DE3835756C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrpoligen Steck­ verbinder insbesondere zur Montage als abgedichtete Wandungsdurchführung durch eine Gehäusewandung eines Steuergerätes im Untertage-Bergbau, mit einem Kontaktaufnahmeteil mit mehreren sich in Richtung der Steckverbinder-Längsachse parallel zueinander durchgehend durch das Kontaktaufnahme­ teil erstreckenden Kontaktkammern, wobei in jeder Kontakt­ kammer ein Kontaktelement mit einem einseitigen Löt-Anschlußstück sitzt.

Im Bergbau werden beispielsweise zur Steuerung von Schreit­ ausbau-Einheiten elektrohydraulische Steuergeräte verwendet, wobei die Steuergeräte jeweils benachbarter Ausbaueinheiten über Verbindungskabel miteinander verbunden sind. Zum Anschluß der Verbindungskabel dienen mehrpolige Steckverbinder der gattungsgemäßen Art, wobei jedes Steuergerät zwei Steckverbinder aufweist.

Bei den bekannten Steckverbindern ist nun von Nachteil, daß ein geräteinterner Anschluß von Leitungsverbindungen sehr aufwendig ist, da einzelne Drähte eines zu einem Kabelbaum zusammengefaßten Bündels jeweils einzeln mit den Anschluß­ stücken der Kontaktelemente verbunden, insbesondere verlötet werden müssen.

So beschreibt die DE-OS 14 90 065 einen gattungsgemäßen Steckverbinder, der allerdings nicht zur Montage als abgedichtete Wandungsdurchführung durch eine Gehäusewandung eines Steuergerätes im Untertage-Bergbau vorgesehen ist. Der bekannte Steckverbinder besitzt ein mehrteiliges Kontaktaufnahmeteil, welches aus einer ersten gelochten Scheibe, einer flexiblen, gelochten Trennungsplatte, einer zweiten gelochten Scheibe, einem Kragen sowie einer den Kragen mit der zweiten gelochten Scheibe verbindenden, spritzgegossenen Ummantelung besteht. Diese Teile bilden zusammen mehrere Kontaktkammern, wobei in jeder Kontaktkammer ein Kontaktelement (Buchse) sitzt, welches auf einer Seite ein Löt-Anschlußstück aufweist, an dem ein Leiterdraht angelötet ist, und zwar werden die Drähte an die Anschlußstücke (Lötfahnen) der Buchsen einzeln angelötet, bevor mittels einer speziellen Vorrichtung die Ummantelung den Lötverbindungsbereich umschließend angespritzt wird. Der Anschluß des bekannten Steckverbinders, d. h. die Herstellung der Verbindungen mit den Drähten, ist folglich sehr aufwendig.

Die DE-OS 14 65 414 beschreibt einen (bzw. zwei) Steckverbinder (Stecker/Buchse), bei dem mit Drähten verbundene Löt-Anschlußstücke von Kontaktelementen (Kontaktschienen/Kontaktfederschienen) vollständig "innerhalb" eines Aufnahmeteils bzw. einer Vergußmasse angeordnet sind.

Das DE-GM 18 86 947 behandelt eine "Steckkontaktvorrichtung mit Lötverteiler", wobei in einer Frontplatte eines Gehäuses der Steckkontaktvorrichtung Buchsenöffnungen angeordnet sind, in denen Buchsen untergebracht sind. Jede dieser Buchsen ist im Inneren des Gehäuses mit einer winkelförmigen Kontaktfahne verbunden. Der freie Schenkel jeder Kontaktfahne ragt dabei aus dem Gehäuse heraus. Diese Kontaktfahnen dienen als Lötverteiler, wobei an den Kontaktfahnen einzelne Leiterdrähte angelötet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Steckverbinder der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß der Anschluß über die Anschlußstücke der Kontaktelemente wesentlich vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Löt-Anschlußstücke der Kontaktelemente aus zueinander parallel angeordneten, das Kontaktaufnahmeteil zu einer Anschlußseite hin mit unterschiedlichen Längen nach außen überragenden Lötstiften bestehen.

