DE2313726B2

DE2313726B2 - Steckvorrichtung mit einem Stecker und einer Kupplung

Info

Publication number: DE2313726B2
Application number: DE2313726A
Authority: DE
Inventors: Norbert L. Placentia Calif. Moulin (V.St.A.)
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1972-04-03
Filing date: 1973-03-20
Publication date: 1978-04-06
Also published as: IT988141B; DE2313726C3; BE797644A; GB1406161A; US3792416A; FR2179788A1; JPS4915980A; JPS5316912B2; DE2313726A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung mit einem Stecker und einer Kupplung, die jeweils in einem Grundkörper eingesetzte Kontakte mit Stiften bzw. Buchsen aufweisen, und einer die Grundkörper verbindenden Übergangsdichtung, die einen rohrförmigen Abschnitt und an dessen Enden angebrachte Dichtungslippen umfaßt, die über den rohrförmigen Abschnitt gegeneinander napfförmig zurückgebogen sind und jeweils an einer ringförmigen Innenfläche des benachbarten Grundkörpers anliegen.

Eine solche Steckvorrichtung ist aus der DT-AS i 1 02 235 bekannt. Bei dieser bekannten Steckvorrichtung umschließt der rohrförmige Abschnitt der Übergangsdichtung die Grundkörper von Stecker und Kupplung. An den Außenflächen der Grundkörper sind Kappen befestigt, welche die Grundkörper nach Art einer Hülse ringförmig umgeben und in welche die Übergangsdichtung bei hergestellter Verbindung mit ihren Enden eingreift. Die Innenflächen dieser Kappen bilden die ringförmigen Innenflächen, an denen die napfförmig zurückgebogenen Dichtungslippen der Übergangsdichtung anliegen.

Da bei der bekannten Steckvorrichtung die Dichtungsanordnung am Umfang des Grundkörpers angebracht ist, vergrößert sie den Durchmesser der Grundkörper beträchtlich. Die bekannte Steckvorrichtung hat daher einen großen Platzbedarf. Weiterhin müssen für ihre Wirksamkeit die an den Grundkörpern angebrachten Kappen mit den Grundkörpern absolut dicht verbunden sein. Irgendein Fehler bei der Anbringung der Kappen oder auch eine Beschädigung der außen frei liegenden Kappen oder ihrer Verbindung mit den Grundkörpern würde zu einem Versagen der Dichtung führen. Weiterhin dürfte es kaum möglich sein, eine solche Übergangsdichtung bei Steckvorrichtungen anzuwenden, deren Grundkörper einen unrunden Querschnitt haben, weil dann die Gefahr besteht, daß durch ungleichmäßige Belastung der Übergangsdichtung doch Spalte entstehen, durch die ein unter Druck stehendes Medium in das Innere des Steckers eindringen kann. Wenn endlich die Übergangsdichtung der bekannten Steckvorrichtung aus dem einen oder anderen Grunde defekt werden sollte, könnte das durch die Dichtung eindringende äußere Medium alle Kontakte des Steckers erreichen und daher besonders leicht zu Kurzschlüssen und sonstigen Störungen führen.

Aus der DT-OS 15 15 806 ist eine Steckvorrichtung bekannt, bei der der Grundkörper der Kupplung den Grundkörper des Steckers im wesentlichen aufnimmt. Am Umfang des Grundkörpers des Steckers befindet sich ein radial abstehender Flansch, der napfförmig nach hinten zurückgebogen wird, wenn der Stecker in die Kupplung eingeführt wird. Er bildet dann eine napfförmig zurückgebogene Dichtungslippe, die an der Innenfläche der Aussparung im Grundkörper der Kupplung anliegt. Hierbei wird eine ähnliche Art der Abdichtung erzielt wie bei der Steckvorrichtung nach der vorstehend behandelten DT-AS 11 02 235. Allerdings setzt die Steckvorrichtung nach der DT-OS

15 15 806 voraus, daß wenigstens der Grundkörper des Steckers aus einem hochelastischen Material besteht, und es muß der Grundkörper der Kupplung so groß ausgebildet sein, daß er den Grundkörper des Steckers mit Abstand umgeben kann. Auch hier ist also wieder der Platzbedarf für die Steckvorrichtung unverhältnismäßig groß, und es weist auch im übrigen diese bekannte Steckvorrichtung im wesentlichen die gleichen Nachteile auf, wie sie oben für die Steckvorrichtung nach der DT-AS 11 02 235 behandelt worden sind. iu

