, wobei jeder Anspruch eine eigenständige Lösung
der Aufgabe darstellt und mit jedem anderen Anspruch kombinierbar ist.
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Zunächst
und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass der Dichtring unter
Ausbildung einer stofflichen Verbindung mit der Wandung der Umfangsringnut
in letztere eingespritzt ist. Die Buchse besteht aus einem Grundkörper
aus Kunststoff. Bei diesem Kunststoff kann es sich um ein thermoplastisches
Polyurethan oder dergleichen handeln. Dieses Kunststoffgrundteil
bildet einen Einsteckabschnitt aus, der in eine Einstecköffnung
eines Steckerteiles eingesteckt werden kann. Aus dem Boden der Einstecköffnung
des Steckerteiles entspringen Kontaktstifte, die in Kontaktöffnungen
des Einsteckabschnittes der Buchse eingesteckt werden können.
Innerhalb der Kontaktöffnungen befinden sich Gegenkontakte,
die mit den Kontaktstiften in leitender Verbindung stehen. Der Einsteckabschnitt
steckt unter Ausbildung eines Radialspaltes zu der In nenwandung der
Wandung der Einstecköffnung in der Einstecköffnung.
Der den Einsteckabschnitt ausbildende Grundkörper bildet
zumindest eine Umfangsringnut aus. Diese Umfangsringnut ist mit
einem Elastomer derart ausgespritzt, dass ein Abschnitt dieser Elastomer-Ausspritzung
einen Radialabstand zur Außenwandung des Einsteckabschnittes
besitzt, der größer ist als der Radialspalt der
Außenwandung des Einsteckabschnittes zur Innenwandung der Öffnungswand
der Einstecköffnung. Dadurch ist sichergestellt, dass ein
Abschnitt des Dichtringes beim Zusammenstecken von Stecker und Buchse
komprimiert wird, so dass der Umfangsdichtring in dichtender Anlage an
der Innenwandung anliegt. Als Werkstoff für den Dichtring
wird ein derartiges elastisches Material verwendet, welches beim
Einspritzen in die Umfangsringnut eine stoffliche Verbindung mit
der Wandung der Umfangsnut eingeht. Der Werkstoff des Dichtringes
vernetzt sich ohne die Verwendung von Klebstoffen oder anderen Hilfsmitteln
mit dem Werkstoff des Einsteckabschnittes. In einer Weiterbildung
der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einsteckabschnitt der Buchse
eine Codiernut aufweist. In diese Codiernut wird eine Codiernase
des Steckers eingesteckt. Die Codiernut wird bereichsweise von dem
elastomeren Werkstoff des Dichtrings ausgebildet. Die Außenoberfläche
des Dichtkörpers liegt in dichtender Anlage an der von
einem Axialsteg gebildeten Codiernase. In einer Weiterbildung der
Erfindung sind zwei axial beabstandete Dichtringe vorgesehen, die
mit einem Verbindungssteg miteinander verbunden sind. Der Verbindungssteg
befindet sich bevorzugt im Bereich der Codiernut und wird von einer
Elastomer-Ausspritzung einer Axialnut ausgebildet, die im Bereich
der Codiernut angeordnet ist. Die gesamte Länge dieses U-förmigen
Verbindungssteges bildet eine Abdichtfläche, mit der das
elastomere Dichtelement an der Oberfläche der gerundeten
Codiernase anliegt. Die Dichtfläche kann von einer Schräge
gebildet werden. Die Dichtfläche bildet dann eine Auflaufschräge
für den Stirnrand der Wandung der Einstecköffnung. Beim
Auflaufen des Stirnrandes auf der Schrägflanke wird der
Dichtring komprimiert. In einer Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, dass der Dichtring als Umstülplippe ausgebildet
ist. Auch hier ist der Radialabstand des Dichtrings zur Umfangsfläche
des Einsteckabschnittes größer als der Radialspalt
zur Innenwandung der Einstecköffnung. Die Stirnrandkante
der Wandung der Einstecköffnung beaufschlagt hier die Stirnkante
der Umstülplippe, um sie umzustülpen. In einer
Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Dichtring einen radial vorstehenden
Wulst ausbildet. Dieser besitzt eine Scheitellinie, die einen Abstand
zur Umfangswandung des Einsteckabschnitts besitzt, der größer
ist als der Spaltraum zur Innenwandung der Öffnungswand
der Einstecköffnung, so dass der Wulst beim Zusammenstecken
von Stecker und Buchse komprimiert wird. Erfindungsgemäß erfolgt
die Zuordnung der Dichtringe, die mit einem Verbindungssteg miteinander
verbunden sind, zum Einsteckabschnitt der Buchse während
deren Fertigung, nämlich in einem ergänzenden
Spritzgussschritt, bei dem in eine vorgefertigte Umfangsringnut
