DE2549597A1 - Kupplungsanordnung fuer verbindbare enden elektrischer leitungen - Google Patents

Description

Kupplungsanordnung für verbindbare Enden elektrischer Leitungen

Die Erfindung bezieht ach auf eine Kupplungsanordnung für verbindbare Enden elektrischer Leitungen, mit an den Leitungsenden angeschlagenen, zylindrischen Kontaktstiften bzw Kontakthülsen, die in ihren zylindrischen Abschnitten mit einer radialen Einschnürung versehen sind.

Eine Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art ist bereits aus der US-PS 3 601 760 bekannt, wobei zylindrische Kontaktstifte bzw Kontakthülsen entsprechend der TJS PS 3 482 207 verwendet werden können.

Der Bedarf an vollständig wasserdichten Kupplungsanordnungen für verbindbar( Enden elektrischer Leitungen, insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie, ist das Ergebnis der immer weitere Anwendung findenden elektronischen Schaltungen, die einen hohen Isolierwiderstand zwischen einzelnen Schaltungen erforderlich machen. In der Vergangenheit wurden Kupplungsanordnungen der eingangs genannten Art verwendet, die mehr oder weniger gegen den Eintritt von Staub und Spritzwasser geschützt waren. Diese bekannten Kupplungsanordnungen waren gegen Spritzwasser geschützt, um in erster Linie eine

ÜS-735 / 27. Oktober 1975 - 2 -

609826/0249

Sfe der Gesellschaft: Köfei · Registergericht Köln, HRB 84 - Vorsitzender des Aufsichtsrates: Hans Schaberger · Vorstand: Robert A. Lutz, Vorsitzender

Horst Bergemann ■ Franz J. Bohr · Waldemar Ebers · Wilhelm Indan · Alfred Langer Stellvertretend: Hans Wilhelm Gab · Paul A. Gucket · Hans-Joachim Lehmann · Peter Weiher

Korrosion der Kontaktteile zu verhindern, die nach längerer Zeit zu Störungen führen könnte. Mit dem immer größeren Einsatz von elektronischen Schaltungen in Kraftfahrzeugen ist es jedoch erforderlich geworden, auch noch so geringe Kriechströme, wie sie z. B. durch Salzwasser, das in die Kupplungsanordnung eingedrungen ist, hervorgerufen werden können, zu vermeiden, da auch diese geringen Ströme in einer elektronischen Schaltung bereits katastrophale Störungen hervorrufen können.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine möglichst vollkommene Wasserdichtigkeit erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Kupplungsanordnung der eingangs genannten Art die in den Patentansprüchen aufgezeigten Merkmale aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Abdichthülsen bzw Abdicht stopfen aus weichem elastischem Kunststoff, die in den Kupplungsteilen über Rastringe festgelegt sind und mit den entsprechenden abzudichtenden Teilen über Dichtwülste zusammenwirken, wird eine völlig wasserdichte Kupplungsanordnung für elektrische Leitungen geschaffen, die insbesondere z. B. für elektronisch gesteuerte Zündungssysteme wichtig ist, da hier bereits geringe Kriechströme zu schwerwiegenden Störungen führen können.

Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.

Fig. 2 zeigt eine Frontansicht einer Kupplungsanordnung nach Fig. 1 von links gesehen.

US-735 / 27. Oktober 1975 - 3 -

609826/0249

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung.

Fig. 4 zeigt eine Endansicht des männlichen Kupplungsteiles.

Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine Endansicht des weiblichen Kupplungsteiles.

Fig. 7 zeigt einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6.

In den Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung mit 10 bezeichnet. Die Kupplungsanordnung 10 besteht aus einem männlichen Kupplungsteil 11 und einem weiblichen Kupplungsteil 13, die ineinander passen. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, nehmen die Kupplung steile 11 und 12 eine Anzahl von Kontaktteilen 13 und 14 (siehe Fig. 3) auf, die mit den Enden von isolierten elektrischen Leitungen 15 und 16 verbunden sind. Jedes Kontaktteil weist in seinem zylindrischen Abschnitt 18 bzw 19 eine radiale Einschnürung 17 auf.

In Fig. 3 ist das Kontaktteil 13 axial mit dem Kontaktteil 14 verbunden. Das Kontaktteil 13 ist hierbei an seinem Ende als Kontakthülse 21 ausgebildet, die das als Kontaktstift 22 ausgebildete Ende des Kontaktteiles 14 aufnimmt. Die anderen Enden 23 der Kontaktteile sind mit den Leitern 24 der isolierten elektrischen Leitungen 15 und 16 durch Anschlagen verbunden.