Als Alternative zu solchen Dichtungen, wie sie aus den vorstehend behandelten Druckschriften bekannt sind, werden zwischen den Stirnflächen von Steckern und Kupplung elastische Dichtungsscheiben angeordnet. Eine solche Steckvorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 30 77 572 bekannt. Bei einer solchen Dichtung müssen die Grundkörper von Stecker und Kupplung mit hohem Druck gegeneinander verspannt werden, wenn eine brauchbare Abdichtung erzielt werden soll. So muß ein Anpreßdruck von etwa 60 N/cm² angewendet werden, um eine Abdichtung gegen einen Druck von etwa 20 N/cm² zu erzielen. Die Einrichtungen zum Verspannen der Grundkörper gegeneinander müssen entsprechend aufwendig ausgebildet sein. Sie haben wiederum einen großen Platzbedarf und verursachen erhebliche Kosten. Außerdem erschweren sie das Trennen und Zusammenfügen der Steckvorrichtung. Weiterhin bilden solche Dichtungen trotz Anwendung hoher Anpreßdrücke häufig den Grund für Störungen, die beispielsweise auf eine mangelnde Ausrichtung der Kontakte und damit eine gestörte Lage der Dichtung zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckvorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß eine einwandfreie Abdichtung zwisehen Stecker und Kupplung gewährleistet ist, ohne daß Einrichtungen am Umfang der Grundkörper zum Abdichten und/oder Zusammenpressen der Grundkörper benötigt werden. Außerdem soll eine erhöhte Sicherheit bei möglichen Defekten an der Übergangsdichtung gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß auf jeden aus dem Grundkörper herausragenden Stift des Steckers eine Übergangsdichtung aufgeschoben ist, die den zugeordneten Stift dicht umgibt und als Dichtungslippen an ihren Enden je einen Flansch aufweist, von denen der eine in eine den Kontaktstift umgebende Bohrung des Grundkörpers des Steckers und der andere bei hergestellter Verbindung in eine die zugeordnete Buchse umgebende so Bohrung des Grundkörpers der Kupplung eingreift.

Im Gegensatz zu den bekannten Steckvorrichtungen wird hier also die Abdichtung zwischen den beiden Grundkörpern nicht dadurch erzielt, daß die Grundkörper an ihren Umfangs- oder Stirnflächen unmittelbar gegeneinander abgedichtet werden, daß also eine einzige Hauptdichtung sämtliche Kontakte an der Trennstelle schützt, sondern es wird jede einzelne, aus Stift und zugeordneter Buchse bestehende Einheit gegenüber dem Grundkörper abgedichtet. Hierdurch to wird nicht nur eine sehr einfache, praktisch keinen zusätzlichen Platz beanspruchende Abdichtung der Steckvorrichtung erzielt, die auch keine besonderen Einrichtungen zum Zusammenpressen der Grundkörper erfordert, sondern es wird auch noch der zusätzliche b> Vorteil erzielt, daß bei einem Defekt bei einer der Übergangsdichtungen das abzudichtende Medium nur zu dem einen Kontakt Zugang findet, nicht aber auch gleichzeitig zu anderen Kontakten, so daß durch einen solchen Defekt noch keineswegs die Betriebssicherheit der Steckvorrichtung beeinträchtigt wird. Weiterhin läßt sich die Abdichtung und Isolierung jeder einzelnen Leituiig prüfen, und es kann eine defekte Übergangsdichtung leicht festgestellt und ausgewechselt werden. Dadurch wird trotz der einfachen Bauweise eine erhöhte Betriebssicherheit erzielt.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer Steckeranordnung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2a und 2b einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer Steckeranordnung nach der Erfindung in Form einer Kupplung,

Fig. 2c einen Schnitt längs der Linie 2c-2cdurch die Anordnung nach F i g. 2a,

Fig. 2d einen Schnitt längs der Linie 2d-2d durch die Anordnung nach F i g. 2b,

Fig.3 teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen Kontaktstift der Steckeranordnung nach den F i g. 2a bis 2d,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Kontaktbuchse der Steckeranordnung nach den F i g. 2a bis 2d,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die bei der dargestellten Steckeranordnung verwendeten Drahidichtung,

F i g. 5a einen Schnitt längs der Linie 5a-5a durch die Drahtdichtung nach F i g. 5,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Übergangsdichtung der als Ausführungsbeispiel dargestellten Steckeranordnung,

Fig. 6a eine Ansicht der Übergangsdichtung nach F i g. 6, gesehen von der Linie 6a-6a,

Fig. 7a bis 7d Darstellungen, die das Befestigen der Drahtdichtung und das Einsetzen eines mit der Drahtdichtung versehenen Kontaktes in den Grundkörper eines Steckers veranschaulichen,

F i g. 8 eine Darstellung, welche das Dichtungsprinzip bei der erfindungsgemäßen Steckeranordnung veranschaulicht,

Fig. 9a bis 9e Darstellungen, die die Schritte bei der Herstellung der Dichtung zwischen den Steckern einer Kupplung mittels der Übergangsdichturig veranschaulichen,

Fig. 10 eine Darstellung, welche die Wirkung der Übergangsdichtung veranschaulicht, und

Fig. 11 eine Darstellung der Übergangsdichtung bei mangelhaft zentrierten Kontakten.

