EP0738431B1 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

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EP0738431B1
EP0738431B1 EP95935815A EP95935815A EP0738431B1 EP 0738431 B1 EP0738431 B1 EP 0738431B1 EP 95935815 A EP95935815 A EP 95935815A EP 95935815 A EP95935815 A EP 95935815A EP 0738431 B1 EP0738431 B1 EP 0738431B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing part
annular
housing
electrical plug
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95935815A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0738431A1 (de
Inventor
Andreas Sikora
Michael Wiese
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Original Assignee
Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH filed Critical Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Publication of EP0738431A1 publication Critical patent/EP0738431A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0738431B1 publication Critical patent/EP0738431B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/42—Securing in a demountable manner
    • H01R13/436—Securing a plurality of contact members by one locking piece or operation
    • H01R13/4364—Insertion of locking piece from the front
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5219—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal
    • H01R13/5221—Sealing means between coupling parts, e.g. interfacial seal having cable sealing means

Definitions

  • the invention is based on an electrical plug connection according to the preamble of claim 1.
  • a plug connection is known from DE 35 40 831 C2.
  • the connector described therein consists of a first one and a second housing part.
  • a hollow cylindrical one Sealing body on a cylindrical part in one of the is arranged in both housing parts, has lips different diameters in alternating order on.
  • the larger lips overlap the bush-shaped ones Insertion section of one of the housing parts.
  • these sealing lips arc when coupling the connector deflected in the axial direction.
  • the little lips limit that available space for the bent Sealing lips, and have no sealing function. After reaching The housing parts are locked in their end position.
  • the sealing body also sealing lips has different diameters. Both the non-stop conical formation of the insertion area of the first Housing part as well as the corresponding arrangement of the Sealing lips cause when the plug connection is brought together a strong compression of all sealing lips between the Housing parts.
  • the sealing principle used there Compression seal is very forceful, so that there is a correspondingly high force component in the insertion force reflected. In this aspect of optimizing the The type of sealing is unsatisfactory.
  • DE-AS 25 55 147 describes a connector its sealing between the housing parts essentially also done according to the above principle.
  • On is hollow cylindrical sealing body with three radial sealing lips on a cylindrical partial body of a housing part attached.
  • the outside diameter of the three sealing lips is larger than the inside diameter of a bush-shaped housing part, so that the lips of the sealing body when pushing the Housing parts are deflected in an arc in the axial direction.
  • the connector is coupled, the air is compressed and escapes along the inner walls of the socket-shaped Housing part and the outer ends of the sealing lips, so that through it and through the oversized lips of the The course of the arc is created.
  • a locking of the housing parts does not occur because of the adhesive properties of the rubber and the bent sealing lips no unintentional decoupling allow.
  • the separation forces increase with the number of Sealing lips.
  • one Sealing body to create a gas-tight connection between to arrange a high-voltage cable and a housing part.
  • the sealing body To the assembly of the cable end with the sealing body, it is in the Housing part inserted and rear with a metal sleeve secured.
  • a cable intake opening runs in the housing part tapered to be easily interlocked with the beveled to enable trained sealing body.
  • Three outside on the Sealing bodies arranged sealing lips are according to the bevel trained with decreasing diameter.
  • the metal sleeve causes among other things, that the sealing lips in the insertion opening be compressed and thus ensure tightness.
  • a cylindrical housing part is under Intermediate layer of a seal in a socket-shaped housing part arranged.
  • the seal encloses the cylinder and is the same as the cylinder itself is slanted in the direction of insertion.
  • the socket-shaped housing part has one for this purpose complementary form.
  • the sealing body is inside and outside walls molded with compressible lips that are adequate Ensure sealing and at the same time centering problems reduce.
  • the connectors mentioned show the basic ones Principles for sealing housing parts using a Lips formed sealing body. Depending on the degree the oversizing of the sealing lip diameter in relation to the inside diameter of the socket-shaped housing part becomes one Deflection of the sealing lip in the axial direction as Lamellar seal understood while squeezing the Sealing lip in the radial direction known as a compression seal is.
  • the invention is therefore based on the object Plug connection according to the preamble of claim 1 design that it is liquid-tight and their Housing parts inserted into each other with little effort and can be pulled apart.
  • the Housing parts are differentiated by two ring fins Diameter protected from liquid ingress.
  • the minor Number of slats and the combination of a slat seal and a compression seal enable low-friction Sealing.
  • the short path on which the Ring fins come into contact with the housing wall a good one Pressure equalization guaranteed, so that only slight in this regard Forces must be used. This measure also has an effect positive when disconnecting the connector.
