DE1465517C3 - Wasserdichte elektrische Steckverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wasserdichte elektrische Steckverbindung bestehend aus einem Stecker und einer Steckdose, wobei der isolierte Stecker einen länglichen Steckteil besitzt, der Kontaktstücke aufweist, die an einem Teil seiner Oberfläche austreten und bei Schaltverbindung mit komplementären, an der Innenfläche der Steckdose freiliegenden Kontaktstükken Kontakte bilden, und wobei die Querschnittsfläche des länglichen Steckteils des Steckers auf seiner ganzen Länge mindestens so groß wie der Querschnitt der Buchse auf ihrer ganzen Länge ist.

Bei einer solchen bekannten Steckverbindung (US-PS

19 01 040) wird bezweckt, daß die Steckdose oder das Kupplungsstück in getrenntem Zustand kurzschlußfrei bleiben soll. Da die Steckdose im getrennten Zustand unter Spannung steht, weist sie eine Buchse bzw. einen Schalt-Einsatz auf, dessen Kontaktstücke erst bei Einstecken des Steckers auf Grund einer teleskopartigen Verschiebung innerhalb der Steckdose in Kontakt mit Kontaktteilen der Steckdose gebracht werden. Die bekannte Steckverbindung ist somit im gekoppelten Zustand wasserdicht und im getrennten Zustand kurzschlußfrei. Es besteht jedoch in verschiedenen Fällen das 'Bedürfnis, elektrische Leitungen unter Wasser miteinander zu verbinden. Diese Funktion kann von der bekannten Steckverbindung nicht erfüllt werden, weil die Buchse der Steckdose gleichsam ein Sackloch darstellt, aus dem bereits vorhandenes Wasser bei Einführen des Steckers nicht entweichen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Gegenstand der im Oberbegriff des Anspruches 1 gekennzeichneten Gattung eine kurzschlußfreie Steckverbindung zu schaffen, die bei Vorhandensein von Kondens- oder Spritzwasser oder unter Wasser die Verbindung und Trennung von elektrischen Leitungen ermöglicht. Die Steckverbindung soll auch unter Wasser wasserdicht bleiben.

Die Lösung besteht erfindungsgemäß in den im vorstehenden Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Steckverbindung erlaubt nach erstmaliger Kopplung von Stecker und Steckdose unter Wasser im spannungslosen Zustand der Kontaktteile ein beliebiges nachfolgendes Schalten durch Längsbewegung bzw. Drehbewegung des Steckers.

Eine durchgehende, beidseitig beschaltbare Buchse ist als solche innerhalb eines Bananensteckers bekannt

(DT-Gbm 17 37 867). Der bekannte Bananenstecker weist zur Querabzweigung eine Buchse auf, die zweiseitig offen ist und zum Schutz des spannungsführenden Endes des Steckers vor Berührung mit vorstehenden Augen versehen ist. Offensichtlich wird mit dieser bekannten Anordnung keine wasserdichte Steckverbindung bezweckt, sondern eine Verbindung auf einer Schalttafel, einem Elektronikbaustein od. dgl.

Bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung ermöglicht die durchgehende Buchse das Austreten von Wasser bei Kopplung von Stecker und Steckdose bzw. bei Längsverschiebung des Steckteiles. Weiterhin befinden sich die Kontaktstücke von Steckteil bzw. Steckdose jeweils in deren mittleren Bereich, d. d. die röhrenförmigen Ansätze der Steckdose umschließen den Steckteil wegen der Elastizität eines oder beider Teile derart fest, daß ein Eindringen von Wasser unmöglich ist. Es sind zwar weiterhin in elastisches Material eingebettete, zueinander konzentrische Kontakteinheiten als solche innerhalb einer druckwasserdichten Steckvorrichtung bekannt (DT-PS 11 07 314); im bekannten Falle besitzt der Steckerteil abgestufte Durchmesser und einen konischen mit einer entsprechenden Konizität der Buchse abgestimmten elastischen Bereich zur Abdichtung. Konizität und abgestufte Durchmesser stehen jedoch einer Verschiebung oder Veränderung der Kontaktverhältnisse innderhalb der Steckverbindung entgegen. Weiterhin gelangen im bekannten Falle nur relativ kleine Flächen zur für die Abdichtung erforderlichen Anlage.

