DE4202813C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen koaxialen Steckverbinder für ein Koaxialkabel, dessen Innenleiter mit dem Innen­ leiterkontaktelement des Steckverbinders verbunden ist, und dessen Außenleiter einschließlich des Kabelmantels in dem Steckergehäuse aus elektrisch leitendem Material endet und in diesem mittels eines hohlen Schraubgliedes mechanisch geklemmt sowie elektrisch kontaktiert ist, und mit einer das Ende des Kabels, das Schraubglied und einen Teil des Steckergehäuses dichtend umschließenden Kunststoffumspritzung.

Ein Steckverbinder dieser Gattung ist bei herstellersei­ tig konfektionierten Koaxialkabeln, also solchen, die bei vorgegebener Länge bereits werkseitig an beiden En­ den mit je einem Koaxialstecker versehen sind, bekannt. Die Kunststoffumspritzung übt eine gewisse Abdichtungs­ funktion aus und wirkt gleichzeitig als Knickschutz. Allerdings ist dieser koaxiale Steckverbinder nicht fur den Einsatz im Freien geeignet, da er nicht wasserdicht ist. Trotz aller Bemühungen ist es nämlich bisher nicht gelungen, eine so innige Verbindung zwischen dem Kabel­ mantel und der Kunststoffumspritzung herzustellen, daß der entsprechende Spalt wenigstens spritzwasserdicht ist. Im gleichen Sinne problematisch ist auch der Spalt zwischen dem Steckergehäuse und der Kunststoffumsprit­ zung in Höhe deren Vorderrandes. Obwohl an dieser Stelle keine mechanische Beanspruchungen auftreten, wie sie am kabelseitigen Ende der Kunststoffumspritzung beim Abbie­ gen des Kabels unvermeidlich sind, würde bei einem Ein­ satz des Steckverbinders im Freien die Kunststoffum­ spritzung von Wasser unterwandert werden. Das Wasser würde allmählich zu der Verschraubung vordringen und von dort in das Innere des Steckers eintreten. Während die­ sem Problem durch Einsatz einer abgedichteten Verschrau­ bung begegnet werden könnte, fehlt es bisher an jegli­ cher brauchbaren Lösung zur Verhinderung des Eindringens von Wasser in den Stecker von der Kabelseite her.

Aus der DE 22 38 308 B2 ist ein koaxialer Steckverbinder bekannt, bei dem sich zwischen dem Kabelaußenmantel und dem Schraubglied ein zur Kabelseite hin offener Ring­ spalt befindet, der steckseitig von einer Ringdichtung begrenzt wird und der kabelseitig mit Kunststoff ausge­ spritzt ist. Als Kunststoff wird ein selbsthärtendes Gießharz verwendet, das in erster Linie zur formschlüs­ sigen Verankerung des Außenleiters in dem Steckverbin­ dergehäuse dient. Steckseitig von der Ringdichtung ist konstruktiv ein Ringraum vorgesehen, der mit einem ela­ stischen Kunststoffmaterial ausgefüllt ist, das über eine radiale Bohrung im Steckergehäuse eingespritzt wur­ de. Die somit allseitig formschlüssig eingebettete, im übrigen scheibenförmige Ringdichtung vermag jedoch bei dieser Konstruktion aus den weiter unten erläuterten Gründen ihre abdichtende Funktion nur höchst unvollstän­ dig zu erfüllen.