  • the Housing parts can be easily separated from each other because the Pressure difference is extremely small.
  • the insertion force is significant according to the invention lowered that the design of the housing parts is chosen so that the force components do not add up but occur in succession and as a result almost constant effort over the entire displacement arises at a low level.
  • the insertion of the contact parts and the start of the Housing locking is a constant for the further displacement of the contact parts but less contact force is required.
  • the maximum of arises for the housing locking force to be used is a constant for the further displacement of the contact parts but less contact force is required.
  • the End locking virtually automatically based on the preload, so that the then occurring frictional forces for the sealing that do not increase the entire power level.
  • the relaxation of the Latching means and the one taking place at the same time Sealing process compensate for each other Expenditure of energy.
  • the latching means relax, the first becomes Housing part in the final position in the second housing part postponed.
  • the latching means always exist from a beveled projection on both sides, which with a z. B. arranged on an arm of the other housing part opening interacts.
  • the relaxation takes place after the Deflection maximum of the arm, which is then fed by the first housing part in the second housing part along the sloping slope slides.
  • the seal can only be found on this short part of the Displacement instead.
  • the material for the sealing body especially for the Ring blades, must have good sealing properties and good Have lubricity. These conflicting demands fulfills silicone best.
  • the difference between the lamella diameters is advantageously in the range around 1 mm and is dependent on the Angular position of the insertion section.
  • This introductory section is kept as short as possible with regard to the assembly path, so the force components for the seal placement only over one short distance of insertion takes effect. As a result these components are optimally integrated into the force curve, to maintain an overall low level of strength. Under this Aspect, it is particularly advantageous the insertion section to graduate. Each slat has its own special area of effect and therefore only causes the absolutely necessary Effort.
  • Figures 1, 2 and 4 represent a connector 1 in one Scale of 2.5: 1, while in Figures 3 and 5 a Scale of 5: 1 is realized.
  • the electrical Plug connection 1 consists of a first housing part 2 and a second housing part 3.
  • the tip 5 in one Socket area 6 protrudes.
  • This socket area 6 is used for Inclusion of the second housing part 3 and is for this purpose a specially designed insertion section 7.
  • the second housing part 3 consists of a cylinder part 8, in which a contact part 9 is arranged, and from a Cylinder part 8 surrounding housing jacket 10.
  • a hollow cylindrical sealing body 11 is pushed on and attached, the outside with three ring blades 12, 13 and 14th is formed, the central ring lamella 13 a has a larger diameter D1 than the two outer ones of the same size Ring blades 12 and 14 with the diameter D2.
  • the third ring lamella 14 is also used with a small diameter D2 exclusively creating a symmetrical Slat structure to enable side-neutral installation.
  • An opening 15 in the housing jacket 10 and an opening 16 in a deflectable arm 17 work when plugging the two housing parts 2 and 3 with bevelled on both sides Projections 18 and 19 on a housing wall 20 of the first Housing part 2 together.
  • the second housing part 3 is so far in the first Housing part 2 introduced that the cylinder part 8 in the Socket area 6 protrudes and the housing jacket 10 or Bump arm 17 against projections 18 and 19.
  • the contact parts 4 and 9 don't touch yet.
  • the previous one to be used Force is used only to overcome sliding friction between the housing jacket 10 or the arm 17 and the Housing wall 20.
  • the second is in the position according to FIGS. 2 and 3 Housing part 3 pushed further into the first housing part 2.
  • the tip 5 of the contact part 4 is already in the contact part 9 introduced and thus has the forceful insertion movement completed.
  • the housing jacket 10 and the arm 17 were through the tapered projections 18 and 19 deflected to the maximum. If you consider this movement process under purely force Aspect, so two increasing force components add up, from which the contacting force of the contact parts 4 and 9 drops and remains at an even level while the Locking force has risen sharply.
  • the sealing body 11 has at this point for the first time a point of contact with the first housing part 2, but does not go into the balance of forces on.
  • Figures 4 and 5 show the two housing parts 2 and 3 in their final position, d. H. the connector is complete manufactured.
  • the projections 18 and 19 lie in the openings 15 and 16 and lock the housing parts 2 and 3.
  • the contact part 4 is fully inserted into the contact part 9.
  • the Sealing body 11 lies between the cylinder part 8 and the Housing wall 20 and prevents the entry of liquid between the housing parts 2 and 3.
