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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, aufweisend einen Steckverbinder und einen Gegensteckverbinder, wobei der Steckverbinder eine Überwurfmutter mit einem Steckgesicht-seitigem umlaufenden Bund aufweist gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Steckverbindungen, aufweisend einen Steckverbinder und einen Gegensteckverbinder, wobei der Steckverbinder eine Überwurfmutter mit einem Steckgesicht-seitigen umlaufenden Bund aufweist, sind bekannt. Sowohl der Steckverbinder als auch der Gegensteckverbinder weisen in ihrem Inneren einen Kontaktträger bzw. Gegenkontaktträger auf, in welchem Kontaktkammern vorhanden sind, in denen wiederum Kontaktelemente wie Buchsenkontakte, Kontaktstifte oder dergleichen angeordnet sind. Diese Kontaktelemente sind am Ende elektrischer Leiter eines Kabels angeordnet. Das Kabel ist beispielsweise in den Steckverbinder eingeführt, wobei das Kabel von einem Steckverbindergehäuse, in dem der Kontaktträger angeordnet ist, umgeben ist. Der Steckverbinder selber weist eine Überwurfmutter auf, die in Axialrichtung des Steckverbinders nicht bewegbar ist, jedoch drehbar zum Beispiel an dem Steckverbindergehäuse gelagert ist. Diese Überwurfmutter wird mit einem Gegenstück, welches an dem Gegensteckverbinder angeordnet ist, beim Zusammenbringen von Steckverbinder und Gegensteckverbinder zur Bildung der Steckverbindung miteinander verschraubt. Während des Zusammenbringens von Steckverbinder und Gegensteckverbinder werden beim Aufeinanderzubewegen die Kontaktelemente in den Kontaktkammern elektrisch miteinander kontaktiert, wodurch im Regelfall nur die elektrische Kontaktierung, nicht jedoch eine mechanische Festlegung zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder erfolgt. Zur mechanischen Festlegung zur Aufnahme insbesondere von Zugkräften, die auf die Steckverbindung wirken, werden Überwurfmutter am Steckverbinder mit Gegenstück am Gegensteckverbinder miteinander verschraubt. Eine solche Verschraubung findet beispielsweise in der Größenordnung M8 bzw. M12 statt. Diese Technik zur Realisierung einer Steckverbindung ist hinlänglich bekannt und hat sich grundsätzlich in der Praxis bewährt.
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Es besteht jedoch der Nachteil, dass trotz der Verschraubung mittels der Überwurfmutter Verunreinigungen in das Innere der Steckverbindung eindringen können. Dies ist insbesondere dann von wesentlichem Nachteil, wenn die Steckverbinder und Gegensteckverbinder in hygienekritischen Bereichen, wie zum Beispiel beim Umgang mit Lebensmitteln, in Verbindung kommen können.
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In der Neuentwicklung sollen nun Steckverbinder bereit gestellt werden, deren Einsatzgebiet die ”direct contact zone” ist.
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In dieser Zone besteht die Möglichkeit, dass die Steckverbinder mit dem Lebensmittel in direkten Kontakt kommen.
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Dadurch ist ein spezielles ”Hygienic Design” erforderlich.
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Bei diesem Design muss der Steckverbinder einen mediendichten Verbund vorweisen, welcher verhindern soll, dass Medien in das Innere des Steckverbinders gelangen. Damit wird einer Mikrobenbildung im Inneren des Steckverbinders vorgebeugt.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass zwischen dem Bund und dem Gegensteckverbinder eine Dichtung vorgesehen ist, wobei mittels des Bundes und der Dichtung der Innenbereich mit Kontakten der Steckverbindung gegen äußere Einflüsse abgedichtet ist, wenn der umlaufende Bund auf die Dichtung drückt und diese wiederum auf den Gegensteckverbinder gedrückt wird.
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Dies hat den Vorteil, dass im zusammengesteckten Zustand von Steckverbinder und Gegensteckverbinder zur Bildung der Steckverbindung keinerlei Medien, wie Verunreinigungen und dergleichen, in das Innere der Steckverbindung, insbesondere in den Bereiche der Kontaktzone, eindringen können. Damit ist die gesamte Steckverbindung in ihrem Längsverlauf gegen äußere Einflüsse in vorteilhafter Weise durchgehend abgedichtet. Dadurch können auch keine Medien, wie zum Beispiel Wasser, in den Kontaktbereich eintreten, und dadurch in vorteilhafter Weise elektrische Probleme, wie zum Beispiel Kurzschlüsse, vermieden werden.
