-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Push-pull-Steckverbindersystem, das zumindest spritzdicht ist,
wobei ein geringes Untertauchen des Systems vorzugsweise möglich ist.
Das Steckverbindersystem weist einen Steckverbinder und einen Steckanschluß (Stecker)
auf. Die Erfindung betrifft ebenso nur einen Steckverbinder. Aufgabe
der Erfindung ist die Verwendung von bestehenden Push-pull-Steckverbindern,
wobei diese so wenig wie möglich
geändert
werden sollen, um vorher entwickelte Industriewerkzeuge verwenden
zu können.
-
Ein Push-pull-Steckverbinder ist
ein Steckverbinder, dessen Verbindung mit einem Steckanschluß bzw. Stecker
erreicht wird, indem der Steckverbinder hineingedrückt wird.
Nach erfolgter Verbindung ist der Steckverbinder automatisch an
dem Steckanschluß verriegelt.
Insbesondere kann der Steckverbinder normal nicht gelöst werden,
wenn man an dem damit verbundenen Kabel zieht. Um den Steckverbinder
von dem Steckanschluß zu
lösen, muß man nicht
das Kabel angreifen, sondern eine Auslöserbuchse, die eine äußere Umhüllung des Steckverbinders
bildet, und die in der Nähe
des Steckanschlusses angeordnet ist. Durch das Zurückziehen
der Auslöserbuchse
wird die mechanische Verbindung gelöst, und der Steckverbinder
und der Steckanschluß können voneinander
getrennt werden. Derartige Push-pull-Steckverbinder sind insbesondere
nützlich
für elektrische,
optische und pneumatische Verbindungen. Ihre Struktur ist derart,
daß sie
eine erste Buchse, Federbuchse genannt, aufweisen, die von der Auslöserbuchse
umgeben ist, die in direkterem Kontakt mit dem Steckanschluß ist. Die erste
Buchse ist eine Federbuchse, da sie in der Ruheposition die Auslöserbuchse
nach hinten drückt,
so daß sie
im Abstand zu ihr angeordnet ist. Die beiden Buchsen gleiten geringfügig aufeinander,
um derartige Bewegungen zu ermöglichen.
-
Ein Hauptproblem dieser Push-pull-Steckverbinder
liegt in dem Mechanismus für
die Verbindung und das Lösen
mit bzw. von dem Steckanschluß.
Sie sind nicht wasserdicht, auch nicht spritzdicht. Somit erfüllen sie
den IP55-Standard nicht und noch weniger den IP67-Standard, der
Wasserdichtheit bei einem vorübergehenden
Eintauchen in Wasser bis 15 cm Tiefe fordert. Wasser oder Schmutz können zwischen
die leitenden Teile treten. Wenn man eine Dichtung zwischen der
Federbuchse und der Auslöserbuchse
an der gleitenden Stelle anbringt, wird eine Relativbewegung der
beiden Teile naturgemäß verhindert.
Diese Dichtung kann zwar die Wasserdichtheit sicherstellen, jedoch
wird durch die Reibung verhindert, daß die Auslöserbuchse in ihre Ruheposition
durch die Betätigung
der Feder der Federbuchse zurückkehrt,
wenn der Schub, der sie in Richtung der Federbuchse drückt, nachläßt. Sonst
ist die Reibung schwach und die Relativbewegung wird nicht behindert,
jedoch ist in diesem Fall keine Wasserdichtheit gegeben.
-
In der Erfindung wird dieser Nachteil
vermieden, indem eine andere Dichtungsform verwendet wird. Die erfindungsgemäße Dichtung
ist nicht eine gleitende Dichtung. Die erfindungsgemäße Dichtung ist
eine elastische Dichtung, die im Gegensatz hierzu zwei Positionen
einnehmen kann. Die elastische Dichtung weist Kanten auf, die in
permanentem Kontakt mit den Buchsen stehen. Die elastische Dichtung hat
im wesentlichen die Form eines Faltenbalgs. In der ersten Zustand,
der der Ruheposition entspricht, ist der Faltenbalg gestreckt, wenn
die Auslöserbuchse
im Abstand zur Federbuchse angeordnet ist, und die Dichtung ist
gestreckt. Wenn die Auslöserbuchse näher an die
Federbuchse gebracht wird, wird ein Druck auf die elastische Dichtung
ausgeübt,
und der Faltenbalg wird gefaltet. Die elastische Dichtung ist trotzdem
in dauerndem Kontakt mit der Federbuchse und mit der Auslöserbuchse.