  • the second housing part 3 completely into the first housing part 2 inserted, the arm 17 and the housing jacket 10 under With the help of the bevelled projections 18 and 19 by the restoring forces come to rest almost automatically.
  • the ring blades 12 and 13 of the sealing body 11 for the first time with the rotating one Insertion section 7 in the socket area 6 of the first Housing part 2 in contact.
  • the insertion section 7 is graduated. Between two stages 21 and 23 there is a slope 22.
  • the first stage 21 enables easy advancement of the sealing body 11 and thus of the second housing part 3, since the diameter D3 of the first Step 21 is equal to the diameter D1 of the middle ring lamella 13 is while the front ring lamella 12 is in contact with the Sloping 22 advances and slightly deformed.
  • the middle ring lamella 13 at the first stage 21 along the slope 22 and becomes arcuate deflected opposite to the direction of insertion.
  • the front one Ring lamella 12 goes from the slopes 22 to the second stage 23 about.
  • the diameter D4 of the step 23 is smaller than that Diameter D2 of the ring lamella 12.
  • the ring lamella 12 is there consequently highly compressed.
  • FIGS. 6 and 7 The difference between FIGS. 6 and 7 is shown in FIGS Power components of a conventional connector with Lamellar seal and a plug connection according to the invention 1 seen. Comparable power components are included the same letters, but they are Power components of the conventional connector additionally provided with an apostrophe.
  • the course of the Contacting forces A and A 'between the contact parts is at two plug connections over the entire displacement path S equal. Rise while the contact parts are being brought together the contacting forces A and A 'strongly and then stand out a consistently low level.
  • the sealing force B ' the conventional connector sets before Contacting force A 'and increases steadily. This adds up from half of the displacement path S the locking force C ', see above the result is a strongly increasing insertion force D ', that only immediately before the end position of the connector due to the relaxation of elastic locking means.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Steckverbindung ist aus der DE 35 40 831 C2 bekannt. Der darin beschriebene Steckverbinder besteht aus einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil. Ein hohlzylindrischer Dichtkörper, der auf einem zylindrischen Teilkörper in einem der beiden Gehäuseteile angeordnet ist, weist Lippen unterschiedlichen Durchmessers in alternierender Reihenfolge auf. Die größeren Lippen überlappen dabei den buchsenförmigen Einführabschnitt einer der Gehäuseteile. Infolgedessen werden diese Dichtlippen beim Kuppeln der Steckverbindung bogenförmig in axialer Richtung ausgelenkt. Die kleinen Lippen begrenzen den zur Verfügung stehenden Zwischenraum für die abgebogenen Dichtlippen, und haben keine Dichtungsfunktion. Nach Erreichen ihrer Endposition werden die Gehäuseteile verriegelt.
Aus der US 49 46 402 ist eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt, deren Dichtkörper ebenfalls Dichtlippen unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Sowohl die durchgehend konische Ausbildung des Einführbereiches des ersten Gehäuseteiles als auch die entsprechende Anordnung der Dichtlippen bewirken beim Zusammenführen der Steckverbindung eine starke Verpressung aller Dichtlippen zwischen den Gehäuseteilen. Das dort angewandte Dichtprinzip der Kompressionsdichtung ist sehr kraftaufwendig, so daß sich eine entsprechend hohe Kraftkomponente in der Einsteckkraft niederschlägt. Unter diesem Aspekt der Optimierung des Kraftaufwandes ist die Art der Abdichtung unbefriedigend.
In der DE-AS 25 55 147 ist ein Steckverbinder beschrieben, dessen Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen im wesentlichen ebenfalls nach dem obengenannten Prinzip erfolgt. Ein hohlzylindrischer Dichtkörper mit drei radialen Dichtlippen ist auf einem zylindrischen Teilkörper eines Gehäuseteiles befestigt. Der Außendurchmesser der drei Dichtlippen ist größer als der Innendurchmesser eines buchsenförmigen Gehäuseteiles, so daß die Lippen des Dichtkörpers beim Zusammenschieben der Gehäuseteile bogenförmig in axialer Richtung ausgelenkt werden. Bei der Kupplung des Steckverbinders wird die Luft komprimiert und entweicht entlang der Innenwände des buchsenförmigen Gehäuseteiles und den äußeren Enden der Dichtlippen, so daß dadurch und durch die überdimensionierten Lippen der Bogenverlauf entsteht. Eine Verriegelung der Gehäuseteile erfolgt nicht, da die Hafteigenschaften des Gummis und die abgebogenen Dichtlippen keine unbeabsichtigte Entkoppelung erlauben. Die Trennkräfte erhöhen sich mit der Anzahl der Dichtlippen.