Die erfindungsgemäße Steckverbindung ist durch großflächige Sperren gegen Eindringen des Wassers gesichert, die aneinanderliegenden Flächen können gegeneinander verschoben werden, so daß eine Verbindung oder Trennung von elektrischen Leitungen unter Wasser möglich ist.

Zweckmäßigerweise ist der Querschnitt des Steckteiles kreisförmig und die Oberfläche seines zylindrischen Kontaktstückes fluchtet mit seiner Oberfläche.

Vorteilhaft wird als Kontaktstück der Steckdose eine zumindestens teilweise in deren Isoliermantel eingebettete Federmanschette verwendet. Bei einer solchen Form entsteht ein inniger Kontakt mit dem Kontaktstück des Steckerteils.

Die Zuführungen zum Stecker bzw. zur Steckdose sind dadurch gesichert, daß dieselben jeweils Isolierstükke aufweisen, in die Leiter mit Isolierung geführt sind und in denen die Leiter in mittelbarem Kontakt mit den Kontaktstücken des Steckerteiles bzw. innerhalb der Steckdose stehen.

Weiterhin können vorteilhaft in Längsrichtung des Steckteiles mehrere Kontaktstücke angeordnet sein, die jeweils einen kontaktgebenden Bereich auf der Oberfläche des Steckteils bilden.

Gemäß einer Variante der Erfindung kann ein Kontaktstück exzentrisch zur Buchsenachse teilweise in das Isoliermaterial der Steckdose eingebettet sein, so daß die Kontaktgabe mit dem Kontaktstück des Steckers in einem begrenzten Winkelbereich an der Innenfläche der Steckdose erfolgt, d. h. die Leitungsverbindung oder -Trennung unter Wasser geschieht durch Drehung des Steckers.

Zweckmäßig sind zur Winkel-Positionierung bei der Drehung bzw. zur Längspositionierung bei tier Längsverschiebung entsprechende Markierungselemente bzw. Anschläge vorgesehen.

Ferner ermöglicht die Erfindung vorteilhaft die Erweiterung auf mehrere parallele längliche Sleckteile und entsprechende Buchsen in der Steckdose.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführung der Steckverbindung im gekoppelten Zustand,

Fig.2 einen Schnitt in Längsrichtung durch die in Fig. 1 dargestellte Steckverbindung im getrennten Zustand,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer anderen Ausführung der Steckverbindung im gekoppelten Zustand,

F i g. 4 einen Schnitt in Längsrichtung durch die in Fig.3 dargestellte Steckverbindung in getrenntem Zustand,

F i g. 5 und F i g. 6 Querschnitte in Linien 5-5 bzw. 6-6 den Schnittlinien der F i g. 4, gemäß,

F i g. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung der Steckverbindung im gekoppelten Zustand,

Fig.8 einen Schnitt in Längsrichtung durch die in Fig. 7 dargestellte Steckverbindung im getrennten Zustand,

Fig.9 einen Querschnitt der Schnittlinie 9-9 der Fig. 8 gemäß und

Fig. 10 einen Querschnitt der Schnittlinie 10-10 der F i g. 8 gemäß.