Dadurch wird eine wasserdichte Verbindung zwischen diesen beiden
Teilen ermöglicht.
Wenn die Dichtung gefaltet wird, versucht sie natürlich in
ihre ungefaltete Form zurückzukehren.
Unter diesen Bedingungen übt
sie einen Schub aus, der die Auslöserbuchse von der Federbuchse weg
zurückdrückt. Auf
diese Weise unterstützt
die Dichtung die Verriegelung und verhindert nicht die relative
Verschiebung dieser beiden Teile wie im Stand der Technik. Dies
führt dazu,
daß neben
der Wasserdichtheit die relative Elastizität dieser beiden Teile nicht
vermindert sondern sogar erhöht
wird.
-
Folglich betrifft die Erfindung einen Push-pull-Steckverbinder,
der einen Kontaktstift aufweist, der mit einer Federbuchse und mit
einer Auslöserbuchse
ausgestattet ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine
wasserdichte zylindrische elastische Dichtung zwischen der Federbuchse
und der Auslöserbuchse
aufweist, wobei die elastische Dichtung aus einem von zwei Rippen
begrenzten Faltenbalg besteht, wobei die Feder- und die Auslöserbuchse
jeweils eine Ringnut für
die Aufnahme einer dieser Rippen aufweisen, wobei die elastische
Dichtung beansprucht wird, wenn die Auslöserbuchse nach hinten gegen
die Federbuchse gedrückt
wird und in Ruheposition ist, wenn die Auslöserbuchse gelöst von der
Federbuchse ist.
-
Die Erfindung betrifft ebenso ein Push-pull-Steckverbindersystem,
das einen Steckverbinder und einen Steckanschluß aufweist, wobei der Steckanschluß für die Aufnahme
des Kontaktstifts ausgebildet ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Steckanschluß eine Platte
mit einer Ringnut und einer wulstförmigen Dichtung in dieser Ringnut aufweist.
-
Die Erfindung wird nachfolgend unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Letztere
sind nur Ausführungsbeispiele
und begrenzen den Schutzbereich der Erfindung nicht. Hierbei zeigen:
-
1 eine
teilweise äußere und
teilweise Schnittansicht einer zylindrischen erfindungsgemäßen elastischen Dichtung in zwei Positionen,
-
2 eine
Variante der Ausführungsform,
in der die Elastizität
der Dichtung nicht durch Verbiegung, jedoch durch Kompression ausgeübt wird,
-
3 eine
Querschnittsansicht der in 1 gezeigten
Dichtung,
-
die 4a und 4b wasserdichte Dichtungen des
Steckanschlusses, der die Wasserdichtheit des Systems vervollständigt,
-
die 5a und 5b Verlängerungsleitungen mit wasserdichten
Merkmalen, wenn sie mit dem erfindungsgemäßen Steckverbindersystem verbunden sind.
-
1 zeigt
einen Teil eines Push-pull-Steckverbindersystems gemäß der Erfindung.
Dieser Teil betrifft einen Steckverbinder in der Form eines Kontaktstifts.
In den 4a und 4b ist ebenso ein Steckanschluß gezeigt.