Darüber hinaus ist es aus der DE-OS 2745887 bekannt, einen Dichtkörper zur Schaffung einer gasdichten Verbindung zwischen einem Hochspannungskabel und einem Gehäuseteil anzuordnen. Nach der Bestückung des Kabelendes mit dem Dichtkörper wird es in das Gehäuseteil eingeführt und rückwärtig mit einer Metallhülse gesichert. Eine Kabelaufnahmeöffnung in dem Gehäuseteil verläuft konisch, um ein leichtes Ineinanderstecken mit dem abgeschrägt ausgebildeten Dichtkörper zu ermöglichen. Drei außen auf dem Dichtkörper angeordnete Dichtlippen sind gemäß der Abschrägung mit sinkendem Durchmesser ausgebildet. Die Metallhülse bewirkt unter anderem, daß die Dichtlippen in der Einführöffnung komprimiert werden und so die Dichtigkeit gewährleisten.
Aus der US 4417736 ist ein weiterer wasserdichter Verbinder bekannt. Hierbei wird ein zylinderförmiges Gehäuseteil unter Zwischenlage einer Dichtung in einem buchsenförmigen Gehäuseteil angeordnet. Die Dichtung umschließt den Zylinder und ist ebenso wie der Zylinder selbst in Steckrichtung abgeschrägt. Die Aufnahme des buchsenförmigen Gehäuseteiles weist eine hierzu komplementäre Form auf. Der Dichtkörper ist innen- und außenwandig mit komprimierbaren Lippen ausgeformt, die eine hinreichende Abdichtung gewährleisten und gleichzeitig Zentrierprobleme mindern.
Die genannten Steckverbinder zeigen die grundsätzlichen Prinzipien zur Abdichtung von Gehäuseteilen mittels eines mit Lippen ausgebildeten Dichtkörpers auf. In Abhängigkeit vom Grad der Überdimensionierung des Dichtlippendurchmessers in Bezug auf den Innendurchmesser des buchsenförmigen Gehäuseteiles wird eine Auslenkung der Dichtlippe in axialer Richtung als Lamellendichtung verstanden, während eine Quetschung der Dichtlippe in radialer Richtung als Kompressionsdichtung bekannt ist.
Beim Ineinanderstecken der Gehäuseteile müssen neben den Reibungskräften für die Abdichtung weitere Kräfte aufgebracht werden, die addiert als sogenannte Einsteckkraft definiert sind. Aufgrund des allgemeinen Miniaturisierungsstrebens hat sich das Verhältnis von Kontaktteilen pro Fläche erhöht, so daß infolgedessen die Einsteckkraft ansteigt. Bei der Montage lassen sich diese Steckverbinder schwer handhaben. Die Umkehrbewegung, d. h. das Auseinanderziehen der Gehäuseteile ist ebenso kraftaufwendig, da der Dichtkörper sich mit steigender Anzahl der Lamellen aufgrund des mangelnden Druckausgleichs festsaugt. Daher sind die Dichtungsprinzipien der vorbekannten Steckverbinder an die gestiegenen Anforderungen bezüglich der Montagefreundlichkeit anzupassen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so zu gestalten, daß sie flüssigkeitsdicht ausgebildet ist und deren Gehäuseteile unter geringem Kraftaufwand ineinander gesteckt und auseinander gezogen werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Beim Zusammenstecken einer derartigen Steckverbindung setzt sich die Einsteckkraft aus mehreren Komponenten zusammen. Je nach Ausbildung der Gehäuseteile und Anzahl der Kontaktierungen kann das System nur mit extremem Kraftaufwand geschlossen werden. Die besondere Ausgestaltung des Dichtkörpers und des Einführabschnittes trägt zur Kraftminderung bei. Die Gehäuseteile werden durch zwei Ringlamellen unterschiedlichen Durchmessers vor Flüssigkeitseintritt geschützt. Die geringe Anzahl der Lamellen und die Kombination einer Lamellendichtung und einer Kompressionsdichtung ermöglichen das reibungsarme Abdichten. Darüber hinaus wird durch den kurzen Weg, auf dem die Ringlamellen mit der Gehäusewand in Berührung kommen, ein guter Druckausgleich gewährleistet, so daß diesbezüglich nur geringe Kräfte aufgewendet werden müssen. Diese Maßnahme wirkt sich auch beim Entkuppeln der Steckverbindung positiv aus. Die Gehäuseteile können leicht voneinander getrennt werden, da die Druckdifferenz äußerst gering ist.