bzw. indem in eine aus zwei mit einer Axialnut miteinander verbundenen
Umfangsringnut gebildeten Aussparung eine elastomere Kunststoffmasse
derart eingespritzt wird, dass sie sich unter Ausbildung einer Vernetzung stoffschlüssig
mit der Oberfläche der Aussparung verbindet. In einer Weiterbildung
der Erfindung ist ein zusätzlicher O-Ring vorgesehen, welcher
auf einer Stufe des Steckerteiles aufliegt und welcher von der Stirnrandkante
der Wandung der Einstecköffnung komprimiert wird. Buchse
und Stecker werden in bekannter Weise durch eine Verschraubung aneinander
gesichert. Die Verschraubung kann von einer Überwurfschraube
und einer Überwurfmutter ausgebildet sein.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen
erläutert. Es zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel der in 4 dargestellten
Stirnseitenansicht gemäß der Linie I-I,
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2 einen
Schnitt gemäß der Linie II-II in 4,
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3 einen
Schnitt gemäß der Linie III-III in 1,
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4 eine
Draufsicht auf die Stirnseite eines Einsteckabschnittes,
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5 eine
perspektivische Darstellung der Buchse,
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6 einen
vergrößerten Ausschnitt VI in 6,
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7 eine
Darstellung gemäß 6 im nicht
zusammengesteckten Zustand der Kupplung,
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8 ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im nicht zusammengesteckten
Zustand,
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9 das
zweite Ausführungsbeispiel im zusammengesteckten Zustand,
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10 ein
drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung im nicht zusammengesteckten
Zustand und
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11 das
in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel im
zusammengesteckten Zustand.
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Die
Zeichnungen zeigen eine elektrische Kupplung, die aus einem Stecker 1 und
einer Buchse 2 besteht, die ineinander gesteckt werden
können und die im zusammengesteckten Zustand mittels einer Überwurfschraube 23 und
einer Überwurfmutter 24 aneinander fixiert sind.
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Der
Stecker 1 besteht aus einem Kunststoffgrundkörper,
wobei der Werkstoff ein harter Kunststoff, insbesondere ein thermoplastischer
Polyurethan, ist. Der Stecker 1 besitzt eine Einstecköffnung 7,
die von einer rohrförmigen Öffnungswand 8 ausgebildet
ist. Die Einstecköffnung 7 besitzt einen im Wesentlichen
kreisförmigen Grundriss. Aus dem Boden der Einstecköffnung 7 ragen
insgesamt fünf Kontaktstifte 4. Auf der Außenwandung
der Öffnungswand 8 befindet sich die Überwurfschraube 23,
die ein Außengewinde aufweist und die sich an einem Vorsprung
abstützt. Der Vorsprung ist dem Stirnrand 22 der Öffnungswand 8 benachbart,
die sich auf einem O-Ring 17 abstützt.
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Die
Buchse 2 besteht ebenfalls aus einem härteren
Kunststoff, insbesondere aus TPU. Die Buchse 2 bildet einen
Einsteckabschnitt 6 aus, der im Wesentlichen einen kreisrunden
Querschnitt aufweist und der in die Einstecköffnung 7 des
Steckers 1 einsteckbar ist. Dabei verbleibt ein Radialspalt
zwischen der Außenwandung 6' des Einsteckabschnittes
und der Innenwandung 8' der Öffnungswand 8.
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Die
Buchse 2 besitzt insgesamt fünf Kontaktöffnungen 3.
In jeder Kontaktöffnung 3 befindet sich ein Gegenkontakt 5,
der in elektrischer Leitverbindung zum Kontaktstift 4 steht.
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Auf
dem Kunststoffgrundkörper der Buchse 6 ist eine Überwurfmutter 24 drehbar
gelagert, deren Innengewinde mit dem Außengewinde der Überwurfschraube 23 verschraubt
werden kann. Die Überwurfmutter 24 stützt
sich mit einem radial einwärts ragenden Kragen auf einer
Stufe ab, die von einer Verzahnung ausgebildet wird. Letztere bildet
eine Rüttelsicherung aus. Diese Verzahnung bildet auch
eine Stufe 21 aus, auf der sich der vom Stirnrand 22 beaufschlagte
O-Ring 17 abstützt.