Aus der US 46 26 055 ist es bekannt, die Stirnflächen ineinandergreifender Steckverbinderteile nach dem Prin­ zip von Nut und Feder komplementär auszubilden, den Nu­ ten ein Profil zu geben, das sich zum Nutgrund hin ver­ engt und in den Nuten Dichtungen anzuordnen, die durch die eingreifenden Vorsprünge des anderen Verbinderteiles in Richtung des zwischen ihnen und dem jeweiligen Nut­ grund verbleibenden Luftspaltes elastisch verformt wer­ den.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der einleitend genannten Art zu schaffen, der zumindest spritzwasserdicht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Schraubglied einen kegel­ förmigen Übergang auf einen zu seinem kabelseitigen Ende hin offenen, etwa zylindrischen Bereich vergrößerten In­ nendurchmessers hat, daß in diesem Bereich vergrößerten Innendurchmessers des Schraubgliedes ein Dichtring, des­ sen Durchmesser etwa gleich dem Ringspalt zwischen dem Kabelmantel und der Innenwand des Schraubgliedes ist, angeordnet ist, und daß der verbleibende kabelseitige Spalt mit einem Teil der Kunststoffumspritzung ausge­ füllt ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es keines­ falls genügt, das Schraubglied in seinem kabelseitigen Endbereich mit einem Dichtring, z. B. einem O-Ring auszustatten. Vielmehr übt der Dichtring seine ab­ dichtende Funktion nur deshalb aus, weil der kegel­ förmige Übergang von dem Bereich geringeren Innen­ durchmessers des Schraubgliedes auf dessen Bereich vergrößerten Innendurchmessers konisch gestaltet ist, so daß hinter dem Dichtring, also angrenzend an dessen der Steckerseite zugewandte Fläche, ein ring­ förmiger Luftspalt verbleibt. Bei der Herstellung der Kunststoffumspritzung übt nun das heiß unter nicht unerheblichem Druck eingespritzte Kunststoffmaterial, das in den kabelseitig verbleibenden Spalt zwischen der Innenwand des Schraubgliedes und dem Kabelmantel ein­ dringt,auf den Dichtring eine in erster Linie axial gerichtete Kraft aus, die den Dichtring in Richtung des kegelförmigen Übergangsbereiches preßt und ihn zufolge des genannten Luftspaltes gleichzeitig elastisch verformt. Erst diese elastische Verformung des Quer­ schnittes des Dichtringes, die bei einer bloßen Ein­ bettung des Dichtringes in z. B. eine im wesentlichen querschnittsgleiche Nut nicht aufträte, ergibt die gewünschte Abdichtung, da die elastischen Rückstell­ kräfte dafür sorgen, daß der Dichtring fest sowohl gegen den Kabelmantel als auch gegen die Innenwand des Schraubgliedes gepreßt wird.

Bei der im Anspruch 2 angegebenen Ausführungsform dringt das Kunststoffmaterial steckseitig von dem Dichtring auch in den Innenraum des Steckers, genauer gesagt, den zwischen dem Kabelaußenleiter und der Innenwand des Schraubgliedes verbleibenden Raum, ein. Der hierdurch erzielte, zusätzliche Formschluß zwischen dem Kabelaußenmantel und dem Schraubglied und damit dem Stecker insgesamt, verbessert die Auszugfestigkeit des Kabels, vor allem dann, wenn es sich um ein Kabel mit Wellrohraußenleiter handelt.

Allerdings kann es bei der zuletzt genannten Ausführungs­ form nicht völlig ausgeschlossen werden, daß das Kunststoffmaterial, das im übrigen auch den Kabelmantel teilweise unterwandert, über den Spalt zwischen dem Kabelmantel und der Innenwand des Schraubgliedes bis zu dem im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 erläuter­ ten umlaufenden Luftspalt vordringt und diesen aus­ füllt. Dies hätte zur Folge, daß der dort befindliche Dichtring von beiden Seiten in das Kunststoffmaterial eingebettet würde und aus den erläuterten Gründen seine Abdichtfunktion nicht erfüllen könnte.

Dieser Gefahr wird durch die im Anspruch 3 ange­ gebene Ausführungsform begegnet. Die Bemessung des Querschnitts des dort genannten, weiteren Dichtrings und diejenige der ihn aufnehmenden Ringnut muß aus den geschilderten Gründen ebenfalls so erfolgen, daß etwa in diesen Bereich vordringender Kunststoff zu einer elastischen Formänderung des weiteren Dichtungs­ rings führt.

Einleitend wurde bereits darauf hingewiesen, daß bei dem Einsatz eines gattungsgemäßen Steckverbinders im Freien, also bei einem möglichen Kontakt mit Wasser, auch die Gefahr besteht, daß das Wasser die Kunststoffumspritzung auch von der Steckerseite her unterwandert und über die Verschraubung in den Stecker vordringt. Dem wird durch die im Anspruch 4 angegebene Ausführungsform vorge­ beugt. Der danach vorgeschlagene, dritte Dichtungsring erzeugt nach dem gleichen Prinzip wie der erste und der zweite Dichtungsring eine zuverlässige Abdichtung auch des Überganges oder Spaltes zwischen dem metalli­ schen Steckergehäuse und dem vorderen Umfangsrand dessen Kunststoffumspritzung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des koaxialen Steckverbinders nach der Erfindung schematisch vereinfacht in Längsschnitten dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform.

In allen zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen umfaßt der Steckverbinder jeweils einen Koaxialstecker beliebiger Bauart, das mit dem Stecker verbundene Koaxialkabel von ebenfalls beliebiger Bauart, hier lediglich beispielhaft mit einem Wellrohraußenleiter, sowie eine gemeinsame Kunststoffumspritzung, die der Abdichtung dient, als Knickschutz wirkt und im übrigen auch das Steckerdielektrikum bildet.