Die Einsteckkraft wird gemäß der Erfindung dadurch erheblich gesenkt, daß die Ausbildung der Gehäuseteile so gewählt wird, daß sich die Kraftkomponenten nicht addieren sondern hintereinander auftreten und infolgedessen ein nahezu gleichbleibender Kraftaufwand über den gesamten Verschiebeweg auf niedrigem Niveau entsteht. Bezogen auf den während des Zusammensteckens zurückgelegten Weg erfolgt in kurzem Versatz das Ineinandereinführen der Kontaktteile und das Anfahren der Gehäuseverriegelung. Nach der Überwindung der Einführkräfte ist für das weitere Verschieben der Kontaktteile ein gleichbleibende aber geringere Kontaktierungskraft notwendig. Währenddessen entsteht für die Gehäuseverriegelung das Maximum der aufzuwendenden Kraft. Nach dessen Überschreiten erfolgt die Endverrastung anhand der Vorspannung quasi selbstätig, so daß die dann erst auftretenden Reibungskräfte für die Abdichtung das gesamte Kraftniveu nicht erhöhen. Die Entspannung der Verrastungsmittel und der zeitgleich erfolgende Abdichtungsvorgang kompensieren sich bezüglich des Kraftaufwandes.
Bei der Entspannung der Verrastungsmittel wird das erste Gehäuseteil in die endgültige Position im zweiten Gehäuseteil verschoben. Die Verrastungsmittel bestehen prinzipiell jeweils aus einem beidseitig abgeschrägten Vorsprung, der mit einer z. B. an einem Arm des anderen Gehäuseteiles angeordneten Öffnung zusammenwirkt. Die Entspannung erfolgt nach Überschreiten des Auslenkungsmaximums des Armes, der dann unter Vorschub des ersten Gehäuseteiles in das zweite Gehäuseteil entlang der abgeneigten Schräge gleitet. Um die Einsteckkraft zu optimieren, findet die Abdichtung nur auf diesem kurzen Teil des Verschiebeweges statt.
Das Material für den Dichtkörper, insbesondere für die Ringlamellen, muß gute Dichtungseigenschaften und eine gute Gleitfähigkeit aufweisen. Diese gegensätzlichen Forderungen erfüllt Silikon am besten.
Um die Handhabung des Dichtkörpers bei der Konfektionierung zu erleichtern, wird er mit drei Ringlamellen ausgebildet. Für die Dichtungsfunktion werden nur zwei Ringlamellen benötigt, wobei allerdings gewährleistet sein muß, daß die Ringlamelle mit dem kleineren Durchmesser dem Buchsenbereich des zweiten Gehäuseteiles zugewandt ist. Da die Durchmesserdifferenz bei der geringen Gesamtabmessung des Dichtkörpers nur schwer vom menschlichen Auge zu erkennen ist, wurde zusätzlich eine dritte Ringlamelle angeordnet, um ein falsches Einstecken zu vermeiden. Es entsteht ein symmetrischer Aufbau, so daß der Dichtkörper uncodiert gesteckt werden.
Die Differenz zwischen den Lamellendurchmessern liegt vorteilhafterweise im Bereich um 1 mm und ist abhängig von der Winkelstellung der Einführabschnittes. Dieser Einführabschnitt ist bezüglich des Montageweges möglichst kurz gehalten, damit die Kraftkomponenten für die Dichtungsplazierung nur über eine kurze Wegstrecke des Einführens wirksam wird. Infolgedessen kann diese Komponente optimal in den Kraftverlauf integriert werden, um ein insgesamt niedriges Kraftniveau zu erhalten. Unter diesem Aspekt ist es besonders vorteilhaft, den Einführabschnitt abzustufen. Jede Lamelle erhält ihren speziellen Wirkungsbereich und verursacht demzufolge nur den unbedingt notwendigen Kraftaufwand.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Figur 1
die Steckverbindung in einem Längsschnitt.
Figur 2
die Gehäuseteile in einem Längsschnitt während der ersten Berührung des Dichtkörpers mit dem zweiten Gehäuseteil.
Figur 3
einen vergrößerten Teilschnitt gemäß Figur 2.
Figur 4
die Gehäuseteile in einem Längsschnitt in ihrer verriegelten Endposition.
Figur 5
einen vergrößerten Teilschnitt gemäß Figur 4.
Figur 6
ein Diagramm über den Verlauf der Einsteckkraft einer herkömmlichen Steckverbindung.
