EP0957540A2 - Abgeschirmter Steckverbinder - Google Patents

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EP0957540A2
EP0957540A2 EP99109034A EP99109034A EP0957540A2 EP 0957540 A2 EP0957540 A2 EP 0957540A2 EP 99109034 A EP99109034 A EP 99109034A EP 99109034 A EP99109034 A EP 99109034A EP 0957540 A2 EP0957540 A2 EP 0957540A2
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EP
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sealing body
housing parts
connector according
housing part
webs
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Dietmar Dipl.-Kfm. Harting
Albert Dipl.-Ing. Ferderer
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Harting Electric Stiftung and Co KG
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Harting AG and Co KG
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    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202—Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings
    • 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
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581—Shield structure
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    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6598—Shield material

Definitions

  • the invention relates to a shielded connector with a first and a second housing part and one arranged between them Sealing body.
  • Such a shielded connector serves a high Shielding also at interfaces between an electrical or electronic device and the shielded to be connected to it Get cables.
  • the housing parts of the connector have a conductive Surface on that with the shielding of the cables in electrical Connection is established.
  • the desired seal against the ingress of dust and moisture usually a rubber seal between the two housing parts used the inside of the housing parts against the outside seals.
  • the conductive one Provided surface of the housing parts interrupted, so that additional measures are required to meet the required high To achieve shielding attenuation.
  • additional components, about sheet metal frames, used to be despite the between the housing parts arranged rubber seal to the required shielding achieve, or special housings can be used. This However, measures are not necessary for some applications for cost reasons acceptable.
  • the object of the invention is therefore a shielded connector of the type mentioned in that both a high shielding attenuation as well as a good seal against the outdoor space is achieved without special, costly measures should be taken.
  • This task is the beginning of a shielded connector mentioned type solved in that the sealing body from an electrical conductive material and with at least one of the housing parts in electrical connection. Because of the sealing body automatically trained electrical connection between the two housing parts high shielding attenuation is achieved without additional components required are. At the same time, the sealing body provides the required seal between the two housing parts against mechanical influences.
  • the sealing body has an H-shaped profile with a central web, two internal Webs and two external webs.
  • Such a sealing body can interact with the housing parts in the manner of a labyrinth seal, what both the shielding attenuation and the sealing increased against mechanical influences.
  • one of the inner webs of the sealing body with an extension is provided, which overlaps with the adjacent housing part. This process serves to fix the sealing body relative to the corresponding one Housing part and also acts as part of the labyrinth seal.
  • At least one of the housing parts on its with the Sealing body interacting end face has a projection that into the groove between two opposing webs of the sealing body intervenes.
  • the projection is used to reliably attach the Sealing body on the corresponding housing part and is also part of the Labyrinth seal.
  • the groove in which the projection engages is dimensioned so that it becomes a dense plant with the lead.
  • the groove is provided with a circumferential constriction, by means of the the sealing body is held captive on the housing part. Because of the dimensions and design of the groove result without additional Measures the desired seal between the sealing body and the corresponding housing part, so that the desired protection against mechanical influences is obtained.
  • an O-ring is arranged between the sealing body and the end face interacting with it of the housing part is kept compressed.
  • the O-ring in the Groove of the sealing body protected against external influences is, the protection provided by the sealing body against mechanical Influences on the connector.
  • the sealing body consists of a light metal alloy. This material selection enables due to the electrical conductivity of the material high shielding attenuation while at the same time due to the deformability the material has a very good seal between the two housing parts is obtained, which under certain circumstances without additional components desired protection against mechanical influences.
  • a shielded connector is shown schematically. This contains a first housing part 10, a second housing part 12, one between the housing parts 10, 12 arranged sealing body 14 and a Locking mechanism 16, by means of which the two housing parts 10, 12th can be connected.
  • the usually inside the Components arranged in both housing parts are not shown in the figures shown since they do not contribute to the understanding of the invention.
  • the desired shielding of the connector is achieved by the first and second housing parts 10, 12 have a conductive surface.
  • This conductive surface is either by applying a conductive Material formed on the housing parts, if these from a not conductive material exist, or housing parts are used that consist of a conductive material.
  • the sealing body 14 also consists of a electrically conductive material, namely from a light metal alloy.
  • the two housing parts 10, 12 are above the sealing body 14 in electrical connection.
  • the first housing part 10, which is an attachment housing in the embodiment shown is facing on the second housing part 12 End face a circumferential projection 18.
  • the second housing part 12, which is a counter housing here, has one of the first housing part 10 facing end face, which is opposite the parting plane between the both housing parts is inclined at an angle of 15 °.
  • Sealing body 14 has an H-shaped profile in cross section (see the figures 2 and 3).
  • At the central web 20 of the sealing body there are two external ones Crosspieces 22, 26 and two internal crosspieces 24, 28. This are circumferential, so that between the webs 22, 24 on the one hand and on the other hand, a groove 30 or 32 is formed between the webs 26, 28 is (see also Fig. 4).
  • an O-ring 34, 36 is arranged, which adjoins one another assembled housing parts 10, 12 between the sealing body 14 and the corresponding end face of the housing parts kept clamped becomes.
  • the sealing body 14 acts with the two housing parts 10, 12 in the manner of a Maze seal together by the protrusion 18 of the first housing part 10 engages in the groove 30 of the sealing body 14 and one on the inside Web 28 formed extension 38 with the first housing part 10 facing edge section of the second housing part 12 overlaps.
  • the so formed labyrinth seal ensures a high one Shielding attenuation over a wide frequency range up to about 1 GHz and on the other hand, supported by the O-rings 34 and 36, a good mechanical Sealing between the two housing parts, with an IP degree of protection > 65 can be achieved.
  • the variant according to the Figures 5 and 6 no O-ring 34 used in the groove 30. Instead it will here a groove 30 'is used, which is on the inside of the outside Web 22 is provided with a circumferential constriction 40.
  • the groove 30 'with the constriction 40 is dimensioned such that together with the circumferential Projection a clamping effect between the sealing body and the projection 18 is achieved.
  • this ensures a good mechanical Sealing even without using an O-ring while the other the sealing body 14 captively held on the first housing part 10 becomes.
  • the desired shielding attenuation with a high degree of IP protection is possible.
  • a major advantage of the connector according to the invention is that that the sealing body 14 formed in the manner described without any particular Effort can replace the rubber seal that is common is used between the two housing parts of a connector. If this connector was previously shielded, it is no longer required the measures that were required to achieve the desired attenuation despite using the rubber seal. If the Connector was not previously shielded, it can now if its housing parts are either provided with a conductive surface or made of a conductive material, to a shielded connector be upgraded, since it consists of an electrically conductive material Sealing body together with the two housing parts for the required Shielding provides. In both cases, the existing ones Housing parts continue to be used as the one described here Sealing body 14 is used in the manner of a module system when it is required.

