EP1261074A1 - Wasserdichte Kabelzugentlastung - Google Patents

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EP1261074A1
EP1261074A1 EP02008426A EP02008426A EP1261074A1 EP 1261074 A1 EP1261074 A1 EP 1261074A1 EP 02008426 A EP02008426 A EP 02008426A EP 02008426 A EP02008426 A EP 02008426A EP 1261074 A1 EP1261074 A1 EP 1261074A1
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EP
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strain relief
cable
relief device
seal
cage
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Johannes Bals
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Bals Elektrotechnik GmbH and Co KG
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Bals Elektrotechnik GmbH and Co KG
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    • 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
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    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5205—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R13/58—Means for relieving strain on wire connection, e.g. cord grip, for avoiding loosening of connections between wires and terminals within a coupling device terminating a cable
    • H01R13/5837—Means for relieving strain on wire connection, e.g. cord grip, for avoiding loosening of connections between wires and terminals within a coupling device terminating a cable specially adapted for accommodating various sized cables

Definitions

  • the invention relates to a Strain relief device for a cable in an electrical Plug device according to the preamble of claim 1.
  • strain relief of this type (DE 199 00 201 A1) is a cage with a ring wall and a number of Slats with thickened ends are provided.
  • the cage is under Interposition of a sealing ring in a housing component electrical connector inserted.
  • the sealing ring is part of a gasket seal that is thickened by the Ends of the slats is pressed onto the cable if one Union nut as an annular pressure piece on the Screwed on housing part of the electrical connector becomes.
  • This cable connection device is for one designed certain cable diameter, d. H. differently thick cables cannot be strain-relieved and sealed.
  • strain relief device (DE 195 40 686 C1) comprises a cage with a number Slats and claws at their ends, as well as an annular Pressure piece for pressing the claws together interposed cable. Only one cable can be used certain diameter are clamped. It is also with the strain relief not possible the interior of the housing to seal against penetrating water.
  • the cable is one Surround the clamping cage, which is formed with individual jaws which are provided with inclined surfaces, and a Union nut pushes the clamping cage with its inclined surfaces in contact with respective oblique grooves of a ring wall, the part the housing of the connector. This is also done here no sealing of the clamped cable passed through.
  • the invention has for its object a Strain relief device using claws too create a waterproof seal for forms the electrical connector.
  • the cage forms around it cables to be sealed around a kind of stiffened, conical Sealing sleeve with two open ends, one end of which surrounds the cable waterproof and the other end with one Housing part of the electrical connector watertight connected is.
  • this sealing sleeve forms that rear end of the housing of the connector, which - often designed as a hood - with the cage in one piece is poured, after which a sealing jacket attached to the cage is injected.
  • the sealing sleeve is stiffened thus through the lamellae of the cage, which are in radial planes of the cable are arranged, but obliquely to the cable axis run.
  • the drawings show a hood 1, i. H. on rear housing part of an electrical connector, in that leads a cable 2 or 3 into it.
  • the cable contains one Row of electrical lines, not shown, connected to Contact elements (contact pins or contact sockets) are to be connected, whereby this connection does not come loose if you pull cable 2 or 3.
  • the device which intercepts this train and thus the connection of the protects the respective line with the contact element generally referred to as strain relief device 10.
  • the strain relief device 10 comprises as main parts a clamping cage 11 and a annular pressure piece 12.
  • the clamping cage 11 has one Ring wall 13, which in the illustrated embodiment is integrally connected to the hood 1, i.e. along with this is injection molded. However, it is also a separate one Manufacturing possible.
  • the watertight connection is important between the ring wall 13 and the housing part 1.
  • ring wall 13 With the ring wall 13 are a ring of ribs or Slats 14 connected in one piece, and that via diluted Wall areas or hinges 15 so that the ribs or Slats 14 when cable 2 or 3 is inserted or at Action by the pressure piece 12 can be pivoted slightly can.
  • Fig. 1 there are between the ribs or lamella 14 each have narrow spaces 16, which brings the lamellae closer together to their upper one allow free ends.
  • the slats 14 are therefore on the mantle of a truncated cone, the large diameter of which the ring wall 13 and its small diameter from the Position of the pressure piece 12 depends.
  • On the inside each lamella 14 has a claw 17 which is intended into the sheath of the respectively inserted cable 2 or 3 penetrate when this is clamped.
  • Sealing sleeve in the form of a rib-reinforced frustoconical sealing jacket 20 provided from an elastomeric sealing material, for example malleable rubber.
  • the sealing jacket 20 has its in the Drawing upper end of a cable entry opening 21, which is surrounded by a thickened annular bead 29, which is like a sphincter around cable 2 or 3, but one Includes chamfer for the cable end, so this inserted into the opening 21 formed by the annular bead 29 can be.
  • the sealing jacket 20 covers the gaps 16 between the slats 14 and is with its lower annular end 22 securely attached to the ring wall 13.
  • clamping cage 11 in two steps is produced, namely in the first step the housing part 1 together with the ring wall 13 and the Slats 14 are formed and in a second step the Injection molded sealing jacket 20, so that for example one piece cast hood that creates both the Sealing function as well as the strain relief function for the Plug device takes over.
  • the annular pressure piece 12 is shown in the Embodiment designed as a union nut, which in Thread 18 engages on the outside of the ring wall 13 and for this purpose has an internal thread 19.
  • the threads 18 and 19 can be designed as a so-called ratchet thread, i.e. ratchet teeth are on at least one of these threads provided that the loosening of the union nut prevent when it is tightened.
  • the annular pressure piece 12 has a conical Printing surface 25 and adjacent to this a round opening 26 on with the sloping outer sides 27 and the Work the apex surfaces 28 of the fins 14 together.
  • Fig. 3 slides the lower edge the opening 26 like a cam on the inclined surfaces 27 when the pressure piece is screwed down in the drawing, whereby the upper cone opening 21 is reduced and the Claws 17 penetrate into the cable sheath.
  • Fig. 2 slide Vertex surfaces 28 of the fins 14 along the conical surface 25.
  • the opening mouth of the Clamping cage also reduced and the claws 17 penetrate into the cable jacket.
  • fulfills the function of strain relief because the claws 17th hold the cable when pulling it.
  • Electrical connectors are available in different size classes for different Size ranges of the cable diameter. Accordingly provided for each size class of electrical Plug device each a suitable strain relief device to provide, each with a specific Area covered by cable diameter.

