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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
elektrischen Verbinder, welcher eine elastomere
Grenzflächendichtung umfaßt.
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Zusammenpassende elektrische Stecker- und Buchsenverbinder
mit einer Grenzflächendichtung aus elastomerem Material sind
in der Technik bekannt. Im Stand der Technik haben derartige
Grenzflächendichtungen einen ringförmigen Körper umfaßt, der
auf dem Steckerteil des elektrischen Steckerverbinders
angebracht oder vorspannend zurückgehalten war und zwar mit
seinem herausgehenden bzw. Hinter-Ende benachbart oder gegen
eine sich radial erstreckende Anschlagschulter auf dem
Steckerteil des Steckerverbinders. Diese Dichtungen haben auch eine
Vielzahl von axial beabstandeten Dichtungslippen oder
-rippen umfaßt, die sich radial auswärts des ringförmigen
Körpers und senkrecht zu der Achse des Steckerteils des
Steckerverbinders erstrecken. Im Gebrauch würden diese
Abdichtrippen in vorgespannten dichtenden Eingriff mit einer inneren
Oberfläche eines Mantels, d.h. Kragens, auf dem
dazupassenden elektrischen Buchsenverbinder abgelenkt werden, wenn der
Steckerverbinder in den Buchsenverbinder eingesteckt oder
eingeschoben wird. Beispiele dieser bekannten ringförmigen
Elastomerdichtungen sind in US-A-4 711 509; US-A-4 874 325
und in unserer ebenfalls anhängigen deutschen
Patentanmeldung Nr. P 43 08 664.0 gezeigt, die am 18. März 1993
eingereicht wurde.
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Während derartige bekannte Elastomerdichtungen erfolgreich
in elektrischen Verbinderanwendungen benutzt worden sind,
erfordern sie den Gebrauch einer bestimmten Menge an Kraft, um
ihren Reibungswiderstand und Ablenkungswiderstand auf
Eingriff durch die Hülse des Buchsenverbinders zu überwinden,
wenn die zwei Verbinder zusammengesteckt werden. Der Mantel
des Buchsenverbinders tritt mit der vollen Fläche oder dem
ringförmigen Ansatz von jeder Dichtungslippe in Eingriff,
wenn sie in Kontakt damit auf die Verbindung auf dem
Steckerteil hin kommt, da die Dichtrippen sich senkrecht zur Achse
des Steckerteils erstrecken.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf, einen gegenüber der
US-A-4 711 509 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils
von Anspruch 1 verbesserten elektrischen Verbinder zu
schaffen.
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Ein Ausführungsbeispiel sieht Dichtrippen oder -lippen vor,
welche mit Bezug auf die Achse des Steckerteils des
Steckerverbinders und den Mantel des Sockelverbinders verjüngt und
abgeschrägt, d.h. schräg verlaufend, sind. Das heißt, die
Dichtrippen dieses Ausführungsbeispiels, welche peripher
kontinuierlich sind, liegen in Ebenen, welche einen spitzen
eingeschlossenen Winkel zu Ebenen bilden, die sich senkrecht zu
der Achse des Steckerteils und dem Mantel erstrecken.
Vorzugsweise werden nur zwei axial beabstandete Dichtrippen
verwendet und sie sind schräg gestellt, so daß der spitze
eingeschlossene Winkel näherungsweise 10º beträgt. Die
Dichtrippen konnen auch zu einer Dicke verjüngt sein, welche von
ihrer Basis in Richtung auf ihre freien Enden progressiv
abnimmt.
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Eine derartige elastomere Dichtung kann ermöglichen, daß der
Mantel des Sockel- bzw. Buchsenverbinders in Kontakt mit den
Dichtrippen über kleine Flächen zu einer Zeit kommt, zu
welcher der Stecker mit dem Buchsenverbinder verbunden wird.
