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Mehradriges Kabel mit ungeformtem Kupplungskörper Die Erfindung geht
von einem mehradrigen Kabel mit ungeformtem Kupplungskörper aus Kunststoff derjenigen
Bauart aus, bei -der der Kupplungskörper aus einem Hüllkörper, aus einem oder mehreren
Kernkörpern aus elastischem Material, aus dem vom Hüllkörper umschlossenen Kabel
und aus den Einzeladern zugeordneten und vom Kernkörper umhüllten Kontaktelementen
besteht, und schafft eine besonders einfache und wirkungsvolle Lösung für das an
sich bekannte Problem, eine elastische Verklemmung von Stecker und Buchse und damit
einen kontaktsicheren Stromübergang zu schaffen.
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Man hat schon bei einem Kabelstecker, dessen Körper im wesentlichen
aus unnachgiebigem, z. B. thermoplastischem Kunststoff besteht, den in den Körper
hineinragenden Teil der Steckerstifte auf einem Teil seiner Länge mit elastischem
Material, z. B. Gummi, zu umhüllen gesucht. Man hat dabei aber in allen Fällen das
kabelbenachbarte, innere Ende der Stekkerstifte in unnachgiebiges Material eingebettet,
so daß infolge der Eigensteifigkeit der Steckerstifte der elastische Teil der Umhüllung
praktisch wirkungslos blieb. Es nutzte daher auch nichts, daß die Steckerstifte
ursprünglich nicht achsparallel gehaltert wurden.
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Es ist auch ein elektrischer Kontaktstecker bekannt, bei dem die Steckerstifte
im Steckergehäuse nach den Seiten beweglich, d. h. gelenkig, angeordnet sind, wobei
sie ausgeschaltet nicht parallel, sondern schräg zueinander liegen, aber in Stecklage
gegen eine Federwirkung parallel gestellt sind. Bei dieser Ausführungsform sitzen
aber die Stifte nicht materialdicht, sondern mit Spiel im Steckerkörper, und außerdem
wird ein zusätzliches Bauelement, nämlich eine Gegendruckfeder, benötigt. Diese
bekannte Lösung ist also ebenfalls unvollkommen.
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Diese Unvollkommenheiten der bekannten Kabelstecker sind bei der Erfindung
nicht vorhanden. Die Erfindung besteht demgemäß aus einem mehradrigen Kabel mit
ungeformtem Kupplungskörper aus Kunststoff derjenigen Bauart, bei der der Kupplungskörper
aus einem Hüllkörper,aus einem oder mehreren Kernkörpern aus elastischem Material,
aus dem vom Hüllkörper umschlossenen Kabel und aus den Einzeladern zugeordneten
und vom Kernkörper umhüllten Kontaktelementen besteht, dessen Besonderheit darin
liegt, daß das kabelseitige Ende der Kontaktelemente im Kernkörper endet und mit
der zugehörigen Kabelader über einen aus dem Kernkörper bis in den Hüllkörper reichenden,
biegsamen, z. B. band- oder drahtförmigen Teil verbunden ist.
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Die vorliegende Erfindung fußt also auf dem Grundgedanken, den vom
Steckerkörper umhüllten Teil der Kupplungselemente, also z. B. der Steckerstifte,
auf ganzer Länge in elastisches Material einzubetten und den Stromleiter im Übergangsgebiet
zwischen starrem und elastischem Steckerkörperanteil elastisch auszugestalten. Dadurch
erhält das Kupplungselement die Möglichkeit, sich mit seiner Achse auf die des Gegenelementes
auszurichten, wodurch eine elastische Gegenkraft. im elastischen Kernkörper ausgelöst
wird und ,dabei materialdicht eingebettet bleibt.
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Der Kernkörper besteht in an sich bekannter Weise aus elastischem
Material, insbesondere einem natürlichen oder künstlichen Elastomer, und der Hüllkörper
in ebenfalls bekannter Weise aus nicht- oder weniger elastischem Material. Die den
einzelnen Kabeladern zugeordneten Kontaktelemente sind ebenfalls von bekannter Bauart,
bestehen also aus stift-oder messerartigen Steckern oder entsprechend geformten
Buchsen. Das elastische Kernmaterial gibt dem in ihm eingebetteten Kontaktelement
die Möglichkeit, sich durch seitliches Ausweichen oder Verkanten ,der Stellung des
Gegenkontaktelementes anzupassen. Da eine solche Lageänderung gegen die Elastizität
des Kernmaterials vor sich geht, entsteht "infolge der elastischen Rückstellkraft
eine ständige, federnde Verklemmung von Kontaktelement und Gegenelement, durch die
der Kontaktdruck erhöht, die gegenseitige Halterung der beiden Elemente verstärkt
und die Stromübertragung verbessert wird. Um diese elastische Verklemmung auch in
dem Fall zu gewährleisten, in dem zufällig die Stellungszuordnung sämtlicher Kupplungselemente
in Kupplungskörper und Gegenkörper übereinstimmt, wird in an sich bekannter Weise
mindestens eines der mehreren Kontaktelemente mit seiner Mittelachse etwas schräg
gegenüber der Mittelachse zumindest eines anderen
Kupplungselementes
verstellt. Hierdurch wird das elastische Kernmaterial unbedingt elastisch verspannt
und übt daher auf alle Kupplungselemente eine Verschiebekraft,aus, die auch sie
mit dem Gegenelement verstärkt zusammenhält. - .