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Abstract

Ein abgeschirmter Steckverbinder mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (10, 12) und einem zwischen diesen angeordneten Dichtkörper (14) soll dahingehend weiterentwickelt werden, daß mit minimalem Aufwand eine hohe Schirmdämpfung bei gleichzeitig hohem IP- Schutzgrad erhalten wird. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Dichtkörper (14) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und mit mindestens einem der Gehäuseteile (10, 12) in elektrischer Verbindung steht. Der Dichtkörper hat also die Doppelfunktion, einerseits durch die elektrische Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen eine hohe Schirmdämpfung zu gewährleisten und andererseits eine mechanische Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen zu gewährleisten.

Description

Die Erfindung betrifft einen abgeschirmten Steckverbinder mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil und einem zwischen diesen angeordneten Dichtkörper.
Ein solcher abgeschirmter Steckverbinder dient dazu, eine hohe Schirmdämpfung auch an Schnittstellen zwischen einem elektrischen oder elektronischen Gerät und den an dieses anzuschließenden, abgeschirmten Kabeln zu erhalten. Die Gehäuseteile des Steckverbinders weisen eine leitfähige Oberfläche auf, die mit der Abschirmung der Kabel in elektrischer Verbindung steht.
Abgesehen von einem Schutz gegen elektromagnetische Strahlung wird von einem solchen Steckverbinder auch gefordert, daß er einen guten Schutz gegen mechanische Einflüsse bietet. Um insbesondere die gewünschte Abdichtung gegen den Eintritt von Staub und Feuchtigkeit zu erhalten, wird zwischen den beiden Gehäuseteilen üblicherweise eine Gummidichtung verwendet, die das Innere der Gehäuseteile gegenüber dem Außenraum abdichtet. Im Bereich der Gummidichtung ist jedoch die von der leitfähigen Oberfläche der Gehäuseteile bereitgestellte Abschirmung unterbrochen, so daß zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind, um die geforderte hohe Schirmdämpfung zu erzielen. Beispielsweise können zusätzliche Bauteile, etwa Blechrahmen, verwendet werden, um trotz der zwischen den Gehäuseteilen angeordneten Gummidichtung die erforderliche Schirmdämpfung zu erzielen, oder es kann auf Sondergehäuse zurückgegriffen werden. Diese Maßnahmen sind jedoch bei einigen Anwendungen aus Kostengründen nicht akzeptabel.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen abgeschirmten Steckverbinder der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sowohl eine hohe Schirmdampfung als auch eine gute Abdichtung gegenüber dem Außenraum erzielt wird, ohne daß besondere, kostenaufwendige Maßnahmen ergriffen werden müßten.
Diese Aufgabe wird bei einem abgeschirmten Steckverbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Dichtkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und mit mindestens einem der Gehauseteile in elektrischer Verbindung steht. Aufgrund der von dem Dichtkörper automatisch ausgebildeten elektrischen Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen wird eine hohe Schirmdämpfung erzielt, ohne daß zusätzliche Bauteile erforderlich sind. Gleichzeitig stellt der Dichtkörper die erforderliche Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen gegen mechanische Einflüsse sicher.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtkörper ein H-förmiges Profil mit einem Mittelsteg, zwei innenliegenden Stegen und zwei außenliegenden Stegen hat. Ein solcher Dichtkörper kann mit den Gehäuseteilen nach Art einer Labyrinthdichtung zusammenwirken, was sowohl die Schirmdämpfung als auch die Abdichtung gegen mechanische Einflüsse erhöht.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß einer der innenliegenden Stege des Dichtkörpers mit einem Fortsatz versehen ist, der mit dem angrenzenden Gehäuseteil überlappt. Dieser Fortsatz dient zur Fixierung des Dichtkörpers relativ zu dem entsprechenden Gehäuseteil und wirkt zusätzlich als Teil der Labyrinthdichtung.