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Bei einer solchen Steckverbindung versteht es sich von selbst, dass zum Beispiel der Steckverbinder mit seinem Steckverbindergehäuse in seinem axialen Verlauf auch zu dem Eintritt des Kabels in das Steckverbindergehäuse abgedichtet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Steckverbindergehäuse in einem Spritzgussverfahren hergestellt wird, wobei der spritzgegossene Kunststoff den äußeren Kabelmantel umgibt und dadurch die Längsdichtheit hergestellt wird. Durch entsprechende Wahl des Materials des Steckverbindergehäuses und des Kabelmantels kann nicht nur eine Längsdichtheit, sondern auch eine Zugentlastung realisiert werden.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf der Rückseite der Überwurfmutter (also in Richtung des Kabeleintritts hin) eine weitere Dichtung vorgesehen ist, welche sich in einer Nut in dem Steckverbindergehäuse des Steckverbinders befindet und radial durch die Überwurfmutter verpresst wird. Durch die Dichtung, die durch die Überwurfmutter radial bezüglich des Steckverbindergehäuses verpresst wird, wird auch in dem Steckgesicht-abgewandten Ende der Überwurfmutter die Längsdichtheit realisiert.
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In einer Ausgestaltung kann das Steckverbindergehäuse mit einer radial umlaufenden Nut hergestellt, zum Beispiel wieder in einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff, werden, wobei anschließend als Dichtung eine Radialdichtung (zum Beispiel ein O-Ring) in die Nut eingesetzt wird. Es kann alternativ dazu aber auch daran gedacht werden, das Steckverbindergehäuse in einem Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren herzustellen. In einem ersten Schritt wird das Steckverbindergehäuse mit der Nut aus einem ersten Kunststoffmaterial gespritzt und anschließend in einem zweiten Schritt in der Nut die Radialdichtung aus einem davon abweichenden, vorzugsweise elastischen, Material, welches die spätere Dichtung bildet, gespritzt. Unabhängig davon, wie das Steckverbindergehäuse konstruktiv gestaltet ist und hergestellt wird, ist es wichtig, dass der Endbereich der Überwurfmutter (also derjenige Bereich, der dem steckgesicht-seitigen Ende der Überwurfmutter abgewandt ist) gegen das Steckverbindergehäuse wirksam vor äußeren Einflüssen abgedichtet wird.
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Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen und Ausgestaltungen des Steckverbinders gelten in gleicher Weise für den Gegensteckverbinder. Während in Bezug auf den Steckverbinder beschrieben worden ist, dass er am Ende eines Kabels angeordnet ist, kann dies bei dem Gegensteckverbinder ebenfalls der Fall sein. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass der Steckverbinder und/oder der Gegensteckverbinder nicht am Ende eines Kabels angeordnet sind, sondern Bestandteil eines elektrischen oder elektronischen Gerätes wie zum Beispiel eines Steuergerätes, eines Aktuators, eines Sensors oder dergleichen sind. In einem solchen Fall sind dann das Steckverbindergehäuse und/oder das Gegensteckverbindergehäuse endseitig nicht mit einem Kabel verbunden, sondern sind in entsprechender Art und Weise mit dem elektronischen Gerät, zum Beispiel mit seinem Gehäuse, verbunden. Auch in diesen Fällen ist es wichtig, dass die Überwurfmutter bei dem Steckverbinder bzw. dem Gegenstück des Gegensteckverbinders zumindest frontseitig die erfindungsgemäße Dichtung aufweisen. In besonders bevorzugter Weise ist auch die Dichtung an dem steckgesicht-abgewandten Ende der Überwurfmutter bzw. deren Gegenstück bei dem Gegensteckverbinder vorhanden.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steckverbindung wird im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
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Die 1 bis 3 zeigen, soweit im Einzelnen dargestellt, eine Steckverbindung 1, die einen Steckverbinder 2 und einen Gegensteckverbinder 3 aufweist.
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Während in 1 die Steckverbindung 1 den zusammengesteckten Zustand von Steckverbinder 2 und Gegensteckverbinder 3 zeigt, ist in 2 nur der Steckverbinder 2 dargestellt, wobei in 3 wieder die zusammengesteckte Steckverbindung 1 dargestellt ist.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 ist der Steckverbinder 2 am Ende eines Kabels 4 angeordnet. Er weist ein Steckverbindergehäuse 5 auf, welches vorzugsweise einen Endbereich eines Kabelmantels des Kabels 4 zur Realisierung der Längsdichtheit und/oder Zugentlastung umgibt. Auf dem Steckverbindergehäuse 5 sitzt zumindest teilweise axial nicht verschiebbar, jedoch drehbar eine Überwurfmutter 6. In 1 ist dargestellt, dass der Steckverbinder 2 mit seinem zugehörigen Gegensteckverbinder 3 zusammengesteckt ist, wobei die Überwurfmutter 6 mit einem nicht näher bezeichneten Gegenstück des Gegensteckverbinders 3 zusammengeschraubt worden ist.