Hierdurch können als interne Leitungsverbindungen vorteilhafterweise sogenannte flexible Leiterplatten verwendet werden, wobei lediglich die erfindungsgemäßen Lötstifte durch Lötöffnungen der Leiterplatten gesteckt und dann verlötet zu werden brauchen. Dabei kann zudem das Verlöten aller Verbindungspunkte gemeinsam in einem Lötbad in an sich bekannter Weise erfolgen. Durch die Erfindung wird somit eine ganz erhebliche Zeitersparnis für den Anschluß des Steckverbinders erreicht.

Für das Einstecken der Lötstifte in die Lötöffnungen der Leiterplatten ist es von Vorteil, wenn die Lötstifte das Kontaktaufnahmeteil mit unterschiedlichen Längen überragen. Vorzugsweise enden die Lötstifte mit ihren freien Enden etwa auf einer schräg zur Steckverbinder-Längsachse ange­ ordneten Ebene. Hierdurch können die Lötstifte einzeln oder gruppenweise nacheinander durch die entsprechenden Lötöffnungen gesteckt werden, wobei erforderlichenfalls Lagekorrekturen durch geringfügiges Verbiegen der Lötstifte leicht möglich sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.

Anhand der Zeichnung soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Steckverbinder zusammen mit Befestigungsteilen in einer teilgeschnittenen Explosiv-Seitenansicht,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 geschnitten dargestellten Bereichs II,

Fig. 3 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Steckverbinders in seinem in ein Gerät eingebauten Zustand und

Fig. 4 eine perspektivische Explosivdarstellung von zwei, über flexible Leiterplatten miteinander verbindbare Steckverbinder.

Ein Steckverbinder 4 besteht aus einem über weiter unten noch zu erläuternde Befestigungsteile dichtend in einer Wandungsöffnung einer Gehäusewandung 6 eines beliebigen (Steuer-)Gerätes 8 (siehe Fig. 3) als hermetisch abgedichtete Wandungsdurchführung befestigbaren Kontaktaufnahmeteil 10. Für den genannten Verwendungszweck im Untertage-Bergbau ist die Dichtigkeit des Steckverbinders wesentlich, da unter Tage stets im explosionsgeschützten, eigensicheren Bereich gearbeitet werden muß. Das Kontaktaufnahmeteil 10 besitzt mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel siebenunddreißig, sich in Richtung der Steckverbinder-Längsachse 12 (Fig. 1) parallel zueinander durchgehend durch das Kontaktaufnahmeteil 10 erstreckende Kontaktkammern 14, in denen jeweils Kontakt­ elemente 16 gegen die Kontaktkammern 14 umfänglich abge­ dichtet derart sitzen, daß sie das Kontaktaufnahmeteil 10 mit Anschlußstücken 18 zu einer Seite hin nach außen über­ ragen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktelemente 16 als langgestreckte, im Querschnitt im wesentlichen zylindrische Buchsenkontakte ausgebildet, jedoch ist es ebenfalls möglich, entspre­ chende Steckerstifte zu verwenden. Ein entsprechender mehr­ poliger Anschlußstecker (nicht dargestellt) besitzt dann entweder Steckstifte oder Steckbuchsen.

Die Anschlußstücke 18 der Kontakt­ elemente 16 sind als zueinander parallel angeordnete Lötstifte 20, d.h. als sogenannte "Lötbeine", ausgebildet. Hierdurch kann der Steckverbinder 4 in einem Arbeits­ gang geräteintern angeschlossen werden, indem - wie es in Fig. 4 angedeutet ist - die Lötstifte 20 in Lötöffnungen 22 von einer oder mehreren flexiblen Leiterplatten 24 einge­ steckt und nachfolgend gemeinsam insbesondere in an sich bekannter Weise in einem Lötbad verlötet werden. Mehrere Leiterplatten 24 werden dabei sukzessive nacheinander auf­ gesteckt und verlötet. Hierbei können durch die Lötstellen auch bestimmte Verbindungen zwischen den Leiterplatten 24 über die Lötstifte 20 hergestellt werden.

Gemäß Fig. 1 und 4 überragen die Lötstifte 20 das Kontakt­ aufnahmeteil 10 mit unterschiedlichen Längen. In Fig. 1 ist dargestellt, daß die Lötstifte 20 mit ihren freien Enden auf einer schräg zur Steckverbinder- Längsachse 12 angeordneten Ebene 26 enden. Auf diese Weise wird das Einstecken der Lötstifte 20 in die entsprechenden Lötöffnungen 22 der Leiterplatte 24 wesentlich erleichtert.

Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, bestehen die Lötstifte 20 vorzugsweise aus mit den Kontaktelementen 16 verkrimpten, im Querschnitt kreisförmigen Drähten. Diese Drähte sind in einen hülsenförmigen Krimpbereich 28 des jeweiligen Kontaktelementes 16 eingesteckt und durch Ein­ prägungen 30 elektrisch leitend verkrimpt.

Nach dem Verlöten werden die Lötstifte 20 in üblicher Weise unmittelbar oberhalb der Lötstelle abgeschnitten, wie dies in Fig. 3 zu erkennen ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der gesamte Löt-Anschlußbereich der Leiterplatte(n) 24 durch eine isolierende Schutzschicht 32 abgedeckt ist.

Wie insbesondere in der Schnittdarstellung in Fig. 2 zu erkennen ist, ist jedes Kontaktelement 16 umfänglich gegen das Kontaktaufnahmeteil 10 bzw. gegen die Kontaktkammer 14 dadurch abgedichtet sowie kraft- und/oder formschlüssig in der Kontaktkammer 14 gehaltert, daß das Kontaktaufnahmeteil 10 aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus Gummi besteht und daß das Kontaktelement 16 mindestens eine Ein­ schnürung 34 aufweist, in die ein in der Kontaktkammer 14 gebildeter Ringsteg 36 eingreift. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel besitzt das Kontaktelement 16 zwei axial voneinander beabstandete Einschnürungen 34, in die jeweils ein in der Kontaktkammer 14 gebildeter Ringsteg 36 ein­ greift. Dabei wird im dargestellten Ausführungsbeispiel eine der Einschnürungen 34 durch den hülsen­ förmigen Krimpbereich 28 des Kontaktelementes 16 gebildet. Durch die beschriebene Ausgestaltung wird einerseits eine sehr gute Halterung der Kontaktelemente 16 in den jeweili­ gen Kontaktkammern 14 und andererseits auch eine äußerst gute Abdichtung in diesem Bereich erreicht, so daß sich der Steckverbinder besonders gut für den beschriebenen Anwendungsfall im Untertage-Bergbau eignet.

Die beschriebene Halterungs- und Abdichtungswirkung läßt sich noch durch einen geschlitzten Klemm­ ring 38 (siehe Fig. 1) verbessern, der das im wesentlichen zylindrische Kontaktaufnahmeteil 10 im Bereich zumindest einer der Einschnürungen 34 der Kontaktelemente 16 bzw. im Bereich der Ringstege 36 der Kontaktkammern 14 umschließt. Dieser Klemmring 38 ist vorzugsweise federelastisch ausge­ bildet und in einer Ringnut 40 des Kontaktaufnahmeteils 10 angeordnet. Zur Montage der Kontaktelemente 16 durch axiales Einschieben in die Kontaktkammern 16 sind letztere aufgrund des gummielastischen Materials des Kontaktaufnahme­ teils 10 beispielsweise mit einer Spezialzange elastisch radial aufweitbar. Dieses radiale Aufweiten wird nach Montage aller Kontaktelemente 16 durch den vorgesehenen, nach Montage federelastisch aufgeklipsten Klemmring 38 verhindert. Aufgrund seiner Anordnung sorgt der Klemmring 38 insbesondere dafür, daß die Ringstege 36 stets in Eingriff in den Einschnürungen 34 der Kontaktelemente 16 gehalten werden.

Gemäß Fig. 1 geht der Klemmring 38 auf seiner den Lötstiften 20 in Richtung der Steckverbinder-Längsachse 12 abgekehrten Seite einstückig in einen sich radial nach außen erstrecken­ den Positionierungsnocken 42 über. Dieser Positionierungs­ nocken 42 sitzt dabei einerseits in einer sich in axialer Richtung an die Ringnut 40 anschließenden Ausnehmung 44 des Kontaktaufnahmeteils 10 und andererseits in einem axialen Schlitz 46 eines der im folgenden noch zu beschreibenden Befestigungsteile. Der Positionierungsnocken 42 bewirkt einen Schutz gegen eine Verdrehung des Kontaktaufnahmeteils 10 um seine Längsachse 12. Darüber hinaus wird durch den Positionierungsnocken 42 auch eine definierte, relative Drehstellung des Kontaktaufnahmeteils 10 in dem jeweiligen Gehäuse gewährleistet. Um diese relative Drehstellung variieren zu können, ist nun weiterhin vor­ gesehenen, daß das Kontaktaufnahmeteil 10 mehrere, bei­ spielsweise drei, Ausnehmungen 44 für den Positionierungs­ nocken 42 des Klemmringes 38 aufweist, wobei diese Ausneh­ mungen 44 jeweils an bestimmten, einer gewünschten Kontakt­ lage entsprechenden Stellen des Umfanges des Aufnahmeteils 10 angeordnet sind. Die Drehstellung bzw. Kontaktlage des Steckverbinders 4 kann hierdurch auf sehr einfache und schnelle Weise durch "Ummontieren" (Verdrehen) des Klemmringes 38 durchgeführt werden.

Aus dem Schnitt in Fig. 2 ist weiterhin zu erkennen, daß das Kontaktaufnahmeteil 10 lötstiftseitig mit einem scheibenförmigen Endstück 48 verbunden, z.B. verklebt oder verschweißt ist, wobei das Endstück 48 mit den Kontaktkammern 14 fluchtende Durchgangsöffnungen 50 aufweist, deren Querschnitt nur geringfügig größer als derjenige der Lötstifte 20 ist. Das Endstück 48 wird an dem Kontaktaufnahmeteil befestigt, nachdem alle Kontakt­ elemente 16 in die Kontaktkammern 14 in der oben beschriebe­ nen Weise eingesteckt worden sind. Das Endstück 48 trägt somit ebenfalls zur Halterung der Kontaktelemente 16 bei, indem es die Kontaktkammern 14 bis auf die Durchführungs­ öffnungen 50 lötstiftseitig praktisch verschließt.

In Fig. 1 und 4 ist weiterhin ein das Kontaktaufnahmeteil 10 im Bereich zwischen dem Positionierungsnocken 42 und dem lötstiftseitigen Ende des Aufnahmeteils 10 einschließ­ lich des Klemmringes 38 umschließender Stützring 52 dar­ gestellt, der im montierten Zustand mit seiner den Löt­ stiften 20 abgekehrten, vorderen, durch eine äußere Anfasung 54 gebildeten Ringfläche 56 an einer die Ringnut 40 für den Klemmring 38 einseitig begrenzenden Ringstufe 58 des Kontaktaufnahmeteils 10 anliegt und in seinem löt­ stiftseitigen Endbereich einen äußeren Ringsteg 60 auf­ weist. Ferner ist ein Befestigungsring 62 mit einem Gewindeabschnitt 64 vorgesehen, der einen äußeren Ringsteg 66 sowie einen inneren Ringsteg 68 (nur in Fig. 3 zu erkennen) aufweist. Der Befestigungsring 62 bildet praktisch eine Überwurfmutter. Gemäß Fig. 3 durchgreift der Gewindeabschnitt 64 im montierten Zustand die Wandungs­ öffnung der Gehäusewandung 6, wobei der äußere Ringsteg 66 über einen Dichtring 70 am Öffnungsrand der Gehäusewandung 6 anliegt, der innere Ringsteg 68 den äußeren Ringsteg 60 des auf dem Kontaktaufnahmeteil 10 sitzenden Stützringes 52 übergreift sowie der Gewindeabschnitt 64 des Befestigungs­ ringes 62 auf der anderen Seite der Gehäusewandung 6 mit einem vorzugsweise in einer Ringnut 72 der Gehäusewandung 6 angeordneten Gewindering 74 (Schraubmutter) verschraubt ist.