F i g. 1 veranschaulicht den Stand der Technik bei der Ausbildung abgedichteter Kupplungen, die aus zwei Steckern 20 und 22 bestehen, von denen der erste Kontaktstifte und der andere Buchsen aufweist. Die Stecker sind durch einen Druck ausübende Verbindungsmittel zusammengehalten. Die Stecker umfassen jeweils einen Grundkörper 28 bzw. 30, der von einer Anzahl Bohrungen 32 durchsetzt ist. Die Grundkörper bestehen aus einem starren Isoliermaterial. An den Rückflächen 34 der Grundkörper befindet sich je eine elektrisch isolierende Scheibe 36 mit Durchgangsbohrungen 42, in denen sich Dichtungsmitte! 38 befinden, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von ringförmigen Rippen 40 gebildet werden, wie es aus der US-PS 34 25 024 bekannt ist. Mit den hinteren Flächen 44 der Scheiben 36 sind Drahtführungen 46 aus einem

starren Isoliermaterial verbunden, die ebenfalls Durchgangsbohrungen 48 aufweisen. Innerhalb der Bohrungen 32, 42 und 48 des einen Steckers 20 befinden sich Kontaktstifte 50, mit denen in bekannter Weise ein isolierter Leiter 52 verbunden ist. Dementsprechend sind in den Bohrungen 32, 42 und 48 des anderen Steckers 22 Kontaktbuchsen 54 angeordnet, mit denen elektrisch isolierte Leiter 56 verbunden sind. Wenn die Stecker 20 und 22 so vereinigt werden, daß sie mit ihren Stirnflächen aneinander anliegen, greift jeder Kontaktstift 50 in eine Kontaktbuchse 54 ein. Eine elektrische Isolierung der vereinigten Kontakte wird durch eine Zwischenscheibe 58 zwischen den einander gegenüberstehenden Stirnflächen 60 der Stecker gewährleistet. Die Zwischenscheibe 58 enthält eine Vielzahl von Bohrungen 64, welche die Enden 62 der Kontaktstifte 50 dicht umschließen.

Um eine gute Abdichtung mittels der Zwischenscheibe 58 zwischen den Grundkörpern 28 und 30 der Stecker zu erreichen, ist es erforderlich, die Zwischenscheibe durch Druck ausübende Verbindungsmittel, beispielsweise eine Klammer, derart starr miteinander zu verbinden, daß auf die Zwischenscheibe ein Druck ausgeübt wird. Eine Dichtkraft in der Größe von 6 kg/cm² Klammerdruck ist nicht selten. Die Abdichtung mittels der ringförmigen Rippen 40 an der Rückseite der Stecker erfolgt durch den dichten Sitz der Leiter 52 und 56 innerhalb der Rippen, wie es in der erwähnten US-PS 34 25 024 behandelt ist. Obwohl vorstehend eine spezielle Dichtungsanordnung für Kontaktstifte und -büchsen innerhalb und zwischen Steckerkörpern behandelt worden ist, versteht es sich, daß die vorstehende Beschreibung für viele bekannte Einrichtungen repräsentativ ist, die bisher zur elektrischen Abdichtung und Isolierung von Kontakten benutzt worden sind. Beispielsweise kann die Abdichtung am hinteren Ende der Stecker durch andere elastische Mittel oder auch durch Vergußmassen erfolgen, wenn es nicht erforderlich ist, die Stecker mit herausnehmbaren Kontakten zu versehen.

Diese bekannten Kupplungen haben gut funktioniert, haben jedoch auch zu Ausfällen geführt, insbesondere durch Überschläge zwischen Kontakten. Solche Überschläge kommen gewöhnlich vor, wenn leitende Medien wie Salzwasser oder -nebel sich an den Abdichtungen niederschlagen, insbesondere an undichten Verbindungsstellen. Solche Undichtigkeiten treten gewöhnlich bei der Herstellung oder beim Gebrauch der Stecker auf, wenn die Verbindungen an den Flächen 34 und 44 sowie die Abdichtung an den Stirnflächen 60 fehlerhaft ist, so daß bedeutend verkürzte Überschlagwege oder Wege in einem leitenden Medium von einem Kontakt zum anderen entstehen, während vorher der Strornweg sich über die ganze Länge der Bohrungen 32,42 und 48 erstreckt hat. Allgemein ist die Gesamtlänge dieser drei Bohrungen ausreichend, um Überschläge zu verhindern, und es ist die Möglichkeit der Überschläge oder eine elektrische Leitung sehr gering, wenn noch das Zusammenwirken mit den ringförmigen Rippen 40 betrachtet wird. Wenn jedoch, wie oben angegeben, ein Fehler beispielsweise an der Fläche 34 auftritt, ist der elektrische Strompfad bedeutend verkürzt. Weiterhin muß die Zwischcnscheibe 58 ausreichend zusammengepreßt werden, um eine ausreichende Abdichtung an den Stirnflächen 60 zu erzielen. Selbst bei einwandfreier Montage erzeugen häufige Höhenänderungen innerhalb und außerhalb der Bohrungen 32 und 42 Drufkilndcrungcn, so daß die Sleeker »atmen« und leitende Medien, wie beispielsweise salzhaltige Luft ansaugen. Daher kann ein einwandfreier Zustand an der Verbindungsflächen der Abdichtungen nicht gewährter stet werden.

Weiterhin entstehen bei der Anwendung elastischei Mittel, wie beispielsweise der Dichtungsmittel 38 weitere Probleme, wenn der gleiche Stecker für ein« Anzahl isolierter Leiter benutzt werden soll, edit unterschiedliche Stärke haben. Da es wirtschaftlich

ίο nicht durchführbar ist, jede isolierende Scheibe 36 mii Durchgangsbohrungen 42 zu versehen, deren Größe au! den jeweils zu verwendenden Leiter abgestimmt ist muß eine auf durchschnittliche Leiter abgestimmte Bohrung verwendet werden. Es ist leicht erkennbar, daf.

auf isolierte Leiter mit kleinem Durchmesser eir geringerer Dichtungsdruck ausgeübt wird als au!

dickere Leiter. Infolgedessen ist auch hier eine Verminderung der Dichtwirkung möglich.