Obwohl die erfindungsgemäßen Kontaktteile 13 und 14 gewisse Abweichungen in der Größe und in den Abmessungen aufweisen, sind sie in ihrem wesentlichen Aufbau und in ihrer Funktion dem aus der US PS 3 482 207 zu entnehmen den Kontaktteilen ähnlich.

ÜS-735 /27. Oktober 1975 - 4 -

609826/0249

Die die Kupplungsanordnung 10 bildenden Kupplung steile 11 und 12 sind im wesentlichen als rohrförmige Teile aus starrem, nicht leitendem Kunststoffmaterial ausgebildet.

Die Einzelheiten des Kupplungsteiles 11 werden nunmehr in Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 erläutert.

Das Kupplungsteil 11 weist im wesentlichen zwei zylindrische Schaftteile von unterschiedlichem Durchmesser auf, von denen der Schaftteil 26 mit geringerem Durchmesser in Fig. 5 links und der Schaftteil 25 mit größerem Durchmesser in Fig. 5 rechts liegt. Der Schaftteil 25 weist einen zylindrischen Raum 27 auf, der sich bis zu dem durch die Linie 28 angedeuteten Ende von sich axial erstreckenden Rippen 29 erstreckt, die sich an die radiale Trennwand 31 des Kupplungsteiles 11 anschließen.

Der Schaftteil 26 weist eine Anzahl von sich axial erstreckenden Bohrungen 32 auf, von denen im bevorzugten Ausführungsbeispiel vier gezeigt sind. Die Bohrungen 32 erstrecken sich hierbei vom Vor der en de 33 des Schaftteiles 26 bis zur radialen Trennwand 31. Die Bohrungen 32 weisen jedoch nur im Bereich der radialen Trennwand 31 einen kreisrunden Querschnitt auf. Links von der radialen Trennwand 31, in Fig. 5 gesehen, weisen die Bohrungen 32 einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, der zur Mitte des Kupplungsteiles 11 hin offen ist. Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, weisen die Bohrungen 32 einen Aufnahmeteil für die Kontaktteile 13 auf. Ein Teil der Wandung der Bohrungen 32 wird an der offenen Seite durch eine sich axial erstreckende, federnde Zunge 34 gebildet. Jede federnde Zunge 34 ist über einen Teil 35 mit der Trennwand 31 des Schaftteiles 26 verbunden. Die federnden Zungen 34 weisen etwa in ihrer Mitte einen radial einragenden Vorsprung 36 auf, der zum Einrasten in die an den Kontaktteilen 13 vorhandene Einschnürung vorgesehen ist.

US-735 /27. Oktober 1975 - 5 -

609826/0249

Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist benachbart den Bohrungen 32 und den federnden Zungen 34 eine, einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisende Mittelöffnung 37 im Schaftteil 26 vorgesehen.

Ein Stift 38 mit quadratischem Querschnitt erstreckt sich innerhalb der Mittel öffnung 37 von der Trennwand 31 zur Endwand 33 des Schaftteiles 26. Der Stift 38 dient als Führung zur Aufnahme eines Füllstückes 39 mit einem entsprechenden kreuzförmigen Querschnitt. Sobald das Füllstück 39 eingesetzt ist (siehe Fig. 3), so liegt die Rückseite 41 jeder federnden Zunge 34 gegen den Mittelteil 42 des Füllstückes 39. Dadurch wird ein radiales Nachgeben der federnden Zungen 34 vermieden und die Kontaktteile 13 werden über die in ihren Einschnürungen 17 eingerasteten Vorsprünge 36 sicher gegen ein Heraus ziehen oder-drücken gehalten.

Der Schaftteil 26 des Kupplungsteiles 11 wird von einem Mantel 43 umgeben, der eine ebene Basiswand 45 und eine gewölbte Deckwand 44 aufweist.

Die Einzelheiten des Kupplungsteiles 12 werden nun in Verbindung mit den Fig. 6 und 7 näher erläutert.

Das Kupplungsteil 12 ist ebenfalls rohr- oder schaftförmig ausgebildet und weist am rechten Ende, in Fig. 7 gesehen, einen großen zylindrischen Raum 46 auf, der sich bis zu einer radialen Trennwand 48 erstreckt und weist an seinem linken Ende einen zylindrischen Raum 47 auf, der sich bis zu dem durch die Linie 49 angedeuteten Ende der sich axial zur Trennwand 48 erstreckenden Rippen 51 erstreckt.