Figur 7
ein Diagramm über den Verlauf der Einsteckkraft einer erfindungsgemäßen Steckverbindung.
In dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind nur die erfindungswesentlichen Bauteile mit Bezugszeichen versehen. Die Figuren 1, 2 und 4 stellen eine Steckverbindung 1 in einem Maßstab von 2,5 : 1 dar, während in den Figuren 3 und 5 ein Maßstab von 5 : 1 realisiert ist. Die elektrische Steckverbindung 1 besteht aus einem ersten Gehäuseteil 2 und einem zweiten Gehäuseteil 3. In dem ersten Gehäuseteil 2 ist ein Kontaktteil 4 angeordnet, dessen Spitze 5 in einen Buchsenbereich 6 hineinragt. Dieser Buchsenbereich 6 dient zur Aufnahme des zweiten Gehäuseteiles 3 und ist zu diesem Zweck mit einem speziell ausgebildeten Einführabschnitt 7 ausgebildet.
Das zweite Gehäuseteil 3 besteht aus einem Zylinderteil 8, in dem ein Kontaktteil 9 angeordnet ist, und aus einem das Zylinderteil 8 umgebenden Gehäusemantel 10. Auf das Zylinderteil 8 ist ein hohlzylindrischer Dichtkörper 11 aufgeschoben und befestigt, der außenseitig mit drei Ringlamellen 12, 13 und 14 ausgebildet ist, wobei die mittlere Ringlamelle 13 einen größeren Durchmesser D1 aufweist als die beiden äußeren gleichgroßen Ringlamellen 12 und 14 mit dem Durchmesser D2. Für die Dichtungsfunktion sind nur die beiden Ringlamellen 12 und 13 mit den unterschiedlichen Durchmessern D1 und D2 notwendig. Die dritte Ringlamelle 14 mit ebenfalls kleinem Durchmesser D2 dient ausschließlich der Schaffung eines symmetrischen Lamellenaufbaus, um eine seitenneutrale Montage zu ermöglichen. Eine Öffnung 15 in dem Gehäusemantel 10 und eine Öffnung 16 in einem auslenkbaren Arm 17 arbeiten beim Ineinanderstecken der beiden Gehäuseteile 2 und 3 mit beidseitig abgeschrägten Vorsprüngen 18 und 19 an einer Gehäusewand 20 des ersten Gehäuseteiles 2 zusammen.
Nachfolgend wird das Zusammenstecken der beiden Gehäuseteile 2 und 3 näher erläutert.
In Figur 1 ist das zweite Gehäuseteil 3 soweit in das erste Gehäuseteil 2 eingeführt, daß das Zylinderteil 8 in den Buchsenbereich 6 hineinragt und der Gehäusemantel 10 bzw. der Arm 17 an die Vorsprünge 18 und 19 stoßen. Die Kontaktteile 4 und 9 berühren sich noch nicht. Die bisherige aufzuwendende Kraft dient ausschließlich der Überwindung der Gleitreibung zwischen dem Gehäusemantel 10 bzw. dem Arm 17 und der Gehäusewand 20.
In der Stellung gemäß Figur 2 und Figur 3 ist das zweite Gehäuseteil 3 weiter in das erste Gehäuseteil 2 eingeschoben. Die Spitze 5 des Kontaktteiles 4 ist bereits in das Kontaktteil 9 eingeführt und hat somit die kraftaufwendige Einführbewegung abgeschlossen. Bei der Weiterführung des Montagevorganges der Kontaktteile 4 und 9 sind nur noch geringfügige Reibungskräfte zu überwinden. Der Gehäusemantel 10 bzw. der Arm 17 wurden durch die abgeschrägten Vorsprünge 18 und 19 maximal ausgelenkt. Betrachtet man diesen Bewegungsvorgang unter rein kraftmäßigem Aspekt, so addieren sich zwei ansteigende Kraftkomponenten, von denen die Kontaktierungskraft der Kontaktteile 4 und 9 abfällt und auf einem gleichmäßigen Niveau verbleibt, während die Verriegelungskraft stark angestiegen ist. Der Dichtkörper 11 hat zu diesem Zeitpunkt erstmals einen Berührungspunkt mit dem ersten Gehäuseteil 2, geht aber noch nicht in die Kräftebilanz ein.