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß mindestens eines der Gehäuseteile auf seiner mit dem Dichtkörper zusammenwirkenden Stirnfläche einen Vorsprung aufweist, der in die Nut zwischen zwei einander gegenüberliegenden Stegen des Dichtkörpers eingreift. Der Vorsprung dient zur zuverlässigen Anbringung des Dichtkörpers an dem entsprechenden Gehauseteil und ist außerdem Teil der Labyrinthdichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, daß die Nut, in die der Vorsprung eingreift, so bemessen ist, daß es zu einer dichten Anlage an dem Vorsprung kommt. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Nut mit einer umlaufenden Verengung versehen ist, mittels der der Dichtkörper unverlierbar an dem Gehauseteil gehalten wird. Aufgrund der Abmessungen und der Gestaltung der Nut ergibt sich ohne zusätzliche Maßnahmen die gewünschte Abdichtung zwischen dem Dichtkörper und dem entsprechenden Gehäuseteil, so daß der gewünschte Schutz gegen mechanische Einflüsse erhalten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in mindestens einer der Nuten zwischen einander gegenüberliegenden Stegen des H-förmigen Dichtkörpers ein O-Ring angeordnet ist, der zwischen dem Dichtkörper und der mit diesem zusammenwirkenden Stirnfläche des Gehäuseteils zusammengedrückt gehalten wird. Der O- Ring, der in der Nut des Dichtkörpers geschützt gegen äußere Einwirkungen aufgenommen ist, verbessert den vom Dichtkörper bereitgestellten Schutz gegen mechanische Einflüsse auf den Steckverbinder.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Dichtkörper aus einer Leichtmetall-Legierung besteht. Diese Materialauswahl ermöglicht aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Materials eine hohe Schirmdämpfung, während gleichzeitig aufgrund der Verformbarkeit des Materials eine sehr gute Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen erhalten wird, die unter Umständen ohne zusätzliche Bauteile zu dem gewünschten Schutz gegen mechanische Einflüsse führt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
Fig. 1
einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Steckverbinder;
Fig. 2
einen Querschnitt durch den im Steckverbinder von Fig. 1 verwendeten Dichtkörper;
Fig. 3
in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt X von Fig. 2;
Fig. 4
eine Ansicht der Unterseite des Dichtkörpers von Fig. 2;
Fig. 5
ein Gehäuseteil mit Dichtkörper gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 6
in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt X von Fig. 5.
In Fig. 1 ist schematisch ein abgeschirmter Steckverbinder gezeigt. Dieser enthält ein erstes Gehäuseteil 10, ein zweites Gehäuseteil 12, einen zwischen den Gehäuseteilen 10, 12 angeordneten Dichtkörper 14 sowie einen Verriegelungsmechanismus 16, mittels dem die beiden Gehäuseteile 10, 12 miteinander verbunden werden können. Die üblicherweise im Inneren der beiden Gehäuseteile angeordneten Bauelemente sind in den Figuren nicht dargestellt, da sie zum Verständnis der Erfindung nicht beitragen.
Die gewünschte Abschirmung des Steckverbinders wird erzielt, indem das erste und das zweite Gehäuseteil 10, 12 eine leitfähige Oberfläche aufweisen. Diese leitfähige Oberfläche ist entweder durch Aufbringen eines leitfähigen Materials auf die Gehäuseteile gebildet, wenn diese aus einem nicht leitfähigen Material bestehen, oder es werden Gehäuseteile verwendet, die aus einem leitfähigen Material bestehen. Damit die gewünschte hohe Schirmdämpfung erreicht wird, besteht zusätzlich der Dichtkörper 14 aus einem elektrisch leitfähigen Material, nämlich aus einer Leichtmetall-Legierung. Somit stehen die beiden Gehäuseteile 10, 12 über den Dichtkörper 14 in elektrischer Verbindung.