Die Steckverbindung besteht aus einer Steckdose 22 und einem Stecker 24. Einer oder beide dieser Teile können aus elastischem Material, wie z. B. Gummi oder einem Elastomer, gefertigt sein. Die Steckdose hat einen röhrenförmigen Ansatz 26, der eine längliche, beiderseits offene Buchse 28 bildet. Der röhrenförmige Ansatz 26 e-nthält einen Kontaktteil 30. Der Kontaktteil 30 ist mit einem Leiter 32 verbunden, der in der Isolierung 34 geführt ist. Die Steckdose 22 ist mit einem weiteren röhrenförmigen Ansatz 36 ausgestattet. Dieser Ansatz umschließt eng den Leiter 32 und die Isolierung 34, um das Eindringen von Flüssigkeit in die Buchse 28 zu verhindern. Dieser röhrenförmige Ansatz 36 bildet den Griffteil für die Steckdose 22. Die Steckdose 22 kann auch mit einem weiteren Griffteil 38 ausgestattet sein. Anstelle des Griffteiles 38 kann die Steckdose ersatzweise mit einem zweiten röhrenförmigen Ansatz ausgestattet werden, der dann einen zweiten Leiter 40 mit seiner Isolierung 42 aufnimmt.

Der Stecker 24 besitzt einen länglichen Steckteii 44. Der Steckteil 44 enthält einen Kontakt 46, der zumindest teilweise am Umfang des Steckteiles 44 frei liegt. Der Kontakt 46 ist elektrisch mit einem metallischen Leiter 48 verbunden, der in den Stecker 24 eingebettet ist und gleichzeitig fürdiesen als Versteifung dient. Das äußere Ende des metallischen Leiters 48 ist mit dem Kabelleiter 50 verbunden, der in einer Isolierung 52 geführt ist. Der Stecker 24 ist mit einem röhrenförmigen Ansatz 54 ausgestattet, der das innenliegende Ende des Leiters 50 und die Isolierung 52 eng umschließt, um das Eindringen von Flüssigkeit zu verhindern.

Die röhrenförmigen Ansätze 26 der Steckdose 22 besitzen Ränder 56. Je nach Einsteckseite gelangt der entsprechende Rand 56 an einer Schulter des Steckers so zur Anlage, daß die Kontaktgabe zwischen den Kontaktstücken 46 und 30 gewährleistet ist. Zu diesem Zweck befindet sich die Schulter 58 in einem definierten Abstand vom Kontakt 46. Die Steckdose 22 bzw. deren Kontaktstück sind komplementär ausgelegt bzw. angeordnet. Der vorzugsweise im Querschnitt kreisförmige Steckteil wird in eingeschobenem Zustand eng von der Wandung der Steckdose 22 bzw. deren röhrcnförmi-

gen Ansätzen 26 umschlossen. Falls erforderlich kann für den Steckteil 44 eine etwas größere Querschnittsfläche gewählt werden als für die Buchse 28. Bei der in Fig.3 bis 6 dargestellten Ausführung setzt sich die Steckverbindung 120 aus einer Steckdose 122 und einem Stecker 124 zusammen. Diese Ausführung ermöglicht eine mehrpolige Verbindung. Die Steckdose 122 hat einen länglichen, röhrenförmigen Ansatz 126. der die Buchse 128 bildet. In der Buchse 128 sind in Längsrichtung mehrere elektrische Kontaktstücke 129. 130 und 131 angeordnet. Jedes dieser Kontaktstücke liegt mindestens zum Teil zur Innenseite der Buchse hin frei und ist in der in F i g. 2 gezeigten Weise mit jeweils einem Leiter verbunden. Diese Leiter gehören zu einem isolierten Kabel 134, das von einem röhrenförmigen Ansatz 136 eng umschlossen wird.

Die Kontaktstücke 129, 130 und 131 werden zweckmäßigerweise, wie bereits erwähnt und in F i g. 5 gezeigt, als Federmanschetten ausgeführt und sind zum Teil in das elastische Material des Buchsenkörpers eingebettet. Die Kontaktstücke können aus rückfederndem Material gefertigt sein. Auch kann der Kontaktdruck allein durch die Elastizität derSteckdose bewirkt werden.