Das Koaxialkabel besteht aus einem Innenleiter 1, einem üblichen Dielektrikum 2, hier als Schaumstoff­ dielektrikum dargestellt, einem Außenleiter 3, sowie einem Kabelmantel 4.

Der Stecker umfaßt einen Steckerinnenleiter 11, der steckseitig hier als Stift gezeichnet ist, jedoch auch als Buchse gestaltet sein kann, ein Stecker­ dielektrikum 12, ein Steckergehäuse 13, ein mit einem Druckring 14 zusammenwirkendes Schraubglied 15, sowie im allgemeinen einen hier nicht gezeichneten metallischen Überwurf.

Der größere Teil des Steckergehäuses 13, das hohle Schraubglied 15 und ein Teil des aus diesem heraus­ führenden Kabels sind in eine gemeinsame Kunststoff­ umspritzung 16 eingebettet. Diese Kunststoffumspritzung füllt über mindestens eine Bohrung 13a in dem Stecker­ gehäuse 13 dessen Innenraum als Steckerdielektrikum 12 aus. Zwischen dem Steckerdielektrikum 12 und dem Druckring 14 befindet sich eine Isolierstoffscheibe 17.

Die in den vorgenannten Teilen übereinstimmenden, gezeichneten drei Ausführungsformen unterscheiden sich voneinander durch unterschiedliche Abdichtungs­ maßnahmen. Gemeinsam ist jedoch allen drei Ausführungs­ formen die Art der Abdichtung der Kabeleinführung in den Stecker. Das hohle Schraubglied 15 hat einen mehrfach gestuften Innendurchmesser. In Richtung auf das kabelseitige Ende des Schraubgliedes erweitert sich dessen auf den Durchmesser des Kabels einschließlich des Kabelmantels 4 abgestellter Innendurchmesser auf einen zylindrischen Endbereich 15a ver­ größerten Innendurchmessers.

In dem damit geschaffenen Ringspalt zwischen dem Kabel­ mantel 4 und der Innenwand des Schraubgliedes 15 ist ein Dichtring 18 angeordnet. Der verbleibende, kabelseitige Ringspalt ist mit dem Material der Kunststoffumspritzung 16 ausgefüllt. Damit der Dichtring 18 seine Abdichtungs­ funktion erfüllen kann, muß ihm die Möglichkeit gegeben werden, sich unter dem Druck des schmelzflüssig in den genannten Ringspalt eindringenden Materials der Kunststoffumspritzung 16 elastisch zu verformen. Diese Möglichkeit ist durch einen an die der Stecker­ seite zugewandte Fläche des Dichtringes 18 angrenzenden, ringförmigen Luftspalt 19 geschaffen. Konstruktiv ist dieser Luftspalt 19 dadurch erzielt, daß sich zwischen dem kleineren Innendurchmesser des Schraubgliedes 15 und dessen Bereich 15a vergrößerten Innendurchmessers ein kegelförmiger Übergang 15b befindet.

Diese in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform kann vor allem dann, wenn der Kabelaußenleiter aus einem Wellrohr besteht, gemäß Fig. 2 noch dadurch ver­ bessert werden, daß der Kabelmantel 4 gegenüber dem Stirnrand des Außenleiters 3 ein Stück weiter zurück­ gesetzt wird und daß in den so geschaffenen, freien Innenraum des Schraubgliedes 15 mindestens eine vorzugsweise radiale Bohrung 15c mündet, die dazu führt, daß das Material der Kunststoffumspritzung 16 auch diesen freien Raum ausfüllt. Der so geschaffene Formschluß erhöht die Auszugsfestigkeit des Kabels. Um zu verhindern, daß das in den freien Raum ein­ dringende Kunststoffmaterial über den unvermeidbaren Umfangsspalt zwischen dem Kabelmantel 4 und der Innen­ wand des Schraubgliedes 15 bis zu dem Luftspalt 19 vordringt, diesen ausfüllt und damit die elastische Formänderung des Dichtringes 18 verhindert, hat das Schraubglied 15 in seinem zwischen der Bohrung 15c und dem kegelförmigen Übergang 15b liegenden Bereich eine Ringnut zur Aufnahme eines zweiten Dichtungsringes 20. Aus den gleichen Gründen wie im Fall des Dichtringes 18 müssen die Querschnitte der Ringnut einerseits und des zweiten Dichtungsringes 20 andererseits so gestaltet sein, daß der Dichtungsring 20 eine elastische Verformung erfährt, die Rückstellkräfte erzeugt, die den Dichtungsring 20 fest an dem Kabelmantel 4 anliegen lassen.