Dies kann die Kraft, die erforderlich ist, um die zwei
zusammengehörenden Verbinder zusammen zu verbinden, beträchtlich
verringern, was jedwede Tendenz der Dichtung verringern
kann, gegen die radial sich erstreckende Anschlagschulter
auf dem Steckerverbinder zu stauchen. Zusätzlich kann die
Kraft als ein Resultat davon verringert werden, daß die
Rippen verjüngt sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird
unten nur beispielweise mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben werden, in welchen
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Figur 1 eine Draufsicht eines elektrischen
Steckerverbinders nach dem Stand der Technik mit
einer ringförmigen elastomeren
Grenzflächendichtung darauf ist;
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Figur 2 eine Draufsicht eines elektrischen
Steckerverbinders mit einem Ausführungsbeispiel
einer ringförmigen elastomeren
Grenzflächendichtung ist;
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Figur 3 eine Seitendraufsicht des elektrischen
Stekkerverbinders und der elastomeren Dichtung
ist, die längs Linie 3-3 von Figur 2
genommen wird;
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Figur 4 eine vergrößerte fragmentarische
Querschnittsansicht eines Teils des elektrischen
Steckerverbinders ist, die längs Linie 4-4
von Figur 2 genommen wird; und
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Figur 5 eine vergrößerte fragmentarische
Querschnittsansicht des Steckerverbinders und
der Elastomerdichtung ist, gepaart mit einem
zugehörigen Buchsenverbinder, und zwar
genommen längs Linie 3-3 von Figur 2.
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Figur 1 der Zeichnungen zeigt einen elektrischen
Steckerverbinder 10 nach dem Stand der Technik mit einer ringförmigen
Elastomergrenzflächendichtung 11. Der Steckerverbinder 10
umfaßt einen Verbinderkörper 12 aus elektrisch isolierendem
Material wie einem geeigneten Thermokunststoffmaterial, zum
Beispiel Nylon. Der Verbinderkörper 12 weist eine Vielzahl
von sich axial erstreckenden Hohlräumen (nicht gezeigt) auf,
die sich dort hindurch zum Unterbringen einer Vielzahl von
elektrischen Anschlüssen 14 erstrecken, die schematisch
veranschaulicht sind, welche an elektrischen Kabeln 16
angebracht sind, die sich aus einem axialen oder longitudinalen
Ende 17 des Verbinderkörpers 12 erstrecken. Die elektrischen
Anschlüsse 14 könnten von jedwedem geeigneten oder
herkömmlichen Aufbau sein und können an den elektrischen Kabeln in
herkömmlicher Weise unter Verwendung gut bekannter
Quetsch- bzw. Krimptechniken angebracht sein.
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Der Steckerverbinderkörper 12 weist einen allgemein
rechtekkigen Steckerteil 18 an seinem passenden oder
entgegengesetzten axialen Ende auf. Der Steckerteil 18 weist eine zentrale
Achse 18a auf und erstreckt sich von seinem passenden Ende
zu einem integralen medialen ringförmigen Flansch 20.
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Der mediale ringförmige Flansch 20 erstreckt sich
transversal oder radial auswärts des Steckerteils 18 und umfaßt
einen äußeren Teil 22, der als ein Führer und als ein Anschlag
für einen allgemein rechteckig geformten Mantel 24 eines
passenden elektrischen Buchsenverbinders 26 dient. Der
ringförmige Flansch 20 weist auch eine Anschlagschulter 28 von
verringerter Höhe auf, die vorwärts des äußeren Teils 22
angeordnet ist, welche eine vorspringende Leiste oder Schulter
bildet, die sich peripher um den Steckerteil 18 des
Verbinderkörpers 12 erstreckt.