Als weiteres Befestigungsteil ist ein Befestigungsflansch 76 vorgesehen, der das Kontaktaufnahmeteil 10 umschließend dichtend gegen die Gehäusewandung 6 zu verschrauben ist. Der Befestigungsflansch 76 besteht aus einer Flanschplatte 78, an die sich einseitig ein Gewindestutzen 80 zum Anschluß eines nicht dargestellten Anschlußsteckers und anderseitig ein Druckring 82 anschließen. Im montierten Zustand durch­ greift dieser Druckring 82 die Wandungsöffnung der Gehäuse­ wandung 6 und greift in einen zwischen dem Stützring 52 und dem Befestigungsring 62 gebildeten Ringspalt bis zu dem äußeren Ringsteg 60 des Stützringes 52 ein. Auf diese Weise wird das Kontaktaufnahmeteil 10 sicher und hermetisch absolut abgedichtet in der Gehäusewandung 6 befestigt. Hier­ bei ist im übrigen der mit dem Positionierungsnocken 42 des Klemmringes 38 zusammenwirkende, axiale Schlitz 46 in dem Druckring 82 des Befestigungsflansches 76 gebildet.

Gemäß Fig. 1 besitzt das Kontaktaufnahmeteil 10 weiterhin einen einstückig angeformten Dichtring 84 zur Abdichtung gegen den Befestigungsflansch 76 sowie in seinem vorderen, im Durchmesser reduzierten Steckbereich 86 einen einstückig angeformten Dichtring 88 zur Abdichtung gegen einen in einen zwischen dem Steckbereich 86 und dem Gewindestutzen des Befestigungsflansches 76 gebildeten, nicht dargestell­ ten Ringspalt einsteckbaren Ringteil eines ebenfalls nicht dargestellten Anschlußsteckers.

Claims (4)

1. Mehrpoliger Steckverbinder insbesondere zur Montage als abgedichtete Wandungsdurchführung durch eine Gehäusewandung eines Steuergerätes im Untertage-Bergbau, mit einem Kontaktaufnahmeteil mit mehreren sich in Richtung der Steckverbinder-Längsachse parallel zueinander durchgehend durch das Kontaktaufnahmeteil erstreckenden Kontaktkammern, wobei in jeder Kontaktkammer ein Kontaktelement mit einem einseitigen Löt-Anschlußstück sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Löt-Anschlußstücke (18) der Kontaktelemente (16) aus zueinander parallel angeordneten, das Kontaktaufnahmeteil (19) zu einer Anschlußseite hin mit unterschiedlichen Längen nach außen überragenden Lötstiften (20) bestehen.

2. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstifte (20) mit ihren freien Enden etwa auf einer schräg zur Steckverbinder-Längsachse (12) angeordneten Ebene (26) enden.

3. Mehrpoliger Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstifte (20) aus mit den Kontaktelementen (16) verkrimpten, im Querschnitt vorzugsweise kreisförmigen Drähten bestehen.

4. Mehrpoliger Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktaufnahmeteil (10) über Befestigungsteile dichtend in einer Gehäuse-Wandungsöffnung befestigbar ist, und daß die Kontaktelemente (16) umfänglich gegen das Kontaktaufnahmeteil (10) abgedichtet sowie kraft- und/oder formschlüssig in den Kontaktkammern (14) gehaltert sind.