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Der
O-Ring 17 bildet eine erste Staub- und Wasser-Dichtung
aus. Die Umfangswandung des Einsteckabschnittes 6 weist
darüber hinaus noch einen aus zwei Dichtringen 9, 10 bestehenden
Dichtkörper auf.
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Die
beiden Dichtringe 9, 10 sind mit einem Verbindungssteg 11 miteinander
verbunden. Die Dichtringe 9, 10 besitzen im nicht
zusammengesteckten Zustand einen Radialüberstand über
die Außenwandung 6' des Einsteckabschnittes 6,
welcher größer ist als der Radialabstand zur Innenwand 8' im zusammengesteckten
Zustand, so dass ein Dichtflächenabschnitt der Dichtringe 9, 10 in
komprimierter Anlage an der Innenwandung 8' anliegt.
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Zur
Aufnahme des Dichtkörpers bildet der Einsteckabschnitt 6 eine
erste Umfangsringnut 14 aus, die von einer zweiten Umfangsringnut 15 axial beabstandet
ist.
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Wie
den 3 und 4 zu entnehmen ist, bildet die
Innenwandung 8' der Öffnungswand 8 eine in
Achsrichtung verlaufende, radial einwärts gerichtete Codiernase 12 aus.
Die Codiernase 12 besitzt in Umfangsrichtung eine gerundete
Kontur.
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Der
sockelförmige Einsteckabschnitt 6 besitzt eine
zur Codiernase 12 korrespondierende, jedoch etwas engere
Codiernut 13. Ein mittlerer Abschnitt der Codiernut 13,
welcher sich im Zwischenraum zwischen den beiden Umfangsringnuten 14, 15 befindet,
bildet eine vertiefte Axialnut 16 aus.
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Zur
Fertigung des Dichtkörpers wird in die Umfangsringnut 14 und
in die über die Axialnut 16 damit verbundene Umfangsringnut 15 und
in die Axialnut 16 eine elastomere Kunststoffmasse derart
eingespritzt, dass eine Vernetzung der elastomeren Kunststoffmasse
mit dem Kunststoffgrundkörper der Buchse 2 stattfindet.
Zufolge dieser Vernetzung ist der Dichtkörper, der zwei
mit einem Verbindungssteg 11 miteinander verbundene Dichtring 9, 10 ausbildet, mit
der Wandung der Umfangsringnuten 14, 15 bzw. der
Axialnut 16 stofflich verbunden.
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Der
in der Axialnut 16 einliegende Verbindungssteg 11 bildet
einen U-förmigen Kanal aus, der gegenüber der
Codiernase 12 ein geringes Untermaß aufweist,
so dass die Wandung des U-förmigen Kanals der Codiernut 13 in
flächenpressender Anlage an der Codiernase 12 anliegt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Flächendichtung
im Bereich der Codiernase 12 sich über den gesamten
Abstand der beiden axial voneinander beabstandeten Dichtringe 9, 10 erstreckt.
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Die 6 und 7 zeigen
in vergrößerter Darstellung die Dichtwirkung einer
von einer Schrägen 18 gebildeten Dichtfläche.
Die Schräge 18 besitzt einen radial äußeren
Punkt 18', der im zusammengesteckten Zustand radial einwärts
verformt wird, so dass sich eine Anlagefläche der Dichtungen 9, 10 an
der Innenwandung 8' der Öffnungswand 8 ausbildet.
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Bei
dem in den 8 und 9 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiel ist nur ein Dichtring 9 dargestellt.
Es können aber auch zwei Dichtringe 9 und 10 vorgesehen
sein. Der Dichtring 9 besitzt eine schräg abstehende
Lippe 19. Das radial vorstehende Ende 19' der
Lippe 19 wird vom Stirnrand 22 der Öffnungswand 8 beim
Zusammenstecken von Stecker 1 und Buchse 2 derart
beaufschlagt, dass die Lippe 19 in die in 9 dargestellte
umgestülpte Lage verbogen wird.
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Bei
dem in den 10 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel
wird der Dichtring 9 von einem Dichtwulst ausgebildet.
Auch hier können zwei Dichtringe 9, 10 vorgesehen
sein. Der Scheitel 20 des Wulstes 9 wird beim
Zusammenstecken von Stecker 1 und Buchse 2 radial
einwärts verlagert. Dies erfolgt einhergehend mit einer
Kompression des Dichtringes 9.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich.
In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt
der zugehö rigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3609405
A1 [0003]
- - DE 19711376 A1 [0004]
- - DE 19859417 A1 [0005]
- - DE 19900504 A1 [0006]
- - DE 10215577 C1 [0007]