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Der Gegensteckverbinder 3 weist einen Endbereich G auf, an dem entweder auch ein Kabel herausgeführt ist oder über den der Gegensteckverbinder 3 mit einem elektronischen Gerät verbunden und an diesem angeordnet ist. Gleiches kann auch für den Steckverbinder 2 gelten, der dann anstelle des Kabels 4 mit seinem Steckverbindergehäuse 5 an dem elektronischen Gerät angeordnet ist.
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2 zeigt im Detail den Aufbau des Steckverbinders 2, wobei erkennbar ist, dass innerhalb des Steckverbindergehäuses 5 (zumindest teilweise) und koaxial innerhalb der Überwurfmutter 6 ein Kontaktträger 8 angeordnet ist. In einer Ausgestaltung weist der Kontaktträger 8 eine Kontaktkammer oder mehrere Kontaktkammern auf wobei in dieser zumindest einen Kontaktkammer ein Kontaktelement für die elektrische Kontaktierung mit zugehörigen Kontaktelementen des Gegensteckverbinders 3 angeordnet ist. Die jeweiligen Kontaktelemente sind mit ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Leitern des Kabels 4 verbunden. Es ist denkbar, dass innerhalb des Steckverbindergehäuses 5 bzw. der Überwurfmutter 6 kein Kontaktträger 8, sondern auf andere Art und Weise zumindest ein Kontaktelement, vorzugsweise auch mehrere Kontaktelemente, angeordnet sind. So können zum Beispiel solche Kontaktelemente (oder auch nur ein Kontaktelement) in einem Spritzgusswerkzeug festgelegt werden, wobei anschließend das Steckverbindergehäuse 5 gespritzt wird und dadurch die Lage der Kontaktelemente (unter Weglassung des Kontaktträgers 8) durch das Steckverbindergehäuse 5 festgelegt werden. Gleiches kann auch für die Bildung des Gegensteckverbinders 3 gelten.
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In 3 ist in einer Schnittdarstellung wieder die zusammengesetzte Steckverbindung 1 dargestellt. Hier ist zum einen deutlich erkennbar, dass zwischen dem Bund 7 der Überwurfmutter 6 und dem Gegensteckverbinder 3 eine Dichtung angeordnet ist. Das Gegenstück zu der Überwurfmutter 6 des Steckverbinders 2 ist als die Überwurfmutter 6 in ihrem Frontbereich aufnehmende Hülse 9 ausgebildet. In diesem Fall ist die Dichtung, vorzugsweise ausbildet als Radialdichtung 12, zwischen dem steckgesicht-seitigen umlaufenden Bund 7 der Überwurfmutter 6 und dem ebenfalls steckgesicht-seitigen Umlaufenden Bund der Hülse 9 angeordnet. Die Dichtung, insbesondere die Radialdichtung 12, kann ein eigenständiges Bauteil sein, an der Überwurfmutter 6 oder an der Hülse 9 festgelegt sein. Es ist auch denkbar, dass sowohl eine Dichtung an der Überwurfmutter 6 und eine weitere Dichtung an der Hülse 9 vorhanden sind. Die zumindest eine Dichtung befindet sich nur stirnseitig an der Überwurfmutter 6 und/oder stirnseitig an der Hülse 9, oder sie befindet sich nur in dem Innenbereich (also koaxial zwischen Hülse 9 und Überwurfmutter 6) oder einer Kombination davon. Wichtig ist, dass die zumindest eine Dichtung durch den Steckverbinder 2 auf den Gegensteckverbinder 3 gedrückt wird und mit der Dichtung der Innenbereich mit Kontakten der Steckverbindung 1 gegen äußere Einflüsse abgedichtet ist. Bevorzugt wird nur eine einzige Dichtung verwendet, die nur an dem Steckverbinder 2 oder nur an dem Gegensteckverbinder 3 angeordnet ist, um die Verliersicherheit zu gewährleisten und einen einfachen Dichtvorgang zu realisieren.
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Der Kontaktträger 8 und der zugehörige Gegenkontaktträger des Steckverbinders 2 sowie des Gegensteckverbinders 3 weisen Kontaktkammern (oder auch nur eine Kontaktkammer) auf, in der sich einander zugewandte und auf einander abgestimmte Kontaktelemente befinden. Aufgrund der Anforderungen an die Steckverbindung 1 müssen die äußeren Elemente des Steckverbinders 2 und des Gegensteckverbinders 3 so gestaltet sein, dass diese Kontaktzone im Steckgesicht-seitigen Bereich des Kontaktträgers 8 und des zugehörigen (nicht dargestellten) Gegenkontaktträgers vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Insgesamt wird somit eine Steckverbindung 1 zur Verfügung gestellt, die im zusammengesteckten Zustand durchgehend gegen äußere Einflüsse abgedichtet ist.
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Weiterhin ist in 3 dargestellt, dass das Steckverbindergehäuse 5 eine radial umlaufende Nut aufweist, in die eine weitere Dichtung, insbesondere wieder eine Radialdichtung 11, eingesetzt ist. Das Steckverbindergehäuse 5 mit seiner umlaufenden Nut und der darin eingesetzten Dichtung sind so auf den Innendurchmesser der Überwurfmutter 6 abgestimmt, dass diese gegenüber dem Steckverbindergehäuse 5 umlaufend abgedichtet ist. Durch diese weitere Dichtung, insbesondere die Radialdichtung 11, wird somit gewährleistet, dass auch aus diesem Bereich keine Medien in das Innere der Überwurfmutter 6, in dem sich ein Teil des Steckverbindergehäuses 5 und der Kontaktträger 8 sowie die Kontaktseite des Gegensteckverbinders 3 befinden, eindringen können. Gleichzeitig sind die in dem Bereich der weiteren Dichtung vorgesehenen Geometrien so aufeinander abgestimmt, dass die Überwurfmutter 6 axial nicht verschiebbar, jedoch drehbar ist, um sie mit dem Gegengewinde der Hülse 9 zusammenschrauben zu können. Die Überwurfmutter wird dadurch axial festgelegt, jedoch drehbar gelagert, dass das Steckverbindergehäuse 5 eine weitere umlaufende Nut aufweist, in welche ein nach innen weisender umlaufender Steg der Überwurfmutter 6 eingreift. Zusätzlich dazu kann, muss aber nicht ein weiterer umlaufender Steg der Überwurfmutter 6 auf der äußeren Oberfläche des Kontaktträgers 8 gleiten. Dieser umlaufende Steg der Überwurfmutter 6, der zusätzlich vorhanden sein kann, kann ebenfalls in einer umlaufenden Nut des Kontaktträgers 8 gelagert sein.
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Analog zu der Ausgestaltung der Überwurfmutter 6 des Steckverbinders 2 kann auch die Hülse 9 des Gegensteckverbinders 3 an dem nicht dargestellten Gegensteckverbindergehäuse gelagert sein. Andere Arten der Lagerung der Überwurfmutter 6 an dem Steckverbindergehäuse 5 bzw. der Hülse 9 an dem Gegensteckverbindergehäuse kommen ebenfalls in Betracht. Als eine Alternativ ist zu nennen, dass, wie in den Figuren dargestellt, die Überwurfmutter 6 axial nicht verschiebbar, jedoch drehbar an dem Steckverbinder 2 gelagert ist, wohingegen die Hülse 9 weder axial verschiebbar noch drehbar, also insgesamt fest, an dem Gegensteckverbinder 3 festgelegt ist.
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Die neue Konstruktion beinhaltet ein Dichtungskonzept, welches den Steckverbinder vollständig gegen Medien von außen abdichtet. Dadurch gelangt auch kein Wasser in den Bereich des Gewindes.
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Um dies zu erreichen wurde die Überwurfmutter umkonstruiert.
- 1. Der frontseitige Bund der Überwurfmutter wird beim Verschrauben mit dem Gegenstück gegen eine Dichtung gepresst, welche sich im Gegenstück (im Stecker oder wie im Anhang dargestellten Sensor) befindet.
- 2. Auf der Rückseite der Überwurfmutter wird eine Dichtung, welche sich in einer Nut in der Umspritzung befindet und radial durch die Überwurfmutter verpresst wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbindung
- 2
- Steckverbinder
- 3
- Gegensteckverbinder
- 4
- Kabel
- 5
- Steckverbindergehäuse
- 6
- Überwurfmutter
- 7
- Frontseitiger Bund
- 8
- Kontaktträger
- 9
- Hülse
- 10
- Gegenkontaktträger
- 11
- Radialdichtung
- 12
- Radialdichtung
