EP0841722B1 - Elektrischer Steckverbinder, insbesondere Stecker zum Anschluss an Magnetventile - Google Patents

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EP0841722B1
EP0841722B1 EP97115594A EP97115594A EP0841722B1 EP 0841722 B1 EP0841722 B1 EP 0841722B1 EP 97115594 A EP97115594 A EP 97115594A EP 97115594 A EP97115594 A EP 97115594A EP 0841722 B1 EP0841722 B1 EP 0841722B1
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contact carrier
face
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sealing collar
sheath
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Helmut Fuchs
Lothar Fuhrmeister
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Lumberg Automation Components GmbH and Co KG
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0846—Electrical details
    • F15B13/0857—Electrical connecting means, e.g. plugs, sockets
    • 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
    • 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
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/621—Bolt, set screw or screw clamp
    • H01R13/6215—Bolt, set screw or screw clamp using one or more bolts

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector, in particular a plug for connection to solenoid valves, with a plug contact elements containing contact carrier and with this and possibly an electronic circuit and terminal conductor enveloping sheath of relatively soft plastic material set, wherein the jacket over the counterpart part as the solenoid valve facing end face of the contact carrier projecting, annular circumferential sealing collar forms, and wherein at the foot of the sealing collar a gap between the jacket and the contact carrier cross and the end face of the contact carrier contacting material area is connected.
  • the material area forms a narrow, circumferential sealing lip, which overlaps the peripheral edge of the end face of the contact carrier slightly.
  • the jacket is formed by molding the contact carrier and its associated components and lead ends with a plastic material.
  • the material used for the overmolded jacket is a relatively soft plastic, such as e.g. a thermoplastic polyurethane elastomer.
  • the sealing area can be the jacket, in particular due to its elasticity, in case of improper handling of the connector partially solve the contact carrier from the contact carrier.
  • the sealing collar moves away from the contact carrier and here opens a gap, in and through the moisture or impurities, such as dust, can enter and crawl into the plug.
  • the gap formation can also lead to permanent deposits of foreign particles and thus to bulges of the side walls of the shell, which can have the consequence that the sealing effect of the sealing collar is completely lost.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide an electrical connector presupposed in the preamble of claim 1 way in which the capillary is turned off and can reach neither moisture nor impurities to be protected contact elements and possibly electronic circuits and lead ends.
  • the invention solves this problem with the features of claim 1 and is accordingly characterized in that the material region extends over the end face of the contact carrier away and at least partially connects the foot portions of the sealing collar tensile strength with each other.
  • the material region largely spans the end face of the contact carrier substantially only with the exception of the openings for plug-in contact elements and possibly a fastening element like screw or the like., With which the connector is set on the mating connector part.
  • the contact carrier may be provided on its outer surface with grooves in which the casing material engages positively and thus is held particularly secure on the contact carrier.
  • the grooves are undercut and extend in the direction transverse to the end face of the contact carrier.
  • a connector according to the invention prevents the known in the prior art as the cause of its disadvantages gap opening, as transmitted to the sealing collar in terms of its local spread from the contact carrier outward forces transmitted from the local foot area on a substantially opposite to the direction of pull foot counter forces.
  • the material area covers almost the entire end face of the contact carrier, a gap formation in the critical area between the contact carrier and the sheath enclosing it is otherwise completely impossible.
  • the invention also has the advantage that as material of the plastic sheath, an at least as soft and resilient material can be used as it is used in the known connectors.
  • the connector shown in its entirety by 10 in Fig. 1 initially comprises a plastic contact carrier 11, in the contact elements 12, e.g. Fork spring contacts (Fig. 3) are received, with which corresponding complementary contact elements, for. B. pin or blade contacts, a mating connector part not shown pluggable cooperate.
  • a plastic contact carrier 11 in the contact elements 12, e.g. Fork spring contacts (Fig. 3) are received, with which corresponding complementary contact elements, for. B. pin or blade contacts, a mating connector part not shown pluggable cooperate.
  • the connector 10 is formed due to its recessed "female" contact elements 12 as a socket. Accordingly, the end face 13 of the contact carrier 11 openings 14 as insertion openings for the contact pins of the mating connector part.
  • the contact carrier 11 is penetrated by a bore 15 which serves to receive a screw, with which the connector 10 can be secured or secured to the mating connector part.
  • the contact carrier 11 is then encapsulated with a plastic compound, which forms a designated 16 compliant coat. This is also plug housing and handle body.