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Abstract

Zugentlastungsvorrichtung für ein Kabel in einer elektrischen Steckvorrichtung, umfassend: ein Gehäuseteil (1), durch das sich das Kabel (2, 3) erstreckt, einen Käfig (11) mit einer Ringwand (13) und einer Anzahl von Lamellen (14), die an der Ringwand angelenkt sind und zwischen denen sich schlitzförmige Lücken (16) befinden, eine Dichtung (20), die das Kabel (2, 3) umgibt und das Gehäuseteil (1) abdichtet, sowie ein ringförmiges Druckstück (12) zur Anlage an Schrägflächen (27) der Lamellen (14), um die Dichtung (20) an das Kabel (2, 3) zu pressen. Die Dichtung (20) ist mit den Lamellen (14) verbunden, um diese abzudichten und deren Bewegung zu folgen, und bildet eine engste Stelle für eine veränderbar große Kabeldurchführungsöffnung (21). Ferner reicht die Dichtung (20) axial bis zur Überdeckung mit der Ringwand (13), mit der sie abdichtend verbunden ist. Die Lamellen (14) erstrecken sich generell schräg zur Achse der Ringwand (13) und weisen im Bereich der Kabeldurchführungsöffnung (21) Klauen (17) auf, die auf den Mantel eines dickeren (2) oder dünneren (3) Kabels gepresst werden können. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugentlastungsvorrichtung für ein Kabel in einer elektrischen Steckvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer Zugentlastung dieser Art (DE 199 00 201 A1) ist ein Käfig mit einer Ringwand und einer Anzahl von Lamellen mit verdickten Enden vorgesehen. Der Käfig ist unter Zwischenfügung eines Dichtungsrings in ein Gehäusebauteil der elektrischen Steckvorrichtung eingefügt. Der Dichtungsring ist Teil einer Dichtungsmanschette, die von den verdickten Enden der Lamellen an das Kabel gepresst wird, wenn eine Überwurfmutter als ringförmiges Druckstück auf das Gehäuseteil der elektrischen Steckvorrichtung aufgeschraubt wird. Diese Kabelanschlussvorrichtung ist für einen bestimmten Kabeldurchmesser ausgelegt, d. h. unterschiedlich dicke Kabel können nicht zugentlastet und abgedichtet werden.
Eine weitere Zugentlastungsvorrichtung (DE 195 40 686 C1) umfasst einen Käfig mit einer Anzahl Lamellen und Klauen an deren Enden, sowie ein ringförmiges Druckstück zum Zusammenpressen der Klauen bei zwischengefügtem Kabel. Dabei können nur Kabel eines bestimmten Durchmessers geklemmt werden. Ferner ist es mit der Zugentlastung nicht möglich, das Innere des Gehäuses gegenüber eindringendem Wasser abzudichten.
Bei einer weiteren bekannten Zugentlastungsvorrichtung (EP 0 921 604 A1) wird das Kabel von einem Klemmkäfig umgeben, der mit einzelnen Klemmbacken ausgebildet ist, die mit Schrägflächen versehen sind, und eine Überwurfmutter drängt den Klemmkäfig mit seinen Schrägflächen in Anlage an jeweilige Schrägnuten einer Ringwand, die Teil des Gehäuses der Steckvorrichtung ist. Auch hier erfolgt keine Abdichtung des hindurchgeführten geklemmten Kabels.
Inzwischen ist eine elektrische Steckvorrichtung bekannt geworden (DE 100 11 341 A1), bei der ein Käfig mit einer Anzahl Lamellen und abgestuften Klauen an deren Enden in eine Käfigaufnahme mittels einer Knebelmutter gepresst wird. Dabei wird auch eine Dichthülse auf den Käfig und das zwischengefügte Kabel gepresst. Die Stufen an den Klauen sind frei von der Dichthülse und ermöglichen, unterschiedliche Kabeldurchmesser zu greifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugentlastungsvorrichtung unter Anwendung von Klauen zu schaffen, die gleichzeitig eine wasserdichte Abdichtung für die elektrische Steckvorrichtung bildet.
Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Anspruches 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.