Die Figuren 4 und 5 stellen die beiden Gehäuseteile 2 und 3 in ihrer Endposition dar, d. h. die Steckverbindung ist komplett hergestellt. Die Vorsprünge 18 und 19 liegen in den Öffnungen 15 und 16 und verriegeln die Gehäuseteile 2 und 3. Das Kontaktteil 4 ist vollständig in das Kontaktteil 9 eingeführt. Der Dichtkörper 11 liegt zwischen dem Zylinderteil 8 und der Gehäusewand 20 und verhindert den Flüssigkeitseintritt zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3. Gegenüber der Figur 2 wurde das zweite Gehäuseteil 3 vollständig in das erste Gehäuseteil 2 eingeschoben, wobei der Arm 17 und der Gehäusemantel 10 unter Mithilfe der abgeschrägten Vorsprünge 18 und 19 durch die Rückstellkräfte quasi selbsttätig zum Liegen kommen. Im Moment des Freiwerdens der Rückstellkräfte kommen die Ringlamellen 12 und 13 des Dichtkörpers 11 erstmalig mit dem umlaufenden Einführabschnitt 7 in dem Buchsenbereich 6 des ersten Gehäuseteiles 2 in Berührung.
Der Einführabschnitt 7 ist abgestuft. Zwischen zwei Stufen 21 und 23 befindet sich eine Schräge 22. Die erste Stufe 21 ermöglicht einen leichten Vorschub des Dichtkörpers 11 und damit des zweiten Gehäuseteiles 3, da der Durchmesser D3 der ersten Stufe 21 gleich dem Durchmesser D1 der mittleren Ringlamelle 13 ist, während die vordere Ringlamelle 12 sich in Anlage an die Schräge 22 vorschiebt und geringfügig verformt. Beim weiteren Vorschub gleitet die mittlere Ringlamelle 13 an der ersten Stufe 21 entlang in die Schräge 22 und wird bogenförmig entgegengesetzt der Steckrichtung ausgelenkt. Die vordere Ringlamelle 12 geht von der Schrägen 22 zur zweiten Stufe 23 über. Der Durchmesser D4 der Stufe 23 ist kleiner als der Durchmesser D2 der Ringlamelle 12. Die Ringlamelle 12 wird dort folglich stark komprimiert. In dieser Position ist die äußere Verriegelung der Gehäuseteile 2 und 3 abgeschlossen und die Steckverbindung vollständig hergestellt. Während des Verschiebens wird die sich in und zwischen den Gehäuseteilen 2 und 3 befindliche Luft entlang des Einführabschnittes 7 und des Dichtkörpers 11 vorbeigedrückt, so daß ein ausreichender Druckausgleich gewährleistet ist. Die Verriegelung erfolgt also auch unter diesem Aspekt problemlos. Darüber hinaus unterstützt es auch das Entkuppeln, da kein festgesaugter Dichtkörper 11 entfernt werden muß. Um die Steckverbindung 1 auch im Leitungseinführungsbereich abzudichten, werden dort entsprechende Leitungsdichtungen 24 eingesetzt.
Aus den Figuren 6 und 7 ist der Unterschied zwischen den Kraftkomponenten einer herkömmlichen Steckverbindung mit Lamellendichtung und einer erfindungsgemäßen Steckverbindung 1 ersichtlich. Vergleichbare Kraftkomponenten sind hierbei mit gleichen Buchstaben bezeichnet, allerdings sind die Kraftkomponenten der herkömmlichen Steckverbindung zusätzlich mit einem Apostroph versehen. Der Verlauf der Kontaktierungskräfte A und A' zwischen den Kontakteilen ist bei beiden Steckverbindungen über den gesamten Verschiebeweg S gleich. Während des Ineinanderführens der Kontaktteile steigen die Kontaktierungskräfte A und A' stark an und fallen danach auf ein gleichbleibend niedriges Niveau ab. Die Dichtungskraft B' der herkömmlichen Steckverbindung setzt bereits vor der Kontaktierungskraft A' ein und steigt stetig. Dazu addiert sich ab der Hälfte des Verschiebeweges S die Verrastungskraft C', so daß resultierend eine stark steigende Einsteckkraft D' entsteht, die erst unmittelbar vor der Endstellung der Steckverbindung durch Entspannung von elastischen Verrastungsmitteln sinkt.