Die zylindrischen Räume 46 und 47 stehen über eine Anzahl von sich axial erstreckenden Bohrungen 52 miteinander in Verbindung. Die Anzahl der Boh rung en 52 entspricht hierbei der Anzahl der Bohrungen 32 im Kupplungsteil

ÜS-735 / 27. Oktober 1975 - 6 -

609826/UÜ49

Die Bohrungen 32 weisen nur am Ende 53 der Trennwand 48 einen kreisrunden Querschnitt auf. Über einen wesentlichen Teil ihrer Länge sind sie nur halbkreisförmig ausgebildet und zur Mitte des Kupplungsteiles 12 hin offen. Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, bilden die Bohrungen 52 eine Aufnahme für die Kontaktteile 14. Ein Teil jeder "Wandung der Bohrungen 52 wird wieder durch eine sich axial erstreckende federnde Zunge 54 gebildet. Die federnden Zungen 54 sind über ein Teil 55 mit der Trennwand 48 verbunden. Die federnden Zungen 54 sind etwa in ihrer Mitte mit einem radial einragenden Vorsprung 56 versehen.

Die Vorsprünge 56 entsprechen hierbei den in Zusammenhang mit dem Kupplungsteil 11 beschriebenen Vor sprung en 36 und sind dazu vorgesehen, in die Einschnürungen 17 der Kontaktteile 14 einzurasten.

Wie am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist, ist zwischen den Bohrungen 51 und den federnden Zungen 54 eine, einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisende Mittelöffnung 57 angeordnet. Ein Stift 58 mit quadratischem Querschnitt erstreckt sich von der Trennwand 48 in die Mittelöffnung 57. Der Stift 58 dient als Führung für ein einen entsprechenden kreuzförmigen Querschnitt aufweisendes Füllstück 59. Ist das Füllstück 59 eingesetzt (siehe Fig. 3) so liegt die Rückseite jeder Federzunge 54 gegen den Mittelteil 62 des Füllstückes 59, wodurch ein radiales Durchbiegen der federnden Zungen 54 vermieden -wird und die Vprsprünge 56 die Kontaktteile 14 über ihre Einschnürungen 17 sicher gegen ein Herausziehen oder Herausdrücken festlegen.

Das rechte Ende 62 des Kupplungsteiles 12 weist einen Mantel 63 auf, der in seiner Form dem am linken Ende des Kupplungsteiles 11 angeordneten Mantel 43 entspricht und in diesen hineinpaßt. Durch die entsprechende unsymmetriah: Form der Mantelteile ist ein Verbinden der beiden Kupplungsteile nur in der einen gewünschten Weise möglich, so daß Fehlschaltungen durch verdreht gekuppelte Kupplungsteile nicht möglich sind.

US-735 /27. Oktober 1975 - 7 -

609826/0249

Eine lösbare Rasteinrichtung ist vorgesehen, um die beiden Kupplung steile 11 und 12 in der in den Figuren 1 und 3 gezeigten gekuppelten Lage zu verriegeln. Jede Rasteinrichtung besteht aus einem Paar diametral gegenüber liegender Rastfinger 64, die bei 65 mit dem Kupplungsteil 11 verbunden sind. Die Rastfinger 64 sind hierbei über Schlitze 65 und 66 vom Mantel 43 des Kupplungsteiles 11 getrennt. Jeder Rastfinger 64 ist an seinem T-förmigen Ende 68 mit seitlichen Rastzähnen 67 versehen.

Das Kupplungsteil 12 ist an seinem Ende 62 mit entsprechenden Aufnahmeeinrichtungen in Form von einem Paar diametral gegenüber liegenden Raetnocken 69 versehen. Jeder Rastnocken 69 weist zwei Anlauf schrägen 71 und auf.

Werden die beiden Kupplung steile 11 und 12 in der in Fig. 3 gezeigten Weise miteinander verbunden, so gleiten die T-förmigen Enden der Rastfinger 64 die Anlaufschrägen 71 der Rastnocken 69 hoch, überschreiten deren Scheitel und gleiten an der Anlauf schräge 72 wieder hinab. Die beiden Kupplung steile 11 und 12 sind somit miteinander verriegelt. Um die beiden Kupplung steile 11 und 12 wieder voneinander zu trennen, muß entweder eine entsprechend hohe Kraft aufgewendet werden, um durch eine Zugeinwirkung an den beiden Kupplung steilen ein Hochgleiten des T-förmigen Endes 68 an der Anlaufschräge 72 zu erreichen oder aber das T-förmige Ende 68 der Rastfinger wird von Hand aus angehoben.

Ein •wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ist die vollständige Abdichtung des Raumes, in dem sich die Kontaktteile 13 und 14 befinden, gegen einen Wassereintritt.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, ist der zylindrische Raum 46 des Kupplungsteiles 12 an seinem Innenumfang mit einer Ringnut 73 versehen.

Ue-735 / 27. Oktober 1975 - 8 -

6Q9826/0249

Die Ringnut 73 dient hierbei dazu, den Rastring 75 einer in den zylindrischen Raum 46 konzentrisch einsetzbaren Abdichthülse 74 aufzunehmen (siehe Fig. 3). Die Abdichthülse 74 ist sowohl an ihrem Außen- als auch an ihrem Innenumfang mit einer Vielzahl von Dichtwülsten76 versehen. Wird der Schaftteil 26 des Kupplungsteiles 11 in die Abdichthülse 74 im Kupplungsteil 12 eingeschoben, so wirken die Dichtwülste 76 nach Art von O-Ringen, um den Eintritt von Flüssigkeiten in das Innere der Kupplungsanordnung 10 zu vermeiden.

Die Kupplungsteile 11 und 12 sind hierbei an ihren anderen Enden über Abdichtstopfen 77 abgedichtet. Die Anordnung der Abdichtstopfen 77 ist am besten aus Fig. 5 zu ersehen. Jeder Abdichtstopfen 77 besteht aus weichem Kunststoff und weist eine Anzahl von Bohrungen 78 auf, deren Wandung im Längsschnitt gewölbt ist und somit Dichtwülste bildet.

Die Abdicht stopfen 77 werden in die entsprechenden zylindrischen Räume 27 bzw 47 der Kupplungsteile 11 bzw 12 soweit eingesetzt, bis sie an deren Rippen 29 bzw 51 anliegen.

Die Montage der Kupplungsteile 11 und 12 sowie der isolierten elektrischen Leitungen 15 und 16 umfaßt folgendes: Die Kontakteile 13 und 14 der isolierten elektrischen Leitungen 15 und 16 müssen durch die Bohrungen 78 der Abdichtstopfen 77 hindurchgeführt werden. Die Abdichthülse 74 muß im zylindrischen Raum 46 im Kupplungsteil 12 angeordnet werden. Die Kontaktteile 13 und 14 der isolierten elektrischen Leitungen 15 und 16 müssen in die Kupplungsteile 11 und 12 eingesetzt werden.

Hierzu ist es erforderlich,, daß die Kontaktteile 13 in den zylindrischen Raum 27 des Kupplungsteiles 12 eingesetzt und mit den axialen Bohrungen 32 ausgerichtet werden. Daraufhin werden die Kontaktteile 13 soweit in den Kupplungsteil 11 hineingedrückt, bis die Vorsprünge 36 an den federnden Zungen 34

US-735 / 27. Oktober 1975 - 9 -

6 09826/0249

in die Einschnürungen 17 an den Kontaktteilen 13 einrasten. Hierauf wird der Abdichtstopfen 77 in den zylindrischen Raum 27 eingesetzt und bis zur Anlage an den Rippen 29 eingedrückt.

In ähnlicher Weise werden die Kontaktteile 14 in die Bohrungen 52 des Kupplungsteiles 12 eingesetzt. Auch hier zeigt das Einrasten der Vorsprünge 56 an den federnden Zungen 54 in den Einschnürungen 17 an den Kontaktteilen 14 die richtige Lage der Kontaktteile 14 an. Daraufhin wird wieder der Abdicht etopfen 77 in den zylindrischen Raum 47 bis zur Anlage an den Rippen 51 eingedrückt.

Die beiden Kupplungsteile 11 und 12 sind nunmehr fertig montiert und können miteinander verbunden werden. Das als Kontaktstift 21 ausgebildete Ende des Kontaktteiles 14 erstreckt sich hierbei axial über die Trennwand 48 im Kupplungsteil 12 hinaus. Das als Kontakthülse 21 ausgebildete Ende des Kontaktteiles 13 liegt hierbei im wesentlichen in einer Ebene mit der Endwand 33 des Kupplung st eil e s 11.