  • the jacket 16 also encloses a possibly arranged therein circuit board and the terminal ends of a leading through the spout 17, not shown, connecting line.
  • the jacket 16 protrudes beyond the end face 13 of the contact carrier 11 to form a resilient, annular seal, whereby a sealing collar 18 is formed.
  • At least one material region designated by 21, which spans the end face 13 of the contact carrier 11, is formed at the same time as the injection of the sealing collar 18. In the embodiment, this is done essentially over the entire surface, but with the recess already described openings 14 and 15 in the contact carrier.
  • This additional material region 21 is-as FIG. 3 makes clear-formed in the foot region 22 of the sealing collar 18, so that the sealing collar 18 protrudes functionally over the outer surface 23 of the material region 21.
  • the entire circumferential foot 22 of the sealing collar 18 is connected to the - in this case substantially plate-shaped and large-area - material region 21. It is essential that the end face 13 of the contact carrier 11 spanning, tensile material region 21 can exert restraining forces when trying to deform at any circumferential point the sealing collar 18 to the outside.
  • a special positive connection comprises in the outside of the contact carrier 11 molded grooves 25. These are preferably formed undercut, as shown with dovetail cross-section. They extend in the insertion direction of the connector and take material of the shell 16 in its encapsulation form-fitting manner. Thus, the jacket 16 is peripherally held by the contact carrier 11 in addition to this.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere einen Stecker zum Anschluß an Magnetventile, mit einem Steckkontaktelemente beinhaltenden Kontaktträger und mit einem diesen und ggf. eine elektronische Schaltung sowie Anschlußleiterenden umhüllenden Mantel aus relativ weich eingestelltem Kunststoffmaterial, wobei der Mantel einen über die zum Gegensteckerteil wie Magnetventil weisende Stirnfläche des Kontaktträgers überstehenden, ringförmig umlaufenden Dichtkragen ausbildet, und wobei am Fuß des Dichtkragens ein den Spalt zwischen dem Mantel und dem Kontaktträger übergreifender sowie die Stirnfläche des Kontaktträgers berührender Werkstoffbereich angebunden ist.
  • Bei einem durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordenen elektrischen Steckverbinder dieser Art bildet der Werkstoffbereich eine schmale, umlaufende Dichtlippe, die den umlaufenden Rand der Stirnfläche des Kontaktträgers geringfügig übergreift. Der Mantel wird gebildet durch Umspritzen des Kontaktträgers und der mit ihm verbundenen Bauteile und Anschlußleiterenden mit einem Kunststoffmaterial. Um die Dichtfunktion des Dichtkragens zu gewährleisten, benutzt man als Werkstoff für den umspritzten Mantel einen relativ weich eingestellten Kunststoff, wie z.B. ein thermoplastisches Polyurethan-Elastomer.
  • Der Mantel haftet nicht fest an der Außenfläche des Kontaktträgers. Deshalb läßt sich der Dichtungsbereich des Mantels, insbesondere auch aufgrund seiner Elastizität, bei unsachgemäßer Handhabung des Steckverbinders bereichsweise vom Kontaktträger vom Kontaktträger lösen. Dabei entfernt sich der Dichtkragen vom Kontaktträger und öffnet hier einen Spalt, in und durch den Feuchtigkeit oder Verunreinigungen, wie Staub, eintreten und in den Stecker hineinkriechen können. Die Spaltbildung kann auch zu dauerhaften Einlagerungen von Fremdpartikeln und somit zu Ausbeulungen der Seitenwände des Mantels führen, was zur Folge haben kann, daß die Dichtwirkung des Dichtkragens völlig verloren geht.
  • Document EP-A-0 700 130 das als nächstliegender Stand der Technikgenommen wird offenbart einen elektrischen Steckverbinder gemäß dem oberbegriff des Anspruchs 1
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, bei dem die Kapillarwirkung ausgeschaltet wird und der weder Feuchtigkeit noch Verunreinigungen an die zu schützenden Kontaktelemente und ggf. elektronische Schaltungen sowie Anschlußleiterenden gelangen läßt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dem entsprechend dadurch gekennzeichnet, daß sich der Werkstoffbereich über die Stirnfläche des Kontaktträgers hinweg erstreckt und zumindest abschnittsweise Fußbereiche des Dichtkragens zugfest miteinander verbindet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform überspannt der Werkstoffbereich die Stirnfläche des Kontaktträgers weitestgehend im wesentlichen nur mit Ausnahme der Durchbrüche für Steckkontaktelemente und ggf. ein Befestigungselement wie Schraube od.dgl., mit dem der Steckverbinder am Gegensteckerteil festgelegt wird.