Ein weiteres Problem ist durch das Angebot einei leichten, extrem dünnen Drahtisolierung in Form eine« schraubenförmig gewickelten Kunststoffstreifens aufgetreten, bei der die schraubenförmige Grenzfläche 6( der Kunststoffwicklung nach Art eines Dochtes wirki und daher die Abdichteigenschaften der isolierender Scheibe 36 weiter vermindert.

Weiterhin sind alle hinten angeordneten Isolierscheiben, wie die isolierende Scheibe 36, Beschädigunger ausgesetzt, wenn die Kontaktstifte oder -büchsen vor ihrer Rückseite aus in die Grundkörper 28 bzw. 3C eingesetzt werden. Eine solche Beschädigung kann siel· für die Isolierung der Stecker sehr ungünstig auswirken Ein weiteres Problem ergibt sich dann, wenn alle odei wenigstens nahezu alle in Verbindung mit cinerr Stecker zu verwendende Leiter einen großen Durch messer haben. Obwohl das Einsetzen der erster Kontakte und Leiter in die Grundkörper der Steckei nicht schwierig ist, wird das elastische Material dei isolierenden Scheibe 36 bei wachsender Zahl dei eingesetzten Leiter fortlaufend verformt, bis es vor einer bestimmten Anzahl an außerordentlich schwierig wenn nicht sogar unmöglich wird, noch weitere Kontakte einzusetzen, insbesondere ohne Beschädigung der Scheibe oder ihrer Bohrungen.

Endlich erfordert ein Steckerpaar, wie es an Hanc Fig. 1 beschrieben worden ist, sieben Bauteile, abgesehen von einem Gehäuse und Verbindungsmitteln nämlich zwei Drahtführungen 46, zwei isolierende Scheiben 36, zwei Grundkörper 28 und 30 und eine Zwischenscheibe 58. Abgesehen von wenigstens einei Fläche der Zwischenscheibe 58, müssen alle anderer Elemente miteinander verbunden werden, und es werden daher die vorgefertigten Stecker elektrisch geprüft, um zu gewährleisten, daß die hergestellter Verbindungen eine einwandfreie Isolierung ergeben Danach wird eine Vielzahl von Prüfstiften und -buchser in die Vielzahl der Bohrungen der Grundkörpei eingeführt, und es wird ein Überschlagtest an Hand dei verschiedenen Prüfkontakte durchgeführt, indem alle zweiten Kontakte geerdet und durch alle anderer

wi Kontakte Signale gesendet werden. Wenn irgendeine dieser Prüfungen einen Fehler anzeigt, war e; gewöhnlich noch am billigsten, den Stecker auszuscheiden. Ein solches Ausscheiden des Steckers wurde schon notwendig, wenn nur eine der vielen Isolationsstellen

ii> innerhalb der Bohrungen versagte. Es ist offensichtlich daß auf diese Weise sehr große Kosten entstanden.

Durch die vorliegende Erfindung, die durch das Ausführungsbeispiel nach den Fig.2a bis 2d vcran-

schaulicht ist, werden alle diese Schwierigkeiten überwunden, und es wird außerdem eine verbesserte Abdichtung und eine höhere elektrische Sicherheit erzielt, wenn der Druck außerhab der Bohrungen über den Druck innerhalb der Bohrungen ansteigt. Bei dem in den Fig. 2a bis 2d dargestellten Ausführungsbeispiel steht der Grundkörper 70 eines mit Kontaktstiften versehenen Steckers, der eine vordere Stirnfläche 72 und eine hintere Stirnfläche 74 aufweist, dem Grundkörper 76 eines mit Kontaktbuchsen versehenen Steckers, der eine vordere Stirnfläche 78 und eine hintere Stirnfläche 80 aufweist, gegenüber. Beide Grundkörper bestehen aus einem starren Isoliermaterial, beispielsweise aus Kunststoff. Da die beiden Grundkörper 70 und 76 einen üblichen Aufbau haben, ist nur ein t5 Abschnitt dieser Grundkörper dargestellt, um nur einige der vielen Bohrungen 82 bzw. 84 zu zeigen, die diese Grundkörper durchsetzen. Diese Bohrungen erstrecken sich über die ganze Länge der Grundkörper von den vorderen bis zu den hinteren Stirnflächen und sind im wesentlichen glatt, abgesehen von nach innen vorspringenden, ringförmigen Schultern 86 bzw. 88.

Jede Bohrung hat eine ausreichende Länge, um den eigentlichen Kontakt und ein großes Stück des damit verbundenen isolierten Leiters schützend aufzunehmen. Daher sind die Bohrungen etwas langer als diejenige in entsprechenden Grundkörpern vorbekannter Stecker, jedoch ist ihre Länge geringer als die Gesamtlänge der in den Grundkörpern, Scheiben und Drahtführungen bekannter Stecker vorhandenen Bohrungen.

Die Bohrungen sind in den jeweiligen Grundkörpern so angeordnet, daß sie miteinander fluchten, wenn die Grundkörper sich mit ihren vorderen Stirnflächen 72 und 78 einander gegenüberstehen.