Demgegenüber tritt die Verrastungskraft C der erfindungsgemäßen Steckverbindung 1 schon vor der Kontaktierungskraft A leicht ansteigend auf (Figur 7). Bis zur maximalen Auslenkung der Verrastungsmittel wird die resultierende Einsteckkraft D nur aus der Verrastungskraft C und der Kontaktierungskraft A gebildet. Erst bei der Entspannung der elastischen Verrastungsmittel tritt die Dichtungskraft B auf. Die Dichtungskraft B wird durch die freigewordene Verrastungskraft C überkompensiert, so daß die Einsteckkraft D bei gleichbleibender Kontaktierungskraft A sinkt. Die Verteilung der kraftverursachenden Vorrichtungen auf den kompletten Verschiebeweg S der Steckverbindung 1 hat zur Folge, daß mit minimalem Kraftaufwand eine flüssigkeitsdichte Verbindung geschaffen wird. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei hochpoligen Steckverbindungen aus, da dort die Einsteckkräfte mit zunehmender Polzahl ansteigen.
Bezugszeichenliste
1
Steckverbindung
2
erstes Gehäuseteil
3
zweites Gehäuseteil
4
Kontaktteil
5
Spitze
6
Buchsenbereich
7
Einführabschnitt
8
Zylinderteil
9
Kontaktteil
10
Gehäusemantel
11
Dichtkörper
12
Ringlamelle mit Durchmesser D2
13
Ringlamelle mit Durchmesser D1
14
Ringlamelle mit Durchmesser D2
15
Öffnung
16
Öffnung
17
Arm
18
Vorsprung
19
Vorsprung
20
Außenwand
21
erste Stufe mit Durchmesser D3
22
Schräge
23
zweite Stufe mit Durchmesser D4
24
Leitungsdichtung
A
Kontaktierungskraft
A'
Kontaktierungskraft
B
Dichtungskraft
B'
Dichtungskraft
C
Verrastungskraft
C'
Verrastungskraft
D
Einsteckkraft
D'
Einsteckkraft
s
Verschiebeweg

Claims (7)

  1. Elektrische Steckverbindung,
    bestehend aus einem ersten Gehäuseteil (2) mit einem Buchsenbereich (6),
    und bestehend aus einem zweiten Gehäuseteil (3) mit einem Zylinderteil (8), der in den Buchsenbereich (6) aufnehmbar ist,
    mit komplementären, elastischen Verrastungsmitteln, (15, 16, 18, 19) die am ersten Gehäuseteil (2) und am zweiten Gehäuseteil (3) ausgebildet sind,
    mit auf Leitungen aufbringbaren Kontaktteilen (4, 9), die im ersten Gehäuseteil (2) und im zweiten Gehäuseteil (3) angeordnet sind,
    und mit einem hohlzylindrischen Dichtkörper (11), der auf das Zylinderteil (8) aufschiebbar ist, und der außenseitig mit zwei flexiblen, sich in radialer Richtung erstreckenden Ringlamellen (12, 13) unterschiedlichen Durchmessers (D1, D2) ausgebildet ist,
    wobei der Buchsenbereich (6) mit einem sich verengenden Einführabschnitt (7) ausgebildet ist,
    wobei die Ringlamelle (12) mit dem kleineren Durchmesser (D2) dem ersten Gehäuseteil (2) zugewandt ist und zwischen dessen Gehäusewand (20) und dem Dichtkörper (11) zusammengepreßt ist, und
    daß die Ringlamelle (13) mit dem größeren Durchmesser (D1) bogenförmig entgegen der Steckrichtung ausgelenkt ist und als Lamellendichtung wirkt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungsmittel (15, 16, 18, 19) an den Gehäuseteilen (2, 3) so angeordnet sind, daß die erstmalige Berührung der beiden Ringlamellen (12, 13) mit dem Einführabschnitt (7) synchron mit dem Beginn der Entspannung der elastischen Verrastungsmittel (15, 16, 18, 19) erfolgt, und daß die Ringlamelle (12) mit dem kleineren Durchmesser (D2) radial zusammengepreßt ist.
  2. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungsmittel (15, 16, 18, 19) aus beidseitig abgeschrägten Vorsprüngen (18, 19) bestehen, die in komplementäre Öffnungen (15, 16) eingreifen.
  3. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (11) einschließlich der Ringlamellen (12, 13) aus Silikon besteht.
  4. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D1) der größeren Ringlamelle (13) um mindestens 1 mm größer ist als der Durchmesser (D2) der kleineren Ringlamelle (12).
  5. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (11) drei Ringlamellen (12, 13, 14) aufweist, wobei die mittlere Ringlamelle (13) einen größeren Durchmesser (D1) hat, als die äußeren gleichgroßen Ringlamellen (12, 14).
  6. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführabschnitt (7) konisch ausgebildet ist.
  7. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführabschnitt (7) abgestuft ist.
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