  • Im übrigen kann der Kontaktträger an seiner Außenfläche mit Nuten versehen sein, in die der Mantelwerkstoff formschlüssig eingreift und somit besonders sicher am Kontaktträger gehalten ist. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Nuten hinterschnitten sind und in Richtung quer zur Stirnfläche des Kontaktträgers verlaufen.
  • Ein Steckverbinder entsprechend der Erfindung verhindert die beim Stand der Technik als Ursache seiner Nachteile erkannte Spaltöffnung, da bei auf den Dichtkragen im Sinne seiner örtlichen Abspreizung vom Kontaktträger nach außen einwirkenden Kräften die vom dortigen Fußbereich auf einen im wesentlichen der Zugrichtung gegenüberliegenden Fußbereich Gegenkräfte übertragen werden. Dadurch, daß die Mantelseitenwände auf diese Weise kraftschlüssig gegen den Kontaktträger gehalten sind, wirken auf einen dem Versuch einer unzulässigen Verformung unterworfenen Dichtkragenbereich Rückstellkräfte ein, die ihn sicher am Kontaktträger zurückhalten.
  • Sofern entsprechend dem genannten Ausführungsbeispiel der Werkstoffbereich nahezu die gesamte Stirnfläche des Kontaktträgers überdeckt, ist im übrigen eine Spaltausbildung im kritischen Bereich zwischen dem Kontaktträger und dem ihn umhüllenden Mantel gänzlich unmöglich.
  • Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß als Werkstoff des Kunststoffmantels ein mindestens ebenso weiches und nachgiebiges Material verwendet werden kann, wie es bei den bekannten Steckverbindern benutzt wird.
  • Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Schrägansicht auf einen Steckverbinder mit Blick unter seine Stirnfläche,
    • Fig. 2 einen Querschnitt durch den Steckverbinder gemäß Schnittangabe A-A in Fig. 1, und
    • Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Steckverbinder gemäß Schnittangabe B-B in Fig. 1.
  • Der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Steckverbinder nach Fig. 1 weist zunächst einen aus Kunststoff bestehenden Kontaktträger 11 auf, in dem Kontaktelemente 12, z.B. Gabelfederkontakte (Fig. 3) aufgenommen sind, mit denen entsprechende komplementäre Kontaktelemente, z. B. Stift- oder Messerkontakte, eines nicht dargestellten Gegensteckerteils steckbar zusammenwirken.
  • Beim Ausführungsbeispiel ist der Steckverbinder 10 aufgrund seiner versenkt liegenden "weiblichen" Kontaktelemente 12 als Steckbuchse ausgebildet. Dem entsprechend weist die Stirnfläche 13 des Kontaktträgers 11 Durchbrüche 14 als Einstecköffnungen für die Kontaktstifte des Gegensteckerteils auf.
  • Außerdem ist der Kontaktträger 11 von einer Bohrung 15 durchsetzt, die zur Aufnahme einer Schraube dient, mit der der Steckverbinder 10 am Gegensteckverbinderteil befestigt bzw. gesichert werden kann.
  • Der Kontakträger 11 ist sodann mit einer Kunstoffmasse umspritzt, die einen mit 16 bezeichneten nachgiebigen Mantel ausbildet. Dieser ist zugleich auch Steckergehäuse und Griffkörper. Der Mantel 16 umhüllt außerdem eine ggf. darin angeordnete Schaltungsplatine sowie die Anschlußenden einer durch die Tülle 17 führende, nicht gezeigte Anschlußleitung.
  • Für die Erfindung ist es wesentlich, daß der Mantel 16 über die Stirnfläche 13 des Kontaktträgers 11 unter Bildung einer elastischen, ringförmigen Dichtung vorsteht, wodurch ein Dichtkragen 18 ausgebildet ist.