Bei der Erfindung bildet der Käfig um das abzudichtende Kabel herum eine Art versteifter, konischer Dichtmanschette mit zwei offenen Enden, wovon das eine Ende das Kabel wasserdicht umgibt und das andere Ende mit einem Gehäuseteil der elektrischen Steckvorrichtung wasserdicht verbunden ist. Praktisch bildet diese Dichtmanschette das hintere Ende des Gehäuses der Steckvorrichtung, die - häufig als Haube ausgebildet - mit dem Käfig aus einem Stück gegossen wird, wonach ein Dichtungsmantel an den Käfig angespritzt wird. Die Versteifung der Dichtmanschette erfolgt somit durch die Lamellen des Käfigs, die in radialen Ebenen des Kabels angeordnet sind, jedoch schräg zur Kabelachse verlaufen. Diese Rippen oder Lamellen weisen zur Kabeldurchführungsöffnung hin gerichtete Klauen auf, die es ermöglichen, das Kabel bei größerem oder kleinerem Kabeldurchmesser festzuklemmen, wenn ein Druckstück, z. B. eine Überwurfmutter, auf die schräg verlaufenden Lamellen einwirkt. Gleichzeitig sorgt die Manschette für Abdichtung des geklemmten Kabels.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1
eine Ansicht von oben auf die Zugentlastungsvorrichtung, Teile weggebrochen,
Fig. 2
einen Schnitt entlang der Linie AB in Fig. 1 mit einem abgedichteten Kabel relativ großen Durchmessers, und
Fig. 3
einen Längsschnitt bei einem Kabel mit relativ kleinem Durchmesser.
Die Zeichnungen zeigen eine Haube 1, d. h. ein hinteres Gehäuseteil einer elektrischen Steckvorrichtung, in das ein Kabel 2 bzw. 3 hineinführt. Das Kabel enthält eine Reihe von nicht dargestellten elektrischen Leitungen, die an Kontaktelemente (Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen) anzuschließen sind, wobei sich dieser Anschluss nicht lösen soll, wenn man am Kabel 2 oder 3 zieht. Die Vorrichtung, welche diesen Zug abfängt und damit die Verbindung der jeweiligen Leitung mit dem Kontaktelement schützt, wird generell als Zugentlastungsvorrichtung 10 bezeichnet.
Die Zugentlastungsvorrichtung 10 umfasst als hauptsächlichste Teile einen Klemmkäfig 11 und ein ringförmiges Druckstück 12. Der Klemmkäfig 11 weist eine Ringwand 13 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Haube 1 verbunden ist, d.h. zusammen mit dieser spritzgegossen wird. Es ist jedoch auch eine getrennte Herstellung möglich. Wichtig ist die wasserdichte Verbindung zwischen der Ringwand 13 und dem Gehäuseteil 1.
Mit der Ringwand 13 sind ein Kranz von Rippen oder Lamellen 14 einstückig verbunden, und zwar über verdünnte Wandbereiche oder Scharniere 15,so dass die Rippen oder Lamellen 14 bei Einführung des Kabels 2 bzw. 3 oder bei Einwirkung durch das Druckstück 12 leicht geschwenkt werden können. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befinden sich zwischen den Rippen oder Lamellen 14 jeweils schmale Zwischenräume 16, welche eine Annäherung der Lamellen zueinander an ihre oberen freien Enden ermöglichen. Die Lamellen 14 liegen demnach auf dem Mantel eines Kegelstumpfes, dessen großer Durchmesser von der Ringwand 13 und dessen kleiner Durchmesser von der Stellung des Druckstückes 12 abhängt. Auf der Innenseite jeder Lamelle 14 sitzt eine Kralle 17, die dazu bestimmt ist, in den Mantel des jeweilig eingeführten Kabels 2 bzw. 3 einzudringen, wenn dieses festgeklemmt wird.
Wegen der schlitzförmigen Räume 16 zwischen den Lamellen 14 ist der Klemmkäfig 11 nicht in der Lage, das Kabel 2 bzw. 3 abzudichten. Erfindungsgemäß ist eine Dichtmanschette in Form eines rippenverstärkten kegelstumpfförmigen Dichtungsmantels 20 vorgesehen, der aus einem elastomeren Dichtungsmaterial, beