DE4104370A1

DE4104370A1 - Elektrischer steckverbinder, insbesondere fuer sensoren

Info

Publication number: DE4104370A1
Application number: DE4104370A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Juergen Dipl P Brinkmann
Original assignee: Ingold Messtechnik AG
Current assignee: Mettler Toledo GmbH Switzerland
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-02-13
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: DE4104370C2; US5123856A; CH679900A5; JPH04220971A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere für Sensoren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Steckverbinder der eingangs genannten Art sind mehrfach be kannt, wobei diese Steckverbinder nach dem male-female Prinzip aufgebaut sind. Durch diese Bauart entstehen notwendigerweise Vertiefungen oder Hohlräume entweder auf der Seite des Steckers oder der Dose. Vielfach werden solche Stecker an Sensoren, wie beispielsweise Temperaturfühler, pH-Elektroden und dergleichen fest montiert. Einige solcher Sensoren, wie beispielsweise pH- Elektroden sind sehr hochohmige Signalquellen. An die Isolation der Steckverbinder werden deshalb sehr hohe Anforderungen gestellt. Bei den bekannten Steckverbindern kann nun im geöff neten Zustand leicht Wasser oder Feuchtigkeit in die Vertiefun gen oder Hohlräume eindringen und den Isolationswiderstand drastisch verringern, sodaß der Sensor funktionsuntauglich wird. Durch die Art der geschilderten Vertiefungen ist eine Reinigung oder Trocknung der Kontakte solcher Steckverbinder sehr schwierig. Dies kann bei der Wartung solcher Sensoren, zum Beispiel bei einem Wechsel in rauher Umgebung zu Störungen des Signals führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die geschilder ten Nachteile vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dadurch, daß an der Stirnseite jedes Steckteiles für jeden Pol ein Kontaktstück vorhanden ist, wobei zugeordnete Kontaktstücke im gekuppelten Zustand des Steckers stumpf aneinanderstehen und wobei überdies die Kontaktstücke eines Steckteils in Kontaktrichtung federnd angeordnet sind, ergeben sich Steckverbinder, die ebene Stirn flächen aufweisen und bei denen Vertiefungen und Hohlräume vermieden sind. Solche Steckverbinder erschweren deshalb das Ablagern von Feuchtigkeit und können überdies auf einfach Art sicher gereinigt und getrocknet werden. Ein solcher Steckver binder ist nicht nur für zweipolige Leitungen sondern insbeson dere auch für mehrpolige Leitungen geeignet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Steckverbinder sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Für die Ausbildung der Kontaktstücke ergeben sich die verschie densten Möglichkeiten. So kann der Steckverbinder beispielswei se nach Anspruch 2 ausgestaltet sein, so daß konvexe Kontakt stücke auf ebenen Kontaktbereichen gleiten können, wenn sie zusammengefügt werden. Vorteilhafter ist jedoch eine Ausgestal tung nach Anspruch 3. Werden solche Steckteile des Steckverbin ders zusammengesetzt und gegeneinander bewegt, so können sich die konvexen Kontaktstücke aufgrund ihrer punktförmigen Berüh rung selbst reinigen.

Eine besonders einfache Ausbildung des federnden Kontaktstückes beschreibt Anspruch 4. Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ermög licht größere Federwege und damit auch eine sichere Vorspan nung aneinanderstehender Kontaktstücke.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 6, insbesondere wenn der Stecker gemäß Anspruch 10 fest an einem Sensor angeordnet ist. Durch die feststehende Ausbildung des Kontaktstückes am Stecker kann das Kontaktstück sicher im Isolierkörper angeordnet und beispielsweise eingebettet sein, so daß auch dadurch die kleinsten Taschen vermieden werden, welche zur Ansammlung von Feuchtigkeit Anlaß geben könnten.

Bezüglich der Ausgestaltung der Stirnseiten der Isolierkörper der Steckteile ergeben sich die verschiedensten Möglichkeiten, wobei jedoch die Ausbildung nach Anspruch 7 bevorzugt ist, da sie eine besonders ebene und nischenfreie Ausgestaltung des Steckteiles ermöglicht.

Auch bezüglich der Anordnung der Abschirmung sind die verschie densten Ausgestaltungen denkbar, wobei jedoch die Ausbildung nach Anspruch 8 besonders einfach ist, Taschen und Nischen vermeidet und überdies noch einfach zu reinigen ist.

Bezüglich der Kupplung der einzelnen Steckteile ergeben sich auch die verschiedenste Möglichkeiten, wie beispielsweise Schraubverschlüsse und dergleichen. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 9.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders wird nachfolgend anhand der Zeichnungen be schreiben, dabei zeigt

Fig. 1 die Dose eines Steckverbinders, halb seitig geschnitten;

Fig. 2 den Stecker eines Steckverbinders, halbseitig geschnitten; und

Fig. 3 die Ansicht auf die Stirnseite des Steckers gemäß Fig. 2.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen elektrischen Steckverbinder, wobei der Steckteil (2) der Fig. 1 als Dose ausgestaltet ist, die mit einem nicht näher dargestellten Kabel verbunden ist. Der Steckteil (4) der Fig. 2 ist als Stecker ausgebildet, der an einem Ende eines angedeuteten Sensors (6) fest installiert ist. Im dargestellten Beispiel ist der Steckverbinder für eine fünfpolige elektrische Leitung ausgestaltet.

Der Steckteil (4) der Fig. 2 weist einen Isolierkörper (8) auf, in dem fünf Kontaktstifte (10) eingebettet sind, die auf der Innenseite Lötfahnen (12) oder andere Mittel zum Anschluß von Leitungen aufweisen und auf der Außenseite an einer ebenen Stirnseite (14) des Isolierkörpers (8) konvexe Kontaktstücke (16a, 16b, 16c, 16d, 16e) bilden, so daß die Kontaktstücke prak tisch in der Ebene der Stirnseite (14) des Steckteils (4) liegen und punktförmige Kontaktbereiche bilden. Der Isolierkör per ist von einer metallischen Abschirmung (18) umgeben, die auf der Außenseite ebenfalls bündig mit der Stirnseite (14) endigt. Weiter enthält der Steckteil (4) einen außen liegenden Kupplungsteil (20) einer bajonettartigen Kupplung. Dieser Kupplungsteil enthält an seiner Außenseite eine schmale Nase (22) und eine breite Nase (24), die es ermöglichen, in entspre chende Nuten des anderen Kupplungsteiles einzugreifen. Außer dem ist der Kupplungsteil (20) mit kurzen in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen (26) versehen, die den Verschwenkweg des als Stecker ausgebildeten Steckteiles (4) mit dem als Dose ausgebildeten Steckteil (2) bestimmen und eine Lagesicherung im gekuppelten Zustand bewirken. Ein Dichtungsring (28) dient überdies der Abdichtung des Innenraumes bei gekuppelten Steck teilen.

Die Fig. 1 zeigt den als Dose ausgebildeten Steckteil (2), der in einem Gehäuse (30) einen Isolierkörper (32) enthält, in dem fünf Kontaktstifte (34) angeordnet sind, welche den Kontakt stiften (10) des Steckteiles (4) zugeordnet sind. Die Kontakt stifte (34) sind im Isolierkörper (32) verschiebbar gelagert und mittels einer Feder (36) nach außen in Kontaktrichtung vorgespannt. Auf der Innenseite der Kontaktstifte (34) ist eine Lötfahne (38) oder ein sonstiges Anschlußmittel für die ein zelnen Phasen des Kabels vorhanden. Der Kontaktstift (34) steht geringfügig über die Stirnseite (40) des Isolierkörpers (32) vor und bildet ein Kontaktstück (42), an dem ein Kontaktstück (16a bis 16e) des Steckteiles (4) im gekuppelten Zustand der Steckteile ansteht. Dabei wird das Kontaktstück (42) und damit der Kontaktstift (34) gegen den Isolierkörper (32) gedrückt. Der Isolierkörper (32) ist weiter von einer metallischen Ab schirmung (44) umgeben, die über die Stirnseite (40) vorsteht und nach innen umgebördelt ist, so daß ein sicherer Kontakt mit der Abschirmung (18) des Steckteiles (4) gegeben ist. Nach außen schließt sich dann radial eine Kappe (46) an, welche auf der Innenseite eine Nase (48) enthält, die mit der Nut (22) des Kupplungsteiles (20) des Steckteiles (4) zusammenwirkt, wenn die Steckteile miteinander gekuppelt werden. Die Kappe (46) enthält eine weitere nicht sichtbare Nase, welche breiter ist und beim Kuppeln mit der Nut (24) des Steckteiles (4) zusammenwirkt. Die Nasen (48) greifen überdies in die Ausneh mung (26) im Kupplungsteil (20) ein und begrenzen nach dem Verschwenken der Steckteile (2, 4) den Verschwenkweg und sichern die gekuppelten Teil in ihrer richtigen gegenseitigen Lage, so daß die Kontaktstücke (16a bis 16e) des Steckteiles (4) im richtigen Kontakt mit den Kontaktstücken (42) des Steckteiles (2) stehen.

Die Kappe (46) trägt auf ihrem innen liegenden Teil überdies das Gehäuse (30), welches an dem dem Steckteil (2) abgewandten Ende mit einer Kabelführung (50) versehen ist, um ein nicht näher dargestelltes Kabel in das Gehäuse einzuführen und zu si chern.

Es sind noch zahlreiche weitere Ausgestaltungen des Steckver binders möglich. So können beispielsweise die Kontaktstücke des Steckteiles (4) nicht nur konvex sondern auch bereichsweise ausgebildet sein, so daß während des ganzen Schwenkweges ein Kontaktstück (42) des einen Steckteiles (2) mit dem Kontakt stück des anderen Steckteiles (4) in Eingriff steht. Anstelle des bajonettartigen Verschlusses der Steckteile (2, 4) können auch lose Überwurfmuttern vorgesehen sein und/oder sonstige Fixiereinrichtungen, um die exakte Ausrichtung der Kontakt stücke beider Steckteile zu gewährleisten. Anstelle der Ausrü stung der Kontaktstifte (34) mit einer Feder (36), kann der Kontaktstift (34) auch über ein elastisches Material im Iso lierkörper (32) eingebettet sein, so daß dadurch die Federvor spannung zum Kontaktstück des anderen Steckteiles gesichert ist. In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist die Kappe (46) nicht fest angeordnet sondern auf einem Gehäuseteil in axialer Richtung verschiebbar, so daß sie zur Verbesserung des Zuganges zu den Kontakten (42) und damit zur leichteren und wirksameren Reinigung zurückgeschoben werden kann. Dabei kann die Kappe zur Verdrehsicherung in einer Nut geführt sein. Weiter ist es möglich, den Steckteil nicht gerade wie in Fig. 1 gezeigt, sondern abgewinkelt auszugestalten.

Bezugszeichenliste

2 Steckteil (Dose)
4 Steckteil (Stecker)
6 Sensor
8 Isolierkörper
10 Kontaktstift
12 Lötfahne
14 Stirnseite
16a Kontaktstück
16b Kontaktstück
16c Kontaktstück
16e Kontaktstück
18 Abschirmung
20 Kupplungsteil
22 Nut breit
26 Ausnehmung
28 Dichtungsring
30 Gehäuse
32 Isolierkörper
34 Kontaktstift
36 Feder
38 Lötfahne
40 Stirnseite
42 Kontaktstück
44 Abschirmung
46 Kappe
48 Nase schmal
50 Kabelführung

Claims

1. Elektrischer Steckverbinder, insbesondere für Sensoren mit einem ersten und einem zweiten Steckteil (2, 4), die jeweils in einem Isolierkörper (8, 32) mindestens zwei Polkontakte aufweisen und eine diese umgebende Abschirmung (18, 44) sowie eine Lagesicherung (20, 46) in gekuppeltem Zustand enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite (14, 40) jedes Steckteiles (2, 4) für jeden Pol ein Kontakt stück (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 42) vorhanden ist, wobei die Kontaktstücke (42) eines Steckteiles (2) in Kontaktrichtung federnd angeordnet sind und die Kontaktstücke (16a, 16b, 16c, 16d, 16e) des anderen Steckteiles (4) wenigstens annä hernd in der Ebene der Stirnseite (14) des Steckteiles (4) liegen.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche der Kontaktstücke (16a, 16b, 16c, 16d, 16e) eines Steckteiles (4) konvex und die Kontaktstücke (42) des anderen Steckteiles (2) eben ausgebildet sind.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche der Kontaktstücke (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 42) beider Steckteile (2, 4) konvex ausgebildet sind.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd angeordneten Kontaktstücke in ein elastisches Material eingebettet sind.

5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd angeordneten Kontaktstücke (42) jeweils mittels einer Feder (36) vorgespannt sind.

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (16a, 16b, 16c, 16d, 16e) in dem als Stecker ausgebildeten Steckteil (4) fest stehend angeordnet sind.

7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberstehenden Stirn seiten (14, 40) der Isolierkörper (8, 32) der Steckteile (2, 4) senkrecht zur Steckachse ausgebildete Flächen aufwei sen.

8. Steckverbinder nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeich net, daß die Abschirmung (18) des als Stecker ausgebilde ten Steckteiles (4) den Isolierkörper (8) umgibt und bündig bis an dessen Stirnseite (14) reicht und die Abschirmung (44) in dem als Dose ausgebildeten Steckteil (2) über die Stirnseite (40) des Isolierkörpers (32) vorstehend ausge bildet ist.

9. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckteile (2, 4) aus einer vorbe stimmten Steckstellung bis in die Kontaktstellung ver schwenkbar sind, wobei die Steckteile vorzugsweise bajo nettartig ausgebildet sind.

10. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stecker ausgebildete Steckteil (4) fest an einem Sensor (6) angeordnet ist.