Das erste Gehäuseteil 10, das bei der gezeigten Ausführungsform ein Anbaugehäuse ist, weist auf seiner dem zweiten Gehäuseteil 12 zugewandten Stirnfläche einen umlaufenden Vorsprung 18 auf. Das zweite Gehäuseteil 12, das hier ein Gegengehäuse ist, weist eine dem ersten Gehäuseteil 10 zugewandte Stirnfläche auf, die gegenüber der Trennebene zwischen den beiden Gehäuseteilen mit einem Winkel von 15° geneigt ist.
Der zwischen den Stirnflächen der beiden Gehäuseteile 10, 12 angeordnete Dichtkörper 14 weist im Querschnitt ein H-förmiges Profil auf (siehe die Figuren 2 und 3). An den Mittelsteg 20 des Dichtkörpers schließen sich zwei außenliegenden Stege 22, 26 und zwei innenliegende Stege 24, 28 an. Diese sind jeweils umlaufend, so daß zwischen den Stegen 22, 24 einerseits und zwischen den Stegen 26, 28 andererseits jeweils eine Nut 30 bzw. 32 gebildet ist (siehe auch Fig. 4).
In den Nuten 30, 32 ist jeweils ein O-Ring 34, 36 angeordnet, der bei aneinander montierten Gehäuseteilen 10, 12 zwischen dem Dichtkörper 14 und der entsprechenden Stirnfläche der Gehäuseteile eingespannt gehalten wird.
Der Dichtkörper 14 wirkt mit den beiden Gehäuseteilen 10, 12 nach Art einer Labyrinthdichtung zusammen, indem der Vorsprung 18 des ersten Gehäuseteils 10 in die Nut 30 des Dichtkörpers 14 eingreift und ein am innenliegenden Steg 28 ausgebildeter Fortsatz 38 mit dem dem ersten Gehäuseteil 10 zugewandten Randabschnitt des zweiten Gehäuseteils 12 überlappt. Die so gebildete Labyrinthdichtung gewährleistet zum einen eine hohe Schirmdämpfung über einen breiten Frequenzbereich bis etwa 1 GHz und zum anderen, unterstützt von den O- Ringen 34 und 36, eine gute mechanische Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen, mit der ein IP-Schutzgrad > 65 erzielt werden kann.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Variante des in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Steckverbinders dargestellt. Soweit die hier verwendeten Bauteile bereits aus den Figuren 1 bis 4 bekannt ist, werden dieselben Bezugszeichen verwendet; auf die obigen Erläuterungen wird Bezug genommen.
Im Gegensatz zur obigen Ausführungsform wird bei der Variante gemäß den Figuren 5 und 6 kein O-Ring 34 in der Nut 30 verwendet. Statt dessen wird hier eine Nut 30' verwendet, die auf der Innenseite des außenliegenden Stegs 22 mit einer umlaufenden Verengung 40 versehen ist. Die Nut 30' mit der Verengung 40 ist so bemessen, daß zusammen mit dem umlaufenden Vorsprung eine Klemmwirkung zwischen dem Dichtkörper und dem Vorsprung 18 erzielt wird. Dies gewährleistet zum einen eine gute mechanische Abdichtung auch ohne die Verwendung eines O-Ringes, während zum anderen der Dichtkörper 14 unverlierbar an dem ersten Gehäuseteil 10 gehalten wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird die gewünschte Schirmdämpfung bei gleichzeitig hohem IP- Schutzgrad erhalten.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Steckverbinders liegt darin, daß der in der beschriebenen Weise ausgebildete Dichtkörper 14 ohne besonderen Aufwand die Gummidichtung ersetzen kann, die üblicherweise zwischen den beiden Gehäuseteilen eines Steckverbinders verwendet wird. Wenn dieser Steckverbinder bisher bereits abgeschirmt war, entfallen nun die Maßnahmen, die erforderlich waren, um die gewünschte Schirmdämpfung trotz der Verwendung der Gummidichtung zu erreichen. Falls der Steckverbinder bisher nicht abgeschirmt war, kann er nun, wenn seine Gehäuseteile entweder mit einer leitfähigen Oberfläche versehen sind oder aus einem leitfähigen Material bestehen, zu einem abgeschirmten Steckverbinder aufgerüstet werden, da der aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehende Dichtkörper zusammen mit den beiden Gehäuseteilen für die erforderliche Schirmdämpfung sorgt. In beiden Fällen können die bereits vorhandenen Gehäuseteile weiterverwendet werden, da der hier beschriebene Dichtkörper 14 nach Art eines Modulsystems dann eingesetzt wird, wenn es erforderlich ist.