Der Stecker 124 besitzt einen Steckteil 144 mit den Kontaktstücken 145, 146 und 147, die in Längsrichtung so auf dem länglichen Steckteil 144 angeordnet sind, daß ihr Abstand dem der Kontaktstücke 129,130 und 131 in der Steckdose 122 entspricht und bei voll in die Buchse 128 eingeschobenem Steckteil 144 einwandfreie Kontaktgabe gewährleistet ist. Die Stellung des Steckteiles 144 in bezug auf die Buchse 128 wird durch einen Rand 156 am röhrenförmigen Ansatz 126 der Steckdose 122 einerseits sowie eine Schulter 158 am Stecker 124 andererseits bestimmt.

Das Kontaktstück 147 bildet mit zwei röhrenförmigen Teil 160 und 162, die beidseitig des Kontaktstückes 147 in Längsrichtung des Steckerteiles 144 laufen, eine Einheit. Diese röhrenförmigen Teile 160 und 162 versteifen den Stecker 124. Der röhrenförmige Teil 160 ist mit Öffnungen 164 und 166 ausgestattet, die von den Leitern 150 durchdrungen sind, die ihrerseits an die Kontaktstücke 145 bzw. 146 angeschlossen sind. Die Leiter 150 sind ebenso wie die röhrenförmigen Teile 162 Bestandteile eines Kabels 168, das fest vom röhrenförmigen Ansatz 154 des aus elastischem Material bestehenden Stecker umschlossen wird. Die Querschnittsfläche des Steckerteiles 144 ist mindestens genauso groß wie die Querschnittfläche der Buchse 128, so daß der Stecker 144 eng von der Wandung der Buchse 128 umschlossen ist. Über der Ausführung nach Fig. 1 und 2 ist eine etwas größere Querschnittsfläche des Steckerteiles 144 möglich.

Bei der in Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführung besteht die Steckverbindung 220 aus der Steckdose 222 und dem Stecker 224. Wiederum bestehen eines oder beide Teile der Steckverbindung aus elastischem Material oder einem Elastomer. Die Steckdose 222 enthält mehrere, parallel zueinander angeordnete Buchsen 228 mit dazwischen liegenden Abschnitten 226. Jede der Buchsen 228 ist mit einem Kontaktstück 230 ausgestattet, das als Federmanschette ausgeführt sein kann. Die Kontaktstücke sind mit einzelnen Leitern 232 verbunden, die zu einem Kabel 234 zusammengefaßt sind. Die Steckdose 222 besitzt einen röhrenförmigen Ansatz 236, der das Kabel 234 eng umschließt. Die Steckdose weist eine Hülse 237 auf, die zweckmäßigerweise in der Mitte zwischen den einzelnen Buchsen 228 angeordnet und mit einer Führungsnut 239 versehen ist.

Der Stecker 224 ist analog mit mehreren Steckteilen 244 und einem in der Mitte angeordneten Zentrierstift 241 ausgestattet. Der Zentrierstift 241 ragt über den Steckerteil 244 hinaus und wird beim Einstecken des Steckerteiles 244 in die Buchsen 228 seinerseits in die Hülse 237 eingeführt. Der Zentrierstift 241 hat eine Führungsnase 249, die in die Führungsnut 239 in der Hülse 237 paßt und bewirkt, daß der Stecker beim -Herstellen der Steckverbindung in bezug auf den Buchsenkörper 222 die richtige Lage einnimmt. Die einzelnen Steckteile sind so angeordnet, daß sie bei dieser Lage in die Buchsen 228 passen. Jeder einzelne Steckteil 244 trägt eine Kontaktzone 46, der mit einem zugeordneten Leiter 248 eine Einheit bildet. Die Leiter 248 dienen gleichzeitig zur Versteifung des Steckers 224. Jeder Leiter 248 ist mit dem entsprechenden Kabelleiter 250 verbunden. Alle Kabelleiter sind zum Kabel 252 zusammengefaßt, das vom röhrenförmigen Ansatz 252 des Steckerkörpers 224 eng umschlossen ist.