Der Kontaktstiftsteckverbinder ist hier geradlinig ausgeführt und
weist eine Federbuchse 1 und eine Auslöserbuchse 2 auf. Die
Auslöserbuchse 2 trägt durch
einen Einsatz einen Satz von Kontakten wie diejenigen, die mit Bezugszeichen 3 bezeichnet
sind, die innerhalb des Kontaktstiftes mit den Leitern des Kabels 4 verbunden
sind und sich bei der Federbuchse 1 öffnen. Die durch den Kontaktstift erhaltene
Verbindung kann eine optische oder elektrische oder eine andere
Verbindung sein. Der Kontaktstift ist ein sogenannter Push-pull-Kontaktstift,
da seine Verbindung mit einem Steckanschluß (4a, 4b)
einfach durch das Ergreifen der Federbuchse oder der Auslöserbuchse 2 und
das Einfügen
der Auslöserbuchse
in den Steckanschluß 4 erreicht wird.
Die Auslöserbuchse
wird hierbei in den Steckanschluß 4 gedrückt. Die
Auslöserbuchse
weist einen Mechanismus auf, der den darin enthaltenen Einsatz antreibt,
als auch einen Mechanismus, der die Buchse 2 auf dem Steckanschluß verriegelt.
Der Verriegelungseffekt ist derart ausgeführt, daß normalerweise ein Lösen durch
einfaches Ziehen der Federbuchse 1 oder des Kabels 4 nicht
möglich
ist. Das Lösen
der Verbindung wird erreicht, indem an der Auslöserbuchse 2 gezogen
wird, wodurch die Auslöserbuchse 2 sich
der Federbuchse 1 nähert.
Durch das Annähern
der Auslöserbuchse 2 wird
die Verriegelung des Kontaktstifts auf dem Steckanschluß entriegelt,
und das System kann auseinandergenommen werden. Um zu verhindern,
daß sich
die Auslöserbuchse
auf natürliche
Weise durch Vibrationen verschiebt, weist die Federbuchse 1 Federn
auf, die die Auslöser buchse
zurück
in Richtung des Steckanschlusses drücken, um eine Distanz zur Auslöserbuchse
zu halten. Es sind verschiedene Mechanismen dieser Art bekannt.
-
Nach einem Hauptmerkmal der Erfindung weist
die Verbindung zwischen der Auslöserbuchse und
der Federbuchse, die hier außen
erfolgt, eine elastische zylindrische Dichtung 5 auf. Im
unteren Teil von 1 ist
die Dichtung zusammengedrückt, da
die Auslöserbuchse 2 nach
hinten gegen die Federbuchse 1 gedrückt ist. Im oberen Teil von 1 ist die Dichtung 5 im
Gegensatz hierzu in einer Ruheposition, da die Auslöserbuchse 2 von
der Federbuchse 1 gelöst
ist. Der untere Teil von 1 zeigt
die Bewegung, die notwendig für
die Entriegelung des Kontaktstifts ist, der obere Teil der Figur
zeigt die Position des Kontaktstiftes, wenn er in Ruheposition ist
oder mit dem Steckanschluß verbunden
ist.
-
Wie in 1 gezeigt,
hat die Dichtung 5 die Form eines Faltenbalgs. In der zusammengedrückten Position
sind die Wände 6 und 7 des
Faltenbalgs übereinandergefaltet.
In der Ruheposition bilden die Wände 6 und 7 gegenseitige
Verlängerung
und geben der Dichtung 5 eine zylindrische Form.
-
2 zeigt
eine Variante der Dichtung 5. Letztere hat in diesem Fall
eine zylindrische Form, die jeweils an einer Kante 8 der
Federbuchse 1 und an einer Kante 9 der Auslöserbuchse 2 anliegt.
Im Fall der Variante ist die Dicke der Dichtung 5 derart ausgebildet,
daß nur
ein paar wenige Faltungen möglich
sind. Sie wird vielmehr selbst zusammengedrückt, wenn sich die Kante 9 der
Kante 8 nähert.
-
Im Fall von 1 sowie in dem Fall von 2 unterstützt die Dichtung 5 den
Mechanismus, die Auslöserbuchse 2 von
der Federbuchse 1 wegzurücken. Dies hilft für eine schwingungsresistente
Verbindung des Kontaktstiftes in dem Steckanschluß. Die Feder
der Federbuchse 1 und die Dichtung 5 verhindern
die Bewegung der Auslöserbuchse 2 durch Schwingungen.