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Durch die Verankerung der Kontaktelemente mit ihrem Aderärischlußbereich
im Hüllkörper wird nicht nur die Grundstellung, nämlich die toleranzgerechte gegensaitige
Zuordnung der Kontaktelemente gesichert, sondern -darüber hinaus auch die. Möglichkeit
geschaffen, .durch an sich bekannte Maßnahmen, beispielsweise zusätzliche Klammern,
das ganze Kabel im formbeständigen Hüllkörper zu verankern.
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--- Um insbesondere bei- Kontaktelementen größerer -Axiallänge die
Nachgiebigkeit gegenüber der Federkraft des Kernmaterials zu erhöhen, ist das Kontaktelement
in dem an:den,Aderansehlüßbereich angrenzenden, elastisch umhüllten Bereich biegsam.
ausgestaltet. Im allgemeinen wird dies dadurch erreicht, daß dieses Gebiet ein statisch
instabiles Profil erhält, also band- oder drahtförmig ausgestaltet wird. Wenn z.
B. das Kupplungselement in Form _e4ier Buchse, wie bekannt, aus einem eingerollten
Blechzuschnitt besteht,, wird man seinen Aderänschlußbereich als schmale Zunge ausgestalten:
Um ein Herausziehen -des Kontaktelementes in axialer Richtung aus. dem Kupplungskörper
zu verhindern, wird dieser querschnittsverringerte Absdhnitt des Kontaktelementes
an seinem in das Hüllmaterial-hineinreichenden Ende widerhakenförmig ausgestaltet,
indem beispielsweise seitliche Zungen abgebogen oder durch Aufschneiden des letzten
Endes geschaffene Lappen nach verschiedenen Seiten umgeklappt werden. An solche
seitlich angeknickte Lappen läßt sich im übrigen. die Kabel ader leichter durch-
Lötung oder Verklemmung-befestigen: Dem gleichen Zweck der Verhinderung eines axialen
Auseinanderreißens des Kupplungskörpersdient die weitere Ausgestaltung -der Eifindung,
daß zwecks Halterungsverbesserung Kern- und- Hüllkörper teilweise ineinandergreifen.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht. werden, daß dem Kern oder den Kernen
eine unglatte, beispielsweise runzelige Oberfläche gegeben wird, so daß sich das
Hüllkörpermaterlal beim späteren Anguß in die Kernoberflächenverteilungen einlagern
kann. Es ist aber auch möglich, im Kern oder bei mehreren Kernen in den Zwischenräumen
zapfenähnliche oder gar durchgehende Hüllkörperelemente vorzusehen. Umgekehrt ist
es auch möglich, das Kernmaterial mit oberflächlich herausragenden Zapfen, Leisten
od. dgl. zu versehen. Eine besondere Ausgestaltungsfoimdieser Halterungsverbesserung
besteht darin, daß das Kernmaterial durch den Hüllkörper bis zu dessen Außenfläche
hin hindurchreicht. Dieser sichtbare Teil des Kernmaterials kann entweder für geschmackliche'
Zwecke oder alsHerkunftsmerkmaladerinsbesondere als Träger für Symbole dienen. Ein
solches Symbol kann beispielsweise die Zuordnung von Kupplungskörper und den Gegenkörper
kennzeichnen oder dazu dienen, die Polarität einer Ader erkennbar zu machen.
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Der Kern kann aber auch auf seiner axialen*Stirnseite mit Vorsprüngen
versehen sein. Auf der Aderanschlußseite wird er..vdrzugsweise mit Führungselementen,
wie Rippen- oder Zapfenpaaren, für die seitlich an die einzelnen- Kontaktelemente
heranlaufenden Einzeladern des Kabels versehen. Hierbei läßt sich die-Elastizität
-des:Kerrimaterials erfolgreich ausnutzen, indem man .seine Führungselemente beispielsweise
unterscheidet, so daß sie mit ihren Kuppen die eingeführte Kabelader übergreifen.