Zum Kuppeln der beiden Kupplungsteile 11 und 12 ist es erforderlich, den Mantel 62 des Kupplungsteiles 12 mit dem Mantel 43 des Kupplungsteiles 11 auszurichten und diese ineinander zu schieben. Damit wird einerseits eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktteilen 13 und 14 hergestellt und gleichzeitig der Innenraum der Kupplung s an Ordnung durch die im Kupplungsteil 12 angeordnete Abdichthülse 47, die mit dem Schaftteil 26 des anderen Kupplungsteiles 11 zusammenwirkt, abgedichtet. Die beiden Kupplungsteile 11 und 12 werden hierbei gleichzeitig über die miteinander in Eingriff kommenden Rastfinger 64 und Rastnocken 69 miteinander verriegelt. Damit ist sichergestellt, daß die einwandfreie Abdichtung des Kontaktraumes innerhalb der Kupplungsanordnung nicht durch ein durch Vibrationen verursachtes teilweises Lösen der Kupplungsteile verlorengeht.

US-735 / 27. Oktober 1975

609826/0249

Claims (4)

Patentansprüche

1. j Kupplungsanordnung für verbindbare Enden elektrischer Leitungen mit an * '■-""' den Leitungsenden angeschlagenen zylindrischen Kontakt stiften bzw Kontakthülsen, die in ihren zylindrischen Abschnitten mit einer radialen Einschnürung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung sanordnung (10) aus zwei ineinanderpassenden rohrförmigen Kupplungsteilen (11 und 12) aus hartem, nicht leitendem Kunststoff besteht, wobei zwischen zwei einander übergreifenden Zylinder ab schnitt en (26 und 46) eine Abdichthülse (74) aus weichem Kunststoff angeordnet ist und die beiden Kupplung steile (11 und 12) über eine lösbare Rasteinrichtung (64 und 69) miteinander verriegelbar sind und jeder Kupplungsteil (11 bzw 12) mit einer sich benachbart dem kuppelbaren Bereich erstreckenden radialen Trennwand (31 bzw 48) versehen ist, in der radial verteilt eine Anzahl von axialen Bohrungen (32 bzw 52) vorgesehen sind, in denen die Kontaktteile (13 bzw 14) aufgenommen und über in den Bohrungen angeordneten, über federnde Zungen (34 bzw 54) radial einragenden Vorsprüngen (36 bzw 56) festgelegt werden, wobei benachbart den Rückseiten der federnden Zungen (34 bzw 54) eine einen z. B. kreuzförmigen Querschnitt aufweisende Mittel-Öffnung (37 bzw 57) vorgesehen ist, um ein radiales Ausweichen der federnden Zungen (34 bzs 54) beim Einsetzen der Kontaktteile (13 bzw 14) zu ermöglichen und um nach Einsetzen eines entsprechenden Füllstückes (39 bzw 59) ein Entfernen der Kontaktteile (13 bzw 14) zu verhindern und wobei die isolierten elektrischen Leitungen (15 bzw 16) über Bohrungen (78) in in den Schaftteilen (27 bzw 47) der Steckerteile (11 bzw 12) angeordneten Abdichtstopfen (77) aus weichem Kunststoff nach außen geführt sind.

2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Abdichthülse (74) mit einem Rastring (75) zum Festlegen in einer Ringnut (73) in einem der Kupplung steile (12) sowie mit einer Anzahl von mit den einander übergreifenden Zylinderabschnitten (26 und 46) der Kupplungsteile (11 und 12) zusammenwirkenden Dichtwülsten (76) versehen ist.

US-735 /27. Oktober 1975 _2-

9826/0249

3. Kupplungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kenn zeichnet, daß die Rasteinrichtung (64 und 69) aus einem an einem Kupplungsteil (11) diametral gegenüber liegend angeordneten Paar von Rastfingern (64) und einem mit diesen zusammenwirkenden, am anderen Kupplungsteil (12) diametral gegenüberliegend angeordneten Paar von mit Anlaufschrägen (71 und 72) versehenen Rastnocken (69) besteht.

4. Kupplungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtstopfen (77) mit Bohrungen (78) versehen sind, deren Wandung im Längsschnitt gesehen gewellt ist und somit eine Anzahl von Dichtwülsten bildet.

US-735 / 27. Oktober 1975