Somit kann der Kontaktstift nicht so einfach von dem Steckanschluß gelöst werden.
In diesem Fall wird die stoßabsorbierende
Funktion der Dichtung 5 bei dynamischen Wechselwirkungen
zwischen den beiden Teilen sichergestellt. Bei Schwingungs- und
Stoßbedingungen
hat sich somit die Wirksamkeit verbessert.
-
3 zeigt
genauer eine Querschnittsansicht der Faltenbalgexpansionsdichtung,
die in 1 gezeigt ist.
Diese weist zwei Rippen in Form von Ringen 10 und 11 auf,
die jeweils so ausgelegt sind, daß sie innen in die jeweiligen
Ringnuten 12 und 13 (1) der Auslöserbuchse 2 und der
Federbuchse 1 passen. Die beiden Rippen 10 und 11 werden
miteinander durch eine zylindrische Membran 14 verbunden
und vereint, die dünn
genug für
eine Faltung ist. In einer Ausführungsform
besteht die Dichtung 5 aus Silicon. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform
der Dichtung 5. Vorzugsweise wird diese Dichtung durch
Einspritzen von innen hergestellt und hat dikkere Abschnitte 15 in
der Einspritzzone. Diese dickeren Abschnitte 15 unterstützen die
Bildung einer wechselseitigen Faltungslinie für die Wände 6 und 7.
-
Die Dichtung gemäß der Variante von 2 wird gegen die Federbuchse 1 gedrückt und
liegt an der Kante 9 der Auslöserbuchse 2 an. Die
Kompression der Dichtung 5 gegen die Federbuchse 1 kann in einer
nicht gezeigten Nut oder an der Kante 8 von dieser erfolgen.
Diese Kompression erfolgt elastisch, wobei der Durchmesser der Dichtung
geringfügig kleiner
als der Durchmesser der Nut ist. In diesem Fall können die
Rippen oder Kanten der Dichtungen auf die Buchsen geklebt werden.
Die Dichtung 5 von 2 weist
eine derartige Kompressionselastizität auf und ist so breit, daß sie geringfügig gefaltet
werden kann, wenn die zwei Buchsen sich annähern, und erzeugt eher eine
Kompressionsreaktion.
-
Die 4a und 4b zeigen zwei Ausführungsformen
des Steckanschlusses für
die Aufnahme des Kontaktstiftes der 1 oder 2. Diese Steckanschlüsse weisen
Platten 16 auf, die an einer Trennwand 17 zu liegen
kommen. In 4a stützt eine
vordere Mutter 33 die Platte 16. In 4b stützt der Steckanschlußkörper die
Platte 16. Durch eine auf der anderen Seite der Trennwand 17 relativ
zur Platte 16 angeordnete Mutter kann der Steckanschluß auf dieser
Trennwand gehalten werden. In dem Fall von 4a ist die Mutter 18 eine Gegenmutter
relativ zur vorderen Mutter 33. Die Platten 16 haben
am Umfang des Steckanschlusses eine Nut 19 mit einer wasserdichten
Dichtung. Unter natürlichen
Bedingungen ist die Dichtung geringfügig dicker als das Volumen
der Nut. Wenn die Mutter gegen die Trennwand 17 gedrückt wird,
liegt letztere an der Platte 16 an und drückt die
Dichtung 19 zusammen.
-
Im Aufnahmeabschnitt 20 des
Steckanschlusses, der das Ende des Kontaktstifts aufnimmt, weist
die Bohrung der Platte 16 eine ringförmige Nut 21 auf,
in der eine Gleitdichtung 22 untergebracht ist, die den
Kontaktstift, insbesondere die Auslöserbuchse, fest aufnimmt.