Claims (10)

  1. Abgeschirmter Steckverbinder mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (10,12) und einem zwischen diesen angeordneten Dichtkörper (14), dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtkörper (14) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und mit mindestens einem der Gehäuseteile (10, 12) in elektrischer Verbindung steht.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtkörper (14) ein H-förmiges Profil mit einem Mittelsteg (20), zwei innenliegenden Stegen (24, 28) und zwei außenliegenden Stegen (22, 26) hat.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß einer der innenliegenden Stege (28) des Dichtkörpers (14) mit einem Fortsatz (38) versehen ist, der mit dem angrenzenden Gehäuseteil (12) überlappt.
  4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens eines der Gehäuseteile (10) auf seiner mit dem Dichtkörper (14) zusammenwirkenden Stirnflache einen Vorsprung (18) aufweist, der in die Nut (30; 30') zwischen zwei einander gegenüberliegenden Stegen (22, 24) des Dichtkörpers eingreift.
  5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nut (30'), in die der Vorsprung (18) eingreift, so bemessen ist, daß es zu einer dichten Anlage an dem Vorsprung (18) kommt.
  6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nut (30') mit einer umlaufenden Verengung (40) versehen ist, mittels der der Dichtkörper (14) unverlierbar an dem Gehauseteil (10) gehalten wird.
  7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß in mindestens einer der Nuten (30, 32) zwischen einander gegenüberliegenden Stegen (22, 24, 26, 28) des H-förmigen Dichtkörpers (14) ein O-Ring (34, 36) angeordnet ist, der zwischen dem Dichtkörper (14) und der mit diesem zusammenwirkenden Stirnfläche des Gehäuseteils (10, 12) zusammengedrückt gehalten wird.
  8. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtkörper (14) aus einer Leichtmetall- Legierung besteht.
  9. Dichtkörper für einen abgeschirmten Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß er aus einer Leichtmetall-Legierung besteht.
  10. Dichtkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß er im Querschnitt ein H-förmiges Profil hat.
EP99109034A 1998-05-15 1999-05-07 Abgeschirmter Steckverbinder Expired - Lifetime EP0957540B1 (de)

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