Dies hat fabrikatorisch den großen Vorteil, daß der Arbeitsvorgang, mit dem der
Kupplungskörper an das mehradrige Kabel angesetzt- wird; von dem Arbeitsvorgang
getrennt werden-- kann, mit dem die Einzeladein an die zugehörigen Kontaktelemente
angeschlossen werden. Hierdurch wird unter anderem eine größere Sicherheit.- im
richtigen Aderanschluß gewährleistet. Da diese Halterungssicherung auch noch beim
Anbringen des Hüllkörpers wirksam ist, kann der Strömungsdruck der flüssigen Hüllkörpermasse
beim Umspritzen des Kernkörpers keinen Schaden anrichten, und somit besteht-eine--größere-Freiheit-bezüglich
der Zuführung und Verteilung des Hüllkörpermaterials um den Kernkörper und damit
die Möglichkeit zur Herstellung komplizieiterer:profilierter und insbesondere vielpoligerer
Kupplungskörper.
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Auf der mit dem Kupplimgselernent in Berührung kommenden Seite kann
das Kernmäterial--als Abschlußelement gegen Feuchtigkeit dienen. Zu diesem Zweck
wird es über die Abschlußfläche des Hüllkörpers hinaus in Pfropfenform verlängert.
Ein solcher Pfropfen kann -entweder die - gesamte- Fläche des Kupplungskörpers ausfüllen
-oder im Fall von Stek kern die -.einzelnen Steckerkörper umhüllen. Das Kupplungsgegenelement
erhält dann eine entsprechende Aussparung an der Hüllkörpergegenfläche.
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Um gewisse Sicherheitsvorschriften bezüglich der Erhaltung der elektrischen
Isolation der -Kontaktelemente selbst bei übermäßiger Erwärmung des Kupplungskörpers
zu erfüllen,. kann -in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwischen Kontaktelement
und elastischem -Kernmaterial eine - elektrische Isolierschicht angeordnet sein,
die bei: allen möglicherweise infolge unzulässiger Stromüberlastung etwa auftretenden
Temperaturen unschmelzbar ist.
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- In der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen sind die neuen
Ausführungsfiguren dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Dreifachsteckbuchse mit seitlichem
Kabelaustritt und mit Merkmalen der Erfindung im Längsschnitt, F i g. 2 einen Zweistiftstecker
mit axialem Kabelaustritt im Längsschnitt, F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
dieses Steckers gemäß F i g. 2 in einem Querschnitt etwa längs der Linie IH-HI'
der F i g. 2, F i g. 4 eine noch andere abgewandelte Ausführungform gemäß F i g.
2 in Seitenansicht und F i g. 5 eine geschlossene Kabelkupplung in Form einer Zweifachbuchse
und eines Zweistiftsteckers im Längsschnitt.
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In allen Figuren ist der Hüllkörper aus nicht- oder -wenig elastischem
Material mit 1, der Kernkörper aus elastischem Material mit 2, das Kabel mit 3,
die einzelnen Kabeladern mit 4', 4" sowie 4"' und die Kontaktelemente, sofern sie
Buchsenform besitzen, mit 5', 5" sowie 5"' und, sofern sie Steckerform besitzen,
mit 8; 8' sowie 8" bezeichnet.
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Der in Fig.1 dargestellte Kupplungskörper besitzt einen seitlichen
Kabelanschluß, und seine Buchsenelemente 5', 5", 5"' sind in dem Bereich, in dem
die einzelnen Kabeladern 4', 4", 4"', z. B. durch Lötueg, befestigt - sind, erfindungsgemäß
als biegsames Band 6', 6"3 _6"' ausgestaltet.
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Der Hüllkörper 1 besitzt indem Gebiet, in dem die Buchsen 5', 5",
5"' in dem Kernmaterial 2 enden,
Öffnungen 7', 7", 7"' von größerem
Querschnitt, als die Außenweite der Buchsen 5', 5" sowie 5"' beträgt. Dadurch ist
die früher beschriebene Möglichkeit geschaffen, daß sich die im elastischen Kernmaterial
2 eingebetteten Buchsen durch seitliches Ausweichen oder Verkanten der in sie einzuführenden
Steckerstifte des Gegenkontaktes anpassen können. F i g. 1 zeigt dabei an Hand der
linken; äußeren Buchse diejenige abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei
der durch absichtlich schräge Anordnung dieser Buchse, d. h. durch Schrägstellung
ihrer Mittelachse 61, eine Verklemmung des Gegensteckers in dieser Kontaktbuchse
6"' zwangläufig und auf jeden Fall erzielt wird.
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Die Ausführungsform gemäß F i g. 2 besteht -aus einem Zweisteckersteckkörper,
bei dem das Kabel etwa achsparallel zu den Steckerstiften 8' und 8" austritt. Auch
in diesem Fall sind die Steckerstifte mit elastischen, beispielsweise bandförmigen
Lötlappen 9', 9" versehen und tragen fernerhin Eindrehungen 10',10", um eine verstärkte,
mechanische Umklammerung durch das Kernmateral2 zu gewährleisten.