-
In den 4a und 4b ist die Aufnahme des Steckanschlusses 20 links
angeordnet. In 4a ist der
Steckanschluß in
einer Öffnung
der Trennwand 17 jeweils auf der linken und der rechten
Seite befestigt. In 4b ist
er in dieser Öffnung
der Trennwand 17 auf der rechten Seite befestigt. Die zwei
Steckanschlüsse
weisen Buchseneinsätze
auf, die Kontaktstifte 3 auf einer Seite und Kontakte 23 aufnehmen, die
entsprechend auf der anderen Seite angebracht sind. Die innere Ausstattung
des Steckanschlusses und des Kontaktstifts besteht aus Einsätzen, die
mechanisch und funktionell komplementär zueinander sind. Die Dichtungen
des Steckanschlusses sind bei der Verbindung des Kontaktstiftes
des Steckanschlusses und des Steckanschlusses und der Trennwand
wasserdicht. Die in 4a gezeigte
Lösung hat
den weiteren Vorteil, daß sie
direkt bei Standardsteckanschlußbuchsen
oder -körpern
und für
Verlängerungskabel
verwendet werden kann. Die existierende vordere Mutter muß nur durch
eine Mutter 33 ersetzt werden, die die Platte mit ihren
Dichtungen hat. Hierfür
wurde eine gute Anordnung insofern bereitgestellt, daß die Mutter 33 mit
der Platte 16 die zwei Dichtungen 19 und 22 stützt. Der
in der Trennwand gebildete Ausschnitt für die Einführung des Steckanschlusses
bleibt insbesondere der gleiche. Somit können vorher nichtwasserdichte
Ausstattungen einfach angepaßt
werden.
-
1 zeigt
ebenso eine Verriegelungsbuchse 24, die eine mechanische
Verriegelung des Körpers
des Kabels 4 in der Federbuchse 1 sicherstellt. Die
Verriegelungsbuchse 24, die hier eine wasserdichte Schürze 25 aufweist,
ist allgemein auf die Gewinde 26 der Federbuchse 1 aufgeschraubt.
Für die Wasserdichtheit
als auch für
einen mechanischen Verriegelungseffekt kann Kleber bei diesen Gewinden 26 verwendet
werden, wobei dieser Kleber eine Brems- und Verriegelungsfunktion
hat. Auf diese Weise wird Wasserdichtheit durch eine Tätigkeit
erreicht, die einerseits irreversibel ist und andererseits mit Kleber
schwer zu erreichen ist. Diese Tätigkeit
ist irreversibel, da die Wasserdichtheit nach jedem Lösen der
Verbindung wiederhergestellt werden muß. In diesem Fall kann der
vorgesehene gewindebremsende Kleber durch eine elastisch zusammengedrückte Röhre 27 nach
Art einer Stopfbüchse
ersetzt oder ergänzt
werden. Indem die Buchse 24 gegen die Buchse 1 gedrückt wird,
wird die elastische Röhre 27 zwischen
den beiden vorderen Kanten dieser zwei Buchsen zusammengedrückt und
erzeugt die notwendige Wasserdichtheit. Falls notwendig, weisen die
Verriegelungs- und die Federbuchse einen vorderen Flansch auf, der
an der Dichtung 27 anliegt.
-
Die 5a und 5b zeigen ebenso den Afubau
von Verlängerungsleitungen 28,
die anstelle eines Kontaktstiftes am Ende eines Kabels 9 angeschlossen
werden und die Aufnahmebuchsen 30 für die Aufnahme des Endes 31 eines
Kontaktstiftes aufweisen. Die Verlängerungsleitungen haben dann
die Funktion eines Steckanschlusses. Sie weisen ebenso gleitende
Dichtungen 32 wie die Dichtungen 22 der Steckanschlüsse auf.
Die Verlängerungsleitungen
haben ebenso einen komplementären
sehr gut bekannten Verriegelungsmechanismus, der mit einem wie in 1 gezeigten Kontaktstift
zusammenwirkt. Die Dichtungen 32 sowie die Dichtungen 22 oder 19 verändern das
Push-pull-Merkmal des Systems nicht, da sie die elastische Bewegung
der Auslöserbuchse 2 von
der Federbuchse 1 weg nicht beeinflussen.