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Der elektrische Steckerverbinder 10 umfaßt auch eine
Elastomergrenzflächendichtung 11, die eine Dichtung zwischen dem
Steckerteil 18 und dem Mantel 24 bildet, wenn der
elektrische Steckerverbinder 10 in den elektrischen
Buchsenverbinder 26 gesteckt wird. Die elastomere Grenzflächendichtung 11
umfaßt einen ringförmigen, allgemein rechteckig geformten
Körper 34 einer gegebenen radialen Dicke. Der ringförmige
Körper 34 ist an dem Steckerteil 18 angebracht oder
befestigt, indem er radial ausgedehnt und über den Steckerteil
18 gleitengelassen wird. Die Abmessungen des ringförmigen
Körpers 34 sind derart, daß, wenn er gelöst wird, er
kontrahiert, um vorspannend und dichtend mit der äußeren
peripheren Oberfläche des Steckerteils 18 in Eingriff zu treten.
Der ringförmige Körper 34 weist, wenn er auf dem Steckerteil
18 positioniert ist, ein nachfolgendes Ende 34a in Anstoß
mit der Anschlagschulter 28 auf dem Verbinderkörper 12 auf.
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Die elastomere Dichtung 11 weist auch eine Vielzahl von
axial beabstandeten, ringförmigen, flexiblen oder abbiegbaren
Dichtrippen oder -lippen 36 auf. Die Rippen 36 erstrecken
sich radial auswärts des ringförmigen Körpers 34, wie in
Figur 1 gezeigt, und sind dazu angeordnet, in Ebenen senkecht
zu der Achse 18a des Steckerteils 18 des Verbinderkörpers 12
zu liegen. Die Dichtrippen 36 werden, wenn der
Steckerverbinder 10 in den Mantel 24 des Sockelverbinders 26 eingeschoben
wird, durch eine ringförmige innere Oberfläche 37 des
Mantels 24 abgebogen, um so mit der inneren Oberfläche 37 des
Mantels 24 vorspannend in Eingriff zu treten, und zwar bei
vollständiger Verbindung in den Buchsenverbinder 26, was
auftritt, wenn das äußere Ende 38 des Mantels 24 gegen die
Schulter 22 stößt, um eine Dichtung zwischen dem
Steckerverbinder 10 und dem Sockelverbinder 26 vorzusehen.
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Es sollte bemerkt werden, daß in der Elastomerdichtung 11
nach dem Stand der Technik die gesamte ringförmige Seite
oder -fläche von jeder Rippe 36 mit dem Mantel 24 in
Eingriff steht, wenn er über die Rippen 36 tritt.
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Die Figuren 2-5 zeigen ein Ausführungsbeispiel des
elektrischen Steckerverbinders 10 und der
Grenzflächenelastomerdichtung 40. Der Steckerverbinder 12 und der Buchsenverbinder
26, die in den Figur 2-5 gezeigt sind, sind von einem Aufbau
ähnlich zu jenem, der vorhergehend mit Bezug auf den
Steckerverbinder 12 und den Sockelverbinder 26 nach dem Stand der
Technik beschrieben worden ist, die in Figur 1 gezeigt sind,
und werden daher nicht wieder beschrieben werden.
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Bezug nehmend auf die Figuren 2 bis 5 ist die
Elastomerdichtung 40 ein allgemein rechteckig geformter Ringraum 41 einer
gegebenen radialen Dicke. Sie weist vordere und hintere
Enden 40a bzw. 40b auf, welche im wesentlichen parallel sind
und in Ebenen im wesentlichen senkrecht zur Achse 18a des
Steckerteils 18 des Steckerverbinders 10 liegen. Die
Elastomerdichtung 40 umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel nur zwei
ringförmige oder peripher kontinuierliche, axial
beabstandete Dichtrippen oder -lippen 42. Die Dichtrippen 42
erstrekken sich radial auswärts und sind mit Bezug auf die Enden
40a und 40b der Dichtung 40 abgeschrägt bzw. schräggestellt.