  • Beim Stand der Technik kann der Dichtkragen 18, weil der Mantel 16 nicht fest mit dem Kontaktträger 11 verbunden ist, von diesem nach außen, z.B. in Richtung des Pfeiles 19 in Fig. 3, leicht und auch unbeabsichtigt abgezogen werden, wodurch sich zwischen Mantel 16 und Kontaktträger 11 (bei 20 in Fig. 3 angedeutet) eine deutliche Spaltaufweitung ergeben würde. Dies schließt die Erfindung aus, und zwar beim dargestellten Ausführungsbeispiel wie folgt:
  • Beim Umspritzen des Kontaktträgers 11 und der weiteren vom Mantel zu umhüllenden Bauteile wird zugleich mit dem Spritzen des Dichtkragens 18 auch mindestens ein mit 21 bezeichneter Werkstoffbereich ausgebildet, der die Stirnfläche 13 des Kontaktträgers 11 überspannt. Beim Ausführungsbeispiel geschieht dies im wesentlichen vollflächig, jedoch unter Aussparung der bereits beschriebenen Öffnungen 14 und 15 im Kontaktträger. Dieser zusätzliche Werkstoffbereich 21 ist - wie Fig. 3 dies deutlich macht, im Fußbereich 22 des Dichtkragens 18 angeformt, so daß der Dichtkragen 18 funktionsgerecht über die Außenfläche 23 des Werkstoffbereichs 21 vorragt.
  • Für die Erfindung ist es nicht notwendig, wenngleich besonders vorteilhaft, daß der gesamte umlaufende Fuß 22 des Dichtkragens 18 an den - hier im wesentlichen plattenförmigen und großflächigen - Werkstoffbereich 21 angebunden ist. Wesentlich ist, daß der die Stirnfläche 13 des Kontaktträgers 11 überspannende, zugfeste Werkstoffbereich 21 Rückhaltekräfte ausüben kann, wenn versucht wird, an einer beliebigen Umfangsstelle den Dichtkragen 18 nach außen zu verformen.
  • Von Bedeutung ist ferner, daß aufgrund der über den Umfang hinweg vollständigen stoffschlüssigen Anbindung des Werkstoffbereichs 21 an den Dichtkragen-Fuß 22 kein öffenbarer Spalt zwischen Mantel 16 und Kontaktträger 11 vorhanden ist.
  • Zur weiteren Stabilisierung des Mantels 16 gegenüber dem Kontaktträger 11 ist entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel noch eine besondere formschlüssige Verbindung vorgesehen. Diese umfaßt in die Außenseite des Kontaktträgers 11 eingeformte Nuten 25. Diese sind vorzugsweise hinterschnitten ausgebildet, wie dargestellt mit Schwalbenschwanzquerschnitt. Sie erstrecken sich in Steckrichtung des Steckverbinders und nehmen Werkstoff des Mantels 16 bei dessen Umspritzen formschlüssig auf. Somit ist der Mantel 16 umfänglich des Kontaktträgers 11 zusätzlich an diesem festgehalten.

Claims (5)

  1. Elektrischer Steckverbinder, insbesondere Stecker zum Anschluß an Magnetventile, mit einem Steckkontaktelemente beinhaltenden Kontaktträger (11) und mit einem diesen und ggf. eine elektronische Schaltung sowie Anschlußleiterenden umhüllenden Mantel (16) aus relativ weich eingestelltem Kunststoffmaterial, wobei der Mantel einen über die zum Gegensteckerteil wie Magnetventil weisende Stirnfläche (13) des Kontaktträgers überstehenden, ringförmig umlaufenden Dichtkragen (18) ausbildet, wobei am Fuß des Dichtkragens ein den Spalt zwischen dem Mantel und dem Kontaktträger übergreifender sowie die Stirnfläche des Kontaktträgers berührender Werkstoffbereich (21) angebunden ist, wobei sich der Werkstoffbereich (21) über die Stirnfläche (13) des Kontaktträgers (11) hinweg erstreckt dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoffbereich zumindest abschnittsweise Fußbereiche des Dichtkragens zugfest miteinander verbindet.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoffbereich (21) im wesentlichen die gesamte Stirnfläche (13) des Kontaktträgers (11) mit Ausnahme von Durchbrüchen (14; 15) für Steckkontaktelemente und ggf. für ein Befestigungselement wie Schraube od.dgl. überspannt.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (11) an seiner Außenfläche (24) mit Nuten (25) versehen ist, in die der Mantelwerkstoff formschlüssig eingreift.
  4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (25) hinterschnitten sind.
  5. Steckverbinder nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (25) in Richtung quer zur Stirnfläche des Kontaktträgers (11) verlaufen.
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