In jeder Bohrung 82 des einen Grundkörpers 70 befindet sich ein Kontaktstift 90, wie er in Fig. 3 gesondert dargestellt ist. Ähnlich ist in jeder Bohrung 84 des anderen Grundkörpers 76 eine Kontaktbuchse 92 angeordnet, wie sie Fig.4 gesondert zeigt. Beide Kontakte sind mit Halteklips 94 bzw. 96 versehen, die innerhalb von Aussparungen 98 bzw. 100 der Kontakte angeordnet und mit dem jeweiligen Kontakt verbunden sind. Die Halteklips bestehen aus einem Federmaterial, so daß sie beim Einsetzen der Kontakte in die Bohrungen mit den in den Bohrungen vorgesehenen Schultern 86 bzw. 88 in Eingriff kommen und dadurch die Kontakte in den Bohrungen verriegeln.

Jeder Kontaktstift 90 läuft an seinem vorderen Ende in einen vorstehenden Stift 102 aus, während jede Kontaktbuchse an ihrem vorderen Ende eine Buchse 104 bildet, die so gestaltet ist, daß der Stift 102 von der Buchse 104 aufgenommen wird und mit der Buchse in elektrischen Kontakt kommt, um eine elektrische Verbindung herzustellen, wenn die Grundkörper 70 und 76 sich mit ihren vorderen Stirnflächen gegenüberstehen.

Jeder Kontakt ist weiterhin an seinem hinteren Ende mit einem zur Aufnahme eines Drahtes dienenden Abschnitt 106 bzw. 108 versehen, der eine Bohrung 110 bzw. 112 für entsprechende, isolierte Leiter 114 bzw. 116 aufweist. Die Leiter bestehen aus mit einer Isolierung 122 bzw. 124 versehenen Drähten 118 bzw. 120, die bis zu Stellen 126 bzw. 128 abisoliert sind, damit die von der Isolierung befreiten Drähte 118 bzw. 120 in die entsprechenden Bohrungen 110 bzw. 112 eingeführt werden können. Die abisolierten Drähte werden durch Quetschen oder Löten befestigt. Löcher 130 bzw. 132 ermöglichen einen Zugang für das Löten und eine Inspektion einer gelöteten oder gequetschten Anordnung. An den Stellen 126 und 128 stößt die Isolierung an die hinteren Enden 134 und 136 der Kontakte an. Es versteht sich, daß die isolierten Leiter 114 und 116 keine einzelnen Leiter zu sein brauchen, sondern die Adern eines Kabels bilden und zusammen mit anderen isolierten Leitern in einer gemeinsamen Umhüllung angeordnet sein können.

Die beiden die Drähte aufnehmenden Abschnitte 106 und 108 der Kontakte 90 und 92 weisen endlich jeweils zwei Bunde 138 und 140 bzw. 142 und 144 auf, zwischen denen sich Abschnitte 146 bzw. 148 verminderten Durchmessers befinden. Auf den Bund 138 und den verminderten Abschnitt 146 des Kontaktstiftes 90 sowie auf den Bund 142 und den verminderten Abschnitt 148 der Kontaktbuchse 92 sind entsprechende druckempfindliche Drahtdichtungen 150 bzw. 152 aufgesetzt.

Wie aus den Fig.5 und 5a ersichtlich, hat jede Drahtdichtung eine im wesentlichen rohrförmige Gestalt und weist einen rohrförmigen Endabschnitt 154 bzw. 156, einen radial abstehenden Flansch 158 bzw. 160 und einen den Bund 138 bzw. 142 am hinteren Ende des Kontaktstiftes bzw. der Kontaktbuchse umgreifenden Vorderabschnitt 162 bzw. 164 auf. Im Innern des Vorderabschnittes 162 bzw. 164 befindet sich eine Aussparung 166 bzw. 168, an die sich nach vorn ein Bund 170 bzw. 172 anschließt. Die Ringnuten und Bunde der Drahtdichtungen 150 und 152 wirken mit den Bunden 138 und 142 sowie den Abschnitten 146 und 148 verminderten Durchmessers der Kontaktstifte 90 und Kontaktbuchsen 92 derart zusammen, daß die Dichtungen auf den entsprechenden Kontakten elastisch gehalten sind. Jede Drahtdichtung weist endlich noch einen äußeren Bund 174 bzw. 176 auf, der die Stelle überdeckt, an der der Bund 138 bzw. 142 am hinteren Ende des Kontaktes in den Abschnitt 146 bzw. 148 verminderten Durchmessers übergeht.

An der Stoßstelle zwischen den Grundkörpern 70 und 76 der Stecker befindet sich eine druckempfindliche Übergangsdichtung 180, die in den F i g. 6 und 6a gesondert dargestellt ist. Diese Übergangsdichtung weist eine Bohrung 182 mit einem solchen Durchmesser auf, daß sie den Stift 102 des Kontaktstiftes dicht umgibt. An beiden Enden der Übergangsdichlung 180 sind flexible, radial abstehende Flansche 184 und 186 angebracht, die dazu bestimmt sind, in den Bohrungen 82 und 84 der Grundkörper angeordnet zu werden. An den Enden der Übergangsdichtung 180 sind Verstärkungen 188 und 190 angebracht. Eine weitere Verstärkung 192 befindet sich in ihrer Mitte:

Bei der Montage der erfindungsgemäßen Stecker wird vorzugsweise zunächst eine druckempfindliche Drahtdichtung auf dem entsprechenden Kontakt befestigt, dann der isolierte Leiter in dem mit der Dichtung versehenen Kontakt befestigt und endlich der Kontakt mit Dichtung und Leiter in eine Bohrung des Grundkörpers eingesetzt.

