DE102014105144A1

DE102014105144A1 - Luftdichter Steckverbinder und Verfahren zu seiner Verwendung

Info

Publication number: DE102014105144A1
Application number: DE102014105144.0A
Authority: DE
Inventors: Arnaud Barlemont; Gaurav Bhutany; Jean-Merri de Vanssay
Original assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electronics GmbH and Co KG
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-15
Also published as: WO2015154747A1

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung, bestehend aus einem Steckverbinder (1) und einem dazugehörigen Gegenstecker (2), anzugeben, bei welcher der Steckverbinder (1) gegenüber seinem Gegenstecker (2) im gesteckten Zustand eine besonders gute Abdichtung besitzt und insbesondere luftdicht mit ihm abschließt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Dichtungsvorrichtung im zusammengesteckten Zustand sowohl eine axiale als auch rechtwinklig dazu eine radiale Kompression besitzt. Die Dichtungsvorrichtung dazu kann vorteilhafterweise aus zwei Dichtungsringen (11, 12) bestehen, von denen einer (11) radial und der andere (12) axial komprimiert wird. Das Gehäuse (21) des Gegensteckers kann derart ausgestaltet sein, dass es an verschiedenen Bereichen (211, 212) mit dem jeweiligen Dichtungsring (11, 12) optimal zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs 18.
Derartige Steckverbinder werden beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, in der der Vakuumtechnik sowie in der physikalischen Messtechnik, beispielsweise in der Hochdruckphysik, benötigt und können vorteilhafterweise auch im Schiffsverkehr eingesetzt werden.
Stand der Technik
Die Druckschrift DE 10 2006 022 713 A1 zeigt einen Steckverbinder zur Übertragung von Signalen, insbesondere zur kontaktlosen induktiven Übertragung von Messsignalen. Dieser Steckverbinder besitzt eine Dichtung.
Die Druckschrift EP 1 703 599 A1 offenbart einen Steckverbinder mit einem Dichtungsring, der im Querschnitt drei gleichförmige, abgerundete Lippen aufweist. Diese Lippen drücken beim Zusammenstecken mit einem Gegenstecker in radialer Richtung, d.h. senkrecht zu ihrer Steckrichtung, gegen diesen Gegenstecker und dichten so die geschlossene Steckverbindung ab.
Die Druckschrift DE 10 2006 040 254 B4 beschreibt einen Rundsteckverbinder mit zwei Dichtungsringen. Im zusammengesteckten Zustand des Kupplungssteckers mit der Flanschdose besitzen beide Dichtungsringe in radialer Richtung, also senkrecht zur Steckrichtung, welche der Längsachse des Kupplungssteckers entspricht, eine Kompression.
Ein Nachteil im Stand der Technik besteht darin, dass Steckverbinder, insbesondere Steckverbinder, welche eine sogenannte „Push-Pull“-Verrastung aufweisen, im verriegelten Zustand gegenüber ihrem Gegenstecker für einige Anwendungen nicht ausreichend abgedichtet sind und insbesondere nicht ausreichend Luftdicht sind.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung, bestehend aus einem Steckverbinder, insbesondere einem Push-Pull-Steckverbinder, und einem dazugehörigen Gegenstecker, anzugeben, bei welcher der Steckverbinder gegenüber seinem Gegenstecker im gesteckten Zustand eine besonders gute Abdichtung besitzt und insbesondere luftdicht mit ihm abschließt.
Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst.
In einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Verfahrensanspruchs 18 gelöst.
Der Steckverbinder, bei dem es sich insbesondere um einen Push-Pull-Steckverbinder handelt, besitzt gegenüber seinem Gegenstecker im eingesteckten Zustand eine besonders gute Abdichtung, und schließt insbesondere luftdicht mit diesem Gegenstecker ab. Demzufolge kann die Vorrichtung, bestehend aus Steckverbinder und Gegenstecker, im Bereich der Luft- und Raumfahrt oder auch in bestimmten Bereichen der physikalischen Messtechnik, beispielsweise der Hochdruckphysik, oder auch in der Vakuumtechnik, besonders vorteilhaft eingesetzt werden.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dass ein solch luftdichter Steckverbinder beispielsweise auch auf Schiffen eingesetzt werden kann, wobei der Korrosionsschutz durch die besonders gute Abdichtung deutlich verbessert ist, weil keine salzhaltige Luft in den luftdichten Steckverbinder eindringen kann.
Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass, wenn sich die Vorrichtung im zusammengesteckten Zustand befindet, die Dichtungsvorrichtung sowohl eine axiale als auch rechtwinklig dazu eine radiale Kompression besitzt, weil umfangreiche Messungen und Simulationen gezeigt haben, dass dadurch eine besonders gute Abdichtung erreicht wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es ist besonders vorteilhaft, dass die Dichtungsvorrichtung in einer bevorzugten Weiterbildung zumindest zweistückig ausgeführt ist und somit mindestens zwei Dichtungsringe, nämlich einen ersten Dichtungsring und einen zweiten Dichtungsring, umfasst, weil dadurch diese beiden Dichtungsringe mechanisch voneinander entkoppelt sind.
Dadurch kann der erste Dichtungsring radial komprimiert werden und der zweite Dichtungsring kann unabhängig davon und rechtwinklig dazu verformt und dadurch auch axial, also in Steckrichtung des Steckverbinders, komprimiert werden, so dass die Abdichtung durch die Verwendung dieser beiden Dichtungsringe nicht nur doppelt ausgeführt ist sondern sich darüber hinaus auch qualitativ unterscheidet und unterschiedliche Funktionen ausführt, nämlich zudem auch in zwei verschiedene Richtungen, welche bevorzugt senkrecht zueinander stehen, wirkt und somit besonders effektiv ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Gehäuseabmessungen des Gegensteckers der Funktion dieser beiden Dichtungsringe angepasst sind.
Es ist zudem besonders vorteilhaft, dass der erste Dichtungsring drei Lippen aufweist, die bevorzugt zueinander gleichförmig und abgerundet sind weil die Vorrichtung dadurch bereits in dieser ersten Stufe besonders gut abgedichtet ist.
Da die beiden Dichtungsringe, wie zuvor beschrieben, verschiedene Funktionen besitzen, ist es besonders vorteilhaft, dass sich das Querschnittsprofil des zweiten Dichtungsrings von dem des ersten Dichtungsrings unterscheidet.
In einer besonders bevorzugten Ausführung besitzt der zweite Dichtungsring ein Querschnittsprofil, das zumindest einen v-, U-, F-, oder E-förmigen und/oder einen ziehharmonikaartigen Bereich aufweist. Dies kann sich beispielsweise besonders vorteilhaft auswirken, weil dadurch die axiale Kompression zumindest teilweise auch in eine radiale Kraft umgesetzt werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der Gegenstecker ein Gehäuse, das zwei Bereiche besitzt, nämlich einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich. Der erste Bereich besitzt einen ersten Innendurchmesser D1 und der zweite Bereich besitzt einen zweiten Innendurchmesser D2. Der erste Innendurchmesser D1 ist größer als der zweite Innendurchmesser D2.
Mit anderen Worten weist das Gehäuse des Gegensteckers in einer bevorzugten Ausführungsform an seinem steckseitigen Ende, nämlich ein einem ersten Bereich, einen größeren Innendurchmesser auf, als an seinem mittig angeordneten zweiten Bereich.
Bevorzugt kann die Differenz D1 – D2 mindestens 0,25 mm betragen. Besonders bevorzugt kann die Differenz D1 – D2 mindestens 0,5 mm betragen. Insbesondere kann die Differenz D1 – D2 mindestens 0,75 mm betragen. Beispielsweise kann die Differenz D1 – D2 mindestens 1 mm betragen.
Der besagte erste Bereich kann zur axialen Kompression der Dichtungsvorrichtung, insbesondere des zweiten Dichtungsrings, vorgesehen sein. Der besagte zweite Bereich kann zur radialen Kompression der Dichtungsvorrichtung, insbesondere des ersten Dichtungsrings, vorgesehen sein.
Somit kann der besagte erste Bereich des Gehäuses des Gegensteckers im zusammengesteckten Zustand mit dem zweiten Dichtungsring zusammenzuwirken und der besagte zweite Bereich des Gehäuses des Gegensteckers kann im zusammengesteckten Zustand mit dem ersten Dichtungsring zusammenzuwirken. Dadurch kann jeder Dichtungsring entsprechend seiner Form und Funktion optimal mit dem Gegenstecker zusammenwirken.
Weiterhin kann die Vorrichtung eine sogenannte „Push-Pull“-Verrastung besitzen, die einen besonders hohen Bedienkomfort ermöglicht.
Vorteilhafterweise wird so beim Zusammenstecken des Steckverbinders und des Gegensteckers die Dichtungsvorrichtung des Steckverbinders durch einen ersten Bereich des Gehäuses des Gegensteckers axial komprimiert und durch einen zweiten Bereich des Gehäuses des Gegensteckers radial komprimiert.
Insbesondere besteht die Dichtungsvorrichtung somit aus den beiden Dichtungsringen. Dann wird komprimiert beim Zusammenstecken der zweite Bereich des Gehäuses des Gegensteckers den ersten Dichtungsring des Steckverbinders radial und der erste Bereich des Gehäuses des Gegensteckers komprimiert den zweiten Dichtungsring des Steckverbinders axial.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der zweite Dichtungsring ein Querschnittprofil besitzen, welches es ihm ermöglicht, eine axiale Kompression in eine radiale Kraft umzusetzen.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1a Steckverbinder mit zwei Dichtungsringen;
1b den Steckverbinder mit dem Push-Pull-Entriegelungselement in einer Seitenansicht;
1c den Steckverbinder mit dem Push-Pull-Entriegelungselement in einer Schnittdarstellung;
2 den Gegenstecker in einer Schnittdarstellung;
3a den Steckverbinder mit dem noch nicht vollständig eingesteckten Gegenstecker in einer Schnittdarstellung;
3b den Steckverbinder mit dem vollständig eingesteckten Gegenstecker;
4a–m unterschiedliche Ausführungsformen des zweiten Dichtungsrings.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die 1a und die 1b zeigen einen Steckverbinder 1 ohne und mit einem dazugehörigen Push-Pull-Entriegelungselement 14 in einer 3-D Darstellung bzw. in einer Seitenansicht.
In der 1a sind die beiden Dichtungsringe 11 und 12 besonders gut zu sehen. Weiterhin ist das Innengehäuse 13 des Steckverbinders 1 gut zu sehen.
In der 1b ist das Push-Pull-Entriegelungselement 14 besonders gut zu sehen.
Die 1c zeigt den Steckverbinder 1 in einem Querschnitt entlang der gestrichelten Linie aus 1b. Dabei ist insbesondere die Position des ersten Dichtungsrings 11 und des zweiten Dichtungsrings 12 sowie das Innengehäuse 13 und das Push-Pull Entriegelungselement 14 gut zu sehen.
Die 2 zeigt einen Gegenstecker 2 in einer Querschnittsdarstellung. Dabei ist es besonders auffällig, dass dieser Gegenstecker 2 ein Gehäuse 21 aufweist, welches einen ersten Bereich 211 und einen zweiten Bereich 212 besitzt. Im ersten Bereich 211 besitzt das Gehäuse 21 den Innendurchmesser D1. In seinem zweiten Bereich 212 besitzt das Gehäuse 21 den Innendurchmesser D2. Der Innendurchmesser D1 des ersten Bereichs 211 ist größer als der Innendurchmesser D2 des zweiten Bereichs 212. Bevorzugt kann die Differenz D1 – D2 mindestens 0,25 mm betragen. Besonders bevorzugt kann die Differenz D1 – D2 mindestens 0,5 mm betragen. Insbesondere kann die Differenz D1 – D2 mindestens 0,75 mm betragen. Beispielsweise kann die Differenz D1 – D2 mindestens 1 mm betragen.
Die 3 zeigt, wie beiden Bereiche 211, 212 des Gehäuses 21 mit den Dichtungsringen 11, 12 zusammenwirken.
Die 3a zeigt die Vorrichtung in einem noch nicht vollständig eingeschobenen Zustand. Dabei steht der erste Bereich 211 des Gehäuses 21 des Gegensteckers 2 in mechanischem Kontakt mit dem ersten Dichtungsring 11.
Die 3b zeigt die Vorrichtung in einem vollständig eingeschobenem Zustand. Der erste Bereich 211 des Gehäuses 21 deformiert und komprimiert nun den zweiten Dichtungsring 12 im Wesentlichen axial. Der zweite Bereich 212 des Gehäuses 21 komprimiert den ersten Dichtungsring 11 radial.
Die 4a bis 4m zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des zweiten Dichtungsrings 12.
Die 4a zeigt den zweiten Dichtungsring aus der 3a. In der 4b weist der zweite Dichtungsring 12´ ein Profil auf, das einen v-förmigen Bereich besitzt. In den 4c bis 4f, 4j und 4l weisen die zweiten Dichtungsringe 12´´, 12´´´, ... einen Bereich auf, der ein F-förmiges Profil besitzt, welches ein U-förmiges Profil beinhaltet. In den 4g und 4h weisen die zweiten Dichtungsringe 12´´´´´´, 12´´´´´´´ einen Bereich auf, der ein zieharmonikaartiges Profil besitzt.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinder
11: erster Dichtungsring
12, 12´, 12´´ ...: zweiter Dichtungsring
13: Innengehäuse
14: Push-Pull-Entriegelungselement
2: Gegenstecker
21: Gehäuse
211: erster Bereich des Gehäuses
212: zweiter Bereich des Gehäuses
D1: erster Innendurchmesser
D2: zweiter Innendurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006022713 A1 [0004]
EP 1703599 A1 [0005]
DE 102006040254 B4 [0006]

Claims

Vorrichtung, bestehend aus einem Steckverbinder (1) und einem damit in axialer Richtung zusammensteckbaren Gegenstecker (2), wobei der Steckverbinder (1) eine Dichtungsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsvorrichtung im zusammengesteckten Zustand sowohl eine axiale als auch rechtwinklig dazu eine radiale Kompression besitzt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsvorrichtung mindestens zwei Dichtungsringe (11, 12), nämlich einen ersten Dichtungsring (11) und einen zweiten Dichtungsring (12), umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dichtungsring (11) drei Lippen aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Lippen zueinander gleichförmig und abgerundet sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dichtungsring (11) im zusammengesteckten Zustand eine radiale Kompression besitzt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Querschnittsprofil des zweiten Dichtungsrings (12) von dem des ersten Dichtungsrings (11) unterscheidet.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dichtungsring (12) ein Querschnittsprofil besitzt, das zumindest einen v-, U-, F-, oder E-förmigen und/oder einen ziehharmonikaartigen Bereich aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dichtungsring (12) im zusammengesteckten Zustand des Steckverbinders (1) mit dem Gegenstecker (2) eine axiale Kompression besitzt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Dichtungsring (12) ein Querschnittprofil besitzt, welches es ihm ermöglicht, eine axiale Kompression in eine radiale Kraft umzusetzen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstecker (2) ein Gehäuse (21) besitzt und dass das Gehäuse zwei Bereiche (211, 212), nämlich einen ersten Bereich (211) und einen zweiten Bereich (212), aufweist, und dass der erste Bereich (211) einen ersten Innendurchmesser (D1) besitzt und dass der zweite Bereich (212) einen zweiten Innendurchmesser (D2) besitzt und dass der erste Innendurchmesser (D1) größer ist als der zweite Innendurchmesser (D2).
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (D1) und dem zweiten Innendurchmesser (D2) mindestens 0,25 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (D1) und dem zweiten Innendurchmesser (D2) mindestens 0,5 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (D1) und dem zweiten Innendurchmesser (D2) mindestens 0,75 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem ersten Innendurchmesser (D1) und dem zweiten Innendurchmesser (D2) mindestens 1 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte erste Bereich (211) dafür vorgesehen ist, im zusammengesteckten Zustand mit dem zweiten Dichtungsring (12) zusammenzuwirken und dass der besagte zweite Bereich (212) dafür vorgesehen ist, im zusammengesteckten Zustand mit dem ersten Dichtungsring (11) zusammenzuwirken.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte erste Bereich (211) zur axialen Kompression des zweiten Dichtungsrings (12) vorgesehen ist, und dass der zweite Bereich (212) zur radialen Kompression des ersten Dichtungsrings (11) vorgesehen ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine sogenannte „Push-Pull“-Verrastung besitzt.
Verfahren zum luftdichten Verbinden eines Steckverbinders (1) mit einem Gegenstecker (2), wobei der Steckverbinder (1) und der Gegenstecker (2) zusammengesteckt werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenstecken ein erster Bereich (211) des Gehäuses (21) des Gegensteckers (2) eine Dichtungsvorrichtung des Steckverbinders (2) axial komprimiert und dass ein zweiter Bereich (212) des Gehäuses (21) des Gegensteckers (2) die Dichtungsvorrichtung des Steckverbinders (2) radial komprimiert.
Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenstecken der zweite Bereich (212) des Gehäuses (21) des Gegensteckers (2) einen ersten Dichtungsring (11) des Steckverbinders (1) radial komprimiert und dass der erste Bereich (211) des Gehäuses (21) des Gegensteckers (2) einen zweiten Dichtungsring (12) des Steckverbinders (1) axial komprimiert.