Die Dichtrippen 42 weisen im Querschnitt gesehen eine Dicke
auf, welche progressiv abnimmt, und zwar fortschreitend von
ihrer Basis 42a in Richtung auf ihre abgerundeten freien
Enden 42b, um verjüngte vordere und hintere Seiten 42c und 42d
respektive zu bilden, welche in Richtung aufeinander
konvergieren. Die Seiten 42c und 42d der Rippen 42 weisen
vorzugsweise einen Verjüngungswinkel A von näherungsweise 8,5º mit
Bezug auf eine senkrechte Ebene auf, die durch die Basis 42a
der Rippen 42 tritt.
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Die abgeschrägten bzw. geneigten Dichtrippen 42 liegen in
Ebenen, welche einen spitzen eingeschlossenen Winkel B mit
Ebenen bilden, die sich senkrecht zu der Achse 18a des
Stekkerteils 18 des Verbinderkörpers 12 erstrecken. Der
eingeschlossene Winkel B ist kleiner als 15º und vorzugsweise
näherungsweise 100. Wie aus Figur 2 gesehen werden kann,
erstrecken sich die Rippen 42 längs der langen Seiten 41a des
allgemein rechteckigen Ringraums 41 allgemein diagonal von
den Vorderenden 40a in Richtung auf die Hinterenden 40b der
Dichtung 40. Die Rippen 42 sind längs der kurzen Seiten 41b
des Ringraums 41 wie in Figur 3 gezeigt allgemein parallel
zu den hinteren und vorderen Enden 40b und 40a.
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Wenn der Steckerteil des Verbinderkörpers 12 in den Mantel
24 des passenden Buchsenverbinders 26 eingeschoben wird,
werden die Rippen 42 abgelenkt, um so vorspannend mit der
inneren Oberfläche 37 auf dem Mantel 24 in Eingriff zu treten,
um eine Dichtung zwischen den Verbindern 10 und 26 zu
schaffen, wie in Figur 5 gezeigt. Wenn der passende
Buchsenverbinder 26 vollständig mit dem Steckerverbinder 12 verbunden
ist, stößt der Mantel 24 gegen die radiale Schulter des
äußeren Teils 22 vom Verbinderkörper 12, wie in Figur 5 gezeigt.
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Es sollte bemerkt werden, daß, wenn der Steckerteil 18 des
Verbinders 10 in den Mantel 24 des Buchsenverbinders 26
eingeschoben wird, die innere Oberfläche 37 des Mantels mit den
Dichtrippen 42 nur über kleine Flächen zu einer Zeit in
Kontakt gelangt. Dies steht im Gegensatz zu der
Elastomerdichtung 11 nach dem Stand der Technik, die in Figur 1 gezeigt
ist, in welcher die innere Oberfläche 37 des Mantels 24 über
das gesamte Ausmaß von jeder Dichtlippe in Eingriff tritt,
wenn sie in Kontakt damit kommt. Dieser verringerte Kontakt
verringert die Kraft, die erforderlich ist, um die zwei
zusammenpassenden Verbinder zusammen zu verbinden. Auch wird
die Größe an Kraft verringert, indem verjüngte Rippen 42
verwendet werden, da sie einfacher abgebogen oder abgelenkt
werden als die Rippen 36 konstanter Dicke der Dichtung 11 nach
dem Stand der Technik, die in Figur 1 gezeigt ist.
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Es ist auch gefunden worden, daß der Gebrauch von zwei
abgeschrägten und verjüngten Dichtringen wie in Figur 2 gezeigt
eine genausogute Dichtung zwischen den passenden Verbindern
vorsieht wie es die Anordnung nach dem Stand der Technik mit
drei Dichtrippen kann, die in Figur 1 gezeigt ist. Die
Eliminierung von einer der Rippen verringert die Größe der Kraft
ebenfalls, die während der Verbindung der Stecker- und
Buchsenverbinder 10 und 12 erforderlich ist. Überdies erniedrigt
die verringerte Kraft auch jedwede Tendenz der Dichtung 40,
gegen die Anschlagschulter 28 auf dem Steckerverbinder 12 zu
stauchen.