Das Aufbringen der druckempfindlichen Drahtdichtung erfolgt beispielsweise bei einem Kontaktstift 90 und einer Drahtdichtung 150 dadurch, daß der Vorderabschnitt 162 über den Bund 138 geschoben wird, so daß der Bund 170 der Drahtdichtung in den Abschnitt 146 verminderten Durchmessers eingreift, während die Ringnut 166 der Drahtdichtung den Bund 138 des Kontaktstiftes umschließt.

Danach wird ein isolierter Leiter 114, dessen Isolierung bis zur Stelle 126 entfernt worden ist, durch den rohrförmigen Endabschnitl 154 in die Drahtdich-

tung 150 eingeführt, bis die Isolierung an der Stelle 126 das hintere Ende 134 des Kontaktstiftes berührt. Der vor dem Bund 140 liegende Abschnitt des Kontaktstiftes wird dann um den abisolierten Draht 118 in bekannter Weise zusammengequetscht, oder es wird statt dessen durch das Loch 130 Lötzinn eingebracht. Da der rohrförmige Endabschnitt 154 die Isolierung 122 des Leiters 114 dicht umgibt, wird eine Abdichtung erzielt. Ein gleicher Montagevorgang erfolgt für die Kontaktbuchse.

Nach der Befestigung der isolierten Leiter und der druckempfindlichen Drahtdichtungen an den Kontaktstiften und Kontaktbuchsen können nun die Kontakte in die Bohrungen der Grundkörper eingesetzt werden, wie es die F i g. 7a bis 7d für einen der Kontaktstifte zeigen. Das Einsetzen kann mit Hilfe eines Werkzeugs erfolgen, das in der US-PS 36 14 824 beschrieben ist und in den Grundkörper 70 von dessen vorderer Stirnfläche 72 her eingesetzt wird. Ein solches Werkzeug ergreift den Stift 102 und zieht den Kontaktstift 90 durch dessen hintere Stirnfläche 74 in die Bohrung 82 des Grundkörpers hinein. Das erste Einsetzen des Kontaktstiftes in die Bohrung ist in Fig. 7a dargestellt. Wenn der Kontaktstift in die Bohrung weiter hineingezogen wird, kommt zunächst der äußere Bund 174 mit der Bohrung in Berührung und wischt den Kontakthohlraum sauber, bevor der Flansch 158 in die Bohrung eintritt, wie es F i g. 7b zeigt. Beim weiteren Hineinziehen des Kontakt-Stiftes in die Bohrung kommt der Flansch 158 an der hinteren Stirnfläche 74 zur Anlage, wie es F i g. 7c zeigt. Dabei beginnt sich der Flansch 158 zu einem abdichtenden Napf zu verformen. Nach dem vollständigen Einsetzen des Kontaktstiftes in Hie Bohrung ist der Flansch 158 vollständig verformt, wie es Fig. 7d zeigt, und es übergreift gleichzeitig der Halteklip 94 die Schulter 86 und hält dadurch den Kontaktstift im Grundkörper 70 fest. Ein gleicher Vorgang findet bei der Montage jeder Kontaktbuchse 92 und der zu ihr gehörenden Teile statt.

Bei dieser Anordnung springt jeder Kontakt in seiner Bohrung 82 bzw. 84 gegenüber der hinteren Stirnfläche des Grundkörpers verhältnismäßig weit zurück, so daß eine beträchtliche Länge des isolierten Leiters von dem Grundkörper geschützt ist. Dadurch wird ein Loslösen des Leiters von seinem Kontakt durch Biegen des Leiters bei der Montage oder nach der Installation, beispielsweise in engen Räumen, und außerdem auch eine Beeinträchtigung der Abdichtung des Leiters gegenüber dem rohrförmigen Abschnitt der druckempfindlichen Drahtdichtung bei einem solchen Biegen vermieden. Trotzdem ist das Endergebnis ein einteiliger Stecker, der eine geringere Baulange hat als solche bekannten Stecker, wie sie in Fig. I dargestellt sind.