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In dieser F i g. 2 ist fernerhin die früher beschriebene, weitere
Ausgestaltung der Erfindung zeichnerisch dargestellt, bei der Hüllkörper und Kernkörper
im Mantelgebiet miteinander verzahnt sind, damit der Kern nicht etwa bei übermäßiger
Zugbeanspruchung aus dem Hüllkörper herausgezogen werden kann. Die gegenseitige,
mechanische Verankerung von Hüllkörper 1" und Kernkörper 2 wird fernerhin durch
einen Querzapfen 12 aus Hülhnaterial im Gebiet des Kernkörpers geschaffen.
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F i g. 3 entspricht bezüglich des allgemeinen Innenaufbaues der Ausführungsform
nach F i g. 2, unterscheidet sich aber dadurch, daß der Kernkörper in Form zweier
Rippen 13 diesseits und jenseits der Anschlußstelle der Kabelader 4' an den
Steckerkörper 8' nach dem Kabe13 hin rippenartig verlängert ist, so daß hierdurch
die an sich nachgiebigen, freien Kabeladerenden beim Umspritzen mit dem Hüllkörpermaterial
eine mechanische Stütze gegen unerwünschte Verlagerung durch die flüssige Hüllkörpermasse
erfahren. Bei mehrpoligem Kontaktkörper, etwa nach Art der F i g. 1, können diese
Rippen fernerhin als Montagehilfe ausgenutzt werden, indem sie :als provisorische
Halteorgane für die nur lose eingelegten, einzelnen Kabeladern benutzt werden können.
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Der Verdrängungsschutz läßt sich übrigens noch dadurch verstärken,
daß das Kernkörpermaterial beim Anlöten der Kabeladern an die entsprechenden Anschlußlappen
an diesen Stellen örtlich bewußt so stark erwärmt wird, daß es entweder zusammenfließt
oder verklebt.
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In der F i g. 4 ist diejenige Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der - ebenfalls in erster Linie aus Gründen einer gegenseitigen Verankerung
von Kern- und Hüllmaterial - das Kernmaterial in das Hüllmaterial hineingreift,
und zwar dieser besonderen Ausführungsform entsprechend bis zu der aus Hüllkörpermasse
bestehendenAußenfläche des Kupplungskörpers reicht. Bei der zeichnerisch dargestellten
Ausführungsform erhalten diese Verlängerungszapfen des Kernkörpermaterials eine
Querschnittsgestalt, die dem Fachmann einen technisch bestimmten Symbolbegriff gibt.
Im dargestellten Beispiel werden ein Minus- und ein Pluszeichen dargeboten, die
die Polarität des örtlich zugeordneten Steckerstiftes angeben sollen. Die Erkennbarkeit
der Signierung kann dabei entweder dadurch hervorgerufen werden, daß Kernmaterial
und Hüllmaterial unterschiedliche Färbung erhalten. Man kann aber auch das Kernmaterial
fühlbar über die Hüllkörperaußenfläche hinausragen lassen. In beiden Fällen kann
die sichtbare Signierung während des Herstellungsvorganges entweder von vornherein
sichtbar sein oder erst durch eine nachträgliche Bearbeitung, beispielsweise Materialentfernung,
sichtbar gemacht werden.
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Die in F i g. 5 dargestellte Ausführungsform zeigt eine geschlossene
Kabelkupplung, die durch Aneinandersetzen eines zweipoligen Steckers etwa gemäß
F i g. 2 mit einem entsprechend ausgestalteten zweibuchsigen Gegenkörper hergestellt
worden ist. Da die Bauelemente der beiden Kupplungshälften praktisch dieselben wie
bei den früher beschriebenen Ausführungsformen sind, wurden gleiche Teile mit gleichen
Bezugsziffern versehen.
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Die Besonderheit der in dieser F i g. 5 dargestellten Ausführungsform
besteht darin, daß der Kernkörper 20 des Steckerelementes S auf der Austrittsseite
der Steckerstifte 8' und 8" eine schüsselförmige, unterschnittene Vertiefung 21
aufweist, während das Buchsenelement B andererseits über das Aufnahmeende der Buchsen
5' und 5" hinaus pfropfenförmig verlängert und nach außen hin derart wulstig vergrößert
ist, daß es beim Zusammenstecken mit dem Steckerkörper S in dessen schüsselförmige
Vertiefung 22 eindringen kann. Dabei untergreift der Wulstrand des Elementes B die
Unterschneidung der Vertiefung des Teils S. Hierdurch wird einerseits die gegenseitige
Halterung der beiden Teile und ihre Sicherung gegen ungewolltes Auseinanderreißen
:erhöht und andererseits infolge der dichten Anlage der beiden elastischen Materialien
ein Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern, einschließlich Feuchtigkeit usw.,
geschaffen.