Im Fall der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist auch der steckerseitige oder vordere Übergang zwischen dem Steckergehäuse 13 und der Kunststoffum­ spritzung 16 wasserdicht gestaltet, damit über den Um­ fangsspalt zwischen dem Steckergehäuse 13 und der Kunststoffumspritzung 16 kein Wasser bis zu dem Gewinde­ spalt zwischen dem Steckergehäuse 13 und dem Schraub­ glied 15 vordringen kann. Das Steckergehäuse 13 weist zu diesem Zweck außenseitig eine Ringnut auf, in die ein dritter Dichtungsring 21 eingelegt ist. Damit der dritte Dichtungsring 21 sich unter dem Druck des die Kunststoffumspritzung 16 bildenden Materials elastisch verformen kann, ist der Nutgrund V-förmig gestaltet, so daß ein umlaufender Luftspalt 22 verbleibt.

Wie erläutert, beruhen die getroffenen Abdichtungs­ maßnahmen jeweils auf einer elastischen Formänderung der an den betreffenden Stellen vorgesehenen Dichtungs­ ringe. Durch welche konstruktiven Maßnahmen die Möglich­ keit geschaffen wird, daß die betreffenden Dichtungs­ ringe sich unter dem Druck des eingespritzten Kunst­ stoffmaterials elastisch verformen, kann dem Fachmann überlassen bleiben. Beispielsweise könnte auch anstelle des kegelförmigen Überganges 15b eine einfache, radiale Durchmesserstufe vorgesehen sein, sofern als Dichtring 18 ein Profilring benutzt wird, dessen Querschnitt so gestaltet ist, daß auf der dem Kunststoffmaterial abgewandten Seite ein Luftspalt zwischen dem Dichtring und der Innenwand des Schraubgliedes 15 verbleibt.

Claims (4)

1. Koaxialer Steckverbinder für ein Koaxialkabel, dessen Innenleiter mit dem Innenleiterkontaktelement des Steckverbinders verbunden ist, und dessen Außenleiter einschließlich des Kabelmantels in dem Steckergehäuse aus elektrisch leitenden Material endet und in diesem mittels eines hohlen Schraubgliedes mechanisch geklemmt sowie elektrisch kontaktiert ist, und mit einer das Ende des Kabels, das Schraubglied und einen Teil des Stecker­ gehäuses dichtend umschließenden Kunststoffumspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubglied (15) einen kegelförmigen Übergang (15b) auf einen zu seinem kabelseitigen Ende hin offenen, etwa zylindrischen Bereich (15a) vergrößerten Innendurchmesser hat, daß in diesem Bereich vergrößerten Innendurchmessers des Schraubgliedes ein Dichtring (18), dessen Durchmesser etwa gleich dem Ringspalt zwischen dem Kabelmantel (4) und der Innenwand des Schraubgliedes (15) ist, angeordnet ist, und daß der verbleibende kabelseitige Spalt mit einem Teil der Kunststoffumspritzung (16) ausgefüllt ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kabelmantel (4) gegenüber dem steckseitigen Stirnrand des Außenleiters (3) zurückgesetzt ist, und daß das Steckergehäuse im Bereich der Kunststoffumspritzung (16) mit mindestens einer von seinem Außenumfang ausgehenden Bohrung (15c) versehen ist, die in den von dem blanken Kabelaußenleiter (3) ein­ nommenen Raum mündet.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenwand des Schraubgliedes (15) zwischen der Bohrung (15c) und dem kegel­ förmigen Übergang (15b) auf den vergrößerten In­ nendurchmesser eine Ringnut aufweist, in der ein weiterer Dichtungsring (20) aufgenommen ist, der mit seiner inneren Umfangsfläche gegen den Kabel­ mantel (4) anliegt.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckergehäuse (13) außenseitig eine Ringnut hat, deren Tiefe größer als die Dicke eines in die Ringnut eingelegten, dritten Dichtungsringes (21) ist, daß ein Teil der Kunst­ stoffumspritzung (16) des Steckers die oberhalb des Dichtungsrings (21) verbleibende Tiefe der ringnut ausfüllt, und daß der Nutengrund und der dritte Dichtungsring so gestaltet sind, daß dazwischen ein Luftspalt (22) verbleibt.