Die Buchsen 328 besitzen wie bei den anderen Ausführungen Ränder 256, die im gekoppelten Zustand mit der Schulter 258 des Steckers 224 in Berührung gelangen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Wasserdichte elektrische ' Steckverbindung, bestehend aus einem Stecker und einer Steckdose, wobei der isolierte Stecker einen länglichen Steckteil besitzt, der Kontaktstücke aufweist, die an einem Teil seiner Oberfläche austreten und bei Schaltverbindung mit komplementären, an der Innenfläche der Steckdose freiliegenden Kontaktstücken Kontakte bilden, und. wobei die Querschnittsfläche des länglichen Steckteiles des Stekkers auf seiner ganzen Länge mindestens so groß wie der Querschnitt der Buchse auf ihrer ganzen Länge ist, dadurch geken nzeich η e t, daß die Steckdose (22, 122, 222) eine durchgehende, beidseitig beschaltbare Buchse (28, 128, 228) aufweist, daß ihr Mantel beidseitig des Kontaktbereiches in röhrenförmige Ansätze (26, 126, 226) übergeht, daß die Kontaktstücke (46, 145, 146, 246) des Steckteiles (44, 144, 244) in seinem mittleren Bereich mindestens teilweise freiliegen und daß Steckdose (22, 122, 222) und/oder Stecker (24, 124, 224) aus elastischem Material beste'hen.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Steckteiles (44) kreisförmig ist und die Oberfläche seines zylindrischen Kontaktstückes (46) mit seiner Oberfläche fluchtet.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (30, 130,230) der Steckdose (22) eine zumindest teilweise in das Isoliermaterial der Steckdose eingebettete Federmanschette ist.

4. Steckverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stecker (24) und Steckdose (22) jeweils Isolierstücke (54 bzw. 36) aufweisen, in denen Leiter (50) mit Isolierung (52 bzw. 34) geführt sind und in denen die Leiter in Kontakt mit den Kontaktstücken (46 bzw. 30) stehen.

5. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Steckteils (144) mehrere Kontaktstücke (145, 146) angeordnet sind, die jeweils einen kontaktgebenden Bereich auf der Oberfläche des Steckteiles (144) und fluchtend mit derselben bilden( Fig.4, Fig.6).

6. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein exzentrisch zur Buchsenachse teilweise in das Isoliermaterial der Steckdose (122) eingebettetes Kontaktstück (130,131), so daß die Kontaktgabe mit dem Kontaktstück (145, 146) des Steckers in einem begrenzten Winkelbereich an der Innenfläche der Steckdose (122) erfolgt (Fig. 5).

7. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein röhrenförmiges Versteifungselement (48, 160) im Steckteil (44,144) des Steckers (24,124).

8. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Winkel-Positionierung der Kontaktstücke zueinander Markierungselemente am Außenmantel von Steckdose (122) und Stecker (124) angebracht sind( Fi g. 3).

9. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längspositionierung des Steckerteiles (44, 144, 244) eine Ringschulter (58 bzw. 158 bzw. 258) aufweist, die an einen Rand (56 bzw. 156 bzw. 256) der Steckdose (22,122,222) anschlägt.

10. Steckverbindung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (224) mehrere parallele längliche Steckteile (244) mit zylindrischen Kontaktstücken (46) in ihrer Mitte und einen Zentrierstift (241) aufweist und daß die Steckdose (222) komplementär zu den Steckteilen (244) mehrere parallel durchgehende Buchsen (228) mit Kontaktstücken (230) in ihren mittleren Bereichen besitzt (Fig. 8).

11. Steckverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierstift (241) eine Führungsnase (249) komplementär zu einer Führungsnut (239) in einer Hülse (237) der für den Stecker (224) bestimmten Steckdose (222) hat.