Wie Fig.8 zeigt, erfolgt die Abdichtung des Kontaktes an seinem hinteren Ende an drei Dichtstellen, die von der Verbindung zwischen dem rohrförmigen Endabschnitt 154 und dem Leiter 114, dem abdichtenden Sitz zwischen dem äußeren Bund 174 und der Bohrung 82 sowie dem Kontakt zwischen dem topfförmig deformierten Flansch 158 und der innenfläche der Bohrung gebildet werden. Dabei wird die Dichtwirkung erhöht, wenn auf die Dichtung ein Druck ausgeübt wird, wie er durch die Pfeile 200 angedeutet ist. Dieser Druck erhöht nicht nur den Andruck des rohrförmigen Endabschnittes 154 an die Isolierung 122, sondern auch den abdichtenden Kontakt zwischen dem topfförmig zurückgebogenen Flansch 158 und der Bohrung 82, weil der Flansch 158 in Richtung auf das Äußere des Grundkörpers gerichtet ist. Wenn jedoch der Außendruck kleiner wäre als der Innendruck, würden alle Medien innerhalb des Grundkörpers an dem Flansch 158 vorbei nach außen gedrückt, beispielsweise, wenn ein mit einem solchen Stecker versehenes Fahrzeug in die Höhe steigt. Bei der Rückkehr auf Meereshöhe oder selbst unter Meereshöhe würde der Außendruck die Abdichtung des rohrförmigen Endabschnittes 154 und des napfförmig zurückgebogenen Flansches 158 erhöhen und dadurch jedes Eintreten von Medien in den Steckerkörper verhindern.

Ähnliche Zustände existieren an der Übergangsdichtung 180, wie es die F i g. 9a bis 9e und 10 zeigen. Nachdem der Kontaktstift in der oben beschriebenen Weise in den Grundkörper des Steckers eingesetzt worden ist, wird die Übergangsdichtung 180 auf das stiftförmige Ende 102 geschoben, wie es Fig.9a zeigt. Dabei sitzt die Übergangsdichtung 180 mit ihrer Bohrung 182 dicht auf dem Stift 102. Die Dichtung wird dann weiter auf dem Stift 102 entlanggeschoben, bis sie in die Bohrung 82 an der vorderen Stirnfläche 72 des Grundkörpers 70 eingreift, wie es Fig.9b zeigt. Beim Einschieben in die Bohrung 82 nimmt der Flansch 184 eine topfförmige Gestalt an. Wenn dann der Grundkörper 76 mit den Kontaktbuchsen in eine Stellung gebracht wird, in der sich die vorderen Stirnflächen der beiden Grundkörper gegenüberstehen, wird auch der zweite Flansch 186 zu einem Napf verformt, wenn er in die Bohrung 84 des Grundkörpers 76 eingreift, wie es

M die Fig.9c bis 9e zeigen. Wie in Fig. 10 dargestellt, wird der durch Pfeile 200 angedeutete Druck auf die napfförmig deformierten Flansche 184 und 186 wirksam und erhöht dadurch deren abdichtende Wirkung in der gleichen Weise, wie es oben beschrieben worden ist.

JS Die Kombination des napfförmigen Flansches 158 der Drahtdichtung 150 und des napfförmigen Flansches 184 der Übergangsdichtung in dem mit Kontaktstiften versehenen Grundkörper und die entsprechenden napfförmigen Flansche 160 und 186 des mit den

*° Kontaktbuchsen versehenen Grundkörpers gewährleisten, daß die beiden Grundkörper in einem abgedichteten Zustand bleiben, wodurch unerwünschte elektrische Kontakte und Kurzschlüsse zwischen den Kontakten vermieden sind.

Aus den in Verbindung mit Fig. 10 behandelten Gründen besteht weiterhin keine Notwendigkeit, Klemmkräfte zwischen den beiden Grundkörpein aufrecht zu erhalten, um eine einwandfreie Abdichtung durch die Übergangsdichtung 180 zu gewährleisten.

Vielmehr können die beiden Steckerkörper einen Abstand haben, ohne daß die Funktion der Dichtung beeinträchtigt wird. Weiterhin ist, wie Fig. Il zeigt, eine genaue Ausrichtung der Kontakte innerhalb ihrer Bohrungen nicht erforderlich, weil die napfförmigen

^S5 Flansche einen relativ hohen Ausrichtungsfehler zulassen, ohne daß die ordentliche Funktion der Dichtungen beeinträchtigt wird.

Endlich ist zu erwähnen, daß bei der erfindungsgemäßen Steckeranordnung ein defektes Teil leicht entfernt und repariert oder ausgewechselt werden kann, wenn bei einer Prüfung ein Kontakt oder eine Dichtung sich als fehlerhaft erweist, und nicht der gesamte Steckerteil ausgesondert zu werden braucht, wie es bei den oben beschriebenen Steckern nach dem Stand der Technik der Fall ist. Wegen der Einfachheit des Aufbaues und insbesondere des Fehlens von festen, beispielsweise geklebten Verbindungen sind alle Teile der erfindungsgemäßen Steckeranordnung auf einfache Weise einer

Inspektion zugänglich.

Die erfindungsgemäße Steckeranordnung wurde verschiedenen Prüfungen unterworfen, die die guten Eigenschaften der Steckeranordnung bestätigt haben. Unter den vielen vorgenommenen Prüfungen befanden sich Tauchprüfungen auf Leckstellen, Spannungsprüfungen des Dielektrikums, Prüfungen des Isolationswiderstandes, Prüfungen auf Höhenatmung bei normaler und salzhaltiger Atmosphäre mit wiederholten Höhenänderungen von über 27 000 m sowie Unterwasserprüfungen mit Salzlösungen. Die erfindungsgemäßen Steckeranordnungen überstanden mit eingesetzten Dichtungen alle Leck-, Druck-, Durchschlag- und Überschlagprüfungen.

Beispielsweise wurde eine Testspannung zwischen benachbarte Kontakte sowie zwischen Kontakte und den Grundkörper für eine Dauer von mindestens 1 Minute angelegt. Dabei wurde festgestellt, daß die Steckerteile einer Spannung von 3600 V\-η bei 60 Hz ohne jeden Schaden oder Anzeichen eines Überschlags widerstanden haben. Bei einer anderen Prüfung wurde eine Kupplung mit nur teilweise verdrahteten, aber zusammengefügten Steckern ohne die Steckerteile zusammenhaltenden Verbindungsmittel in einen Behälter gelegt, der mit Salzwasser mit einem Salzgehalt von 5 Gew.-°/o gefüllt war. Die Drähte eines Steckerteiles wurden mit einem Gerät zur Prüfung der Spannungsfestigkeit verbunden, das sich außerhalb einer Höhenkammer befand, während das andere Drahtbündel ohne Anschluß in der Kammer verblieb. Der Druck in der Höhenkammer wurde dann auf 13,2 mm Hg reduziert, was einer Höhe von 27 000 ni entspricht, und auf diesem Wert für 30 Minuten gehalten. Der Kaminerdruck wurde dann wieder auf Atmosphärendruck erhöht, und es wurden diese Druckzyklen mehrfach wiederholt. Nach Abschluß des letzten Zyklus wurden an der noch

ίο immer in das Salzwasscrbad eingetauchten Steckeranordnung die Prüfungen der Spannurigsfestigkeit und des Isolationswiderstandes wiederholt. Dabei wurden die Forderungen nach einer Spannungsfestigkeit von mindestens 1000V₁.// und einem Isolationswiderstand von mindestens 5000 ΜΩ erfüllt. Dies und andere Prüfungen haben gezeigt, daß die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Steckeranordnung alle gestellten Anforderungen überschreiten.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Erfindung mancherlei neue und nützliehe Aspekte hinsichtlich einer erfolgreichen Überprüfung der Herstellung als auch der Qualität der erzielten Abdichtungen hat. Obwohl die Erfindung an Hand einer speziellen Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, daß gegenüber dieser Ausführungsform viele Abwandlungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steckvorrichtung mit einem Stecker und einer Kupplung, die jeweils in einen Grundkörper eingesetzte Kontakte mit Stiften bzw. Buchsen aufweisen, und einer die Grundkörper verbindenden Übergangsdichtung, die einen rohrförmigen Abschnitt und an dessen Enden angebrachte Dichtungslippen umfaßt, die über den rohrförmigen Abschnitt gegeneinander napfförmig zurückgebogen sind und jeweils an einer ringförmigen Innenfläche des benachbarten Grundkörpers anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeden aus dem Grundkörper (70) herausragenden Stift (102) des Steckers eine Übergangsdichtung (180) aufgeschoben ist, die den zugeordneten Stift (102) dicht umgibt und als Dichtungslippen an ihren Enden je einen Flansch (184, 186) aufweist, von denen der eine in eine den Stift (102) umgebende Bohrung (82) des Grundkörpers (70) des Steckers und der andere bei hergestellter Verbindung in eine die zugeordnete Buchse (104) umgebende Bohrung (84) des Grundkörpers (76) der Kupplung eingreift.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsdichtungen (180) an ihren Enden bis zu den Flanschen (184 und 186) reichende Verstärkungen (188 und 190) aufweisen.

3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsdichtungen (180) im Bereich ihrer Mitte eine Verstärkung (192) aufweisen.

4. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (90; 92) auch innerhalb des Grundkörpers (70; 76) einzeln mit elastischen Dichtungen (150; 152) J5 versehen sind, die in Bohrungen (82; 84) des Grundkörpers angeordnet sind und einen einen Abschnitt des entsprechenden Kontaktes (90; 92) und des damit verbundenen Leiters (114; 116) dicht umgebenden rohrförmigen Abschnitt (154; 156) und einen radial abstehenden Flansch (158; 160) aufweisen, der mit seinem Rand an der Innenseite der zugeordneten Bohrung (82; 84) dicht anliegt und napfförmig gegen das äußere Ende der Bohrung zurückgebogen ist.

5. Steckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (90; 92) an ihrem hinteren Ende einen Bund (138; 142) und angrenzend einen Abschnitt (146; 148) verminderten Durchmessers aufweisen und die hinteren Enden der Kontakte (90; 92) und anschließende Abschnitte der mit den Kontakten verbundenen isolierenden Leiter (114; 116) umgebende Drahtdichtungen (150; 152) in ihrem Vorderabschnitt (162; 164) mit einer den Bund (138; 142) aufnehmenden Ringnut (166; 168) und einem den Abschnitt (146; 148) verminderten Durchmessers umschließenden inneren Bund (170; 172) versehen sind.

6. Steckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtdichtungen (150; 152) einen äußeren Bund (174; 176) aufweisen, der ebenfalls an der Innenseite der Bohrung (82; 84) dicht anliegt.

7. Steckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Bund (174; 176) M nahe dem vorderen Ende der Drahtdichtung (150; 152) angeordnet ist und sich die Ringnut (166; 168) im wesentlichen im Bereich zwischen dem Flansch (158; 160) und dem äußeren Bund (174; 176) befindet.

8. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (158; 160) etwa in der Mitte der Drahtdichtung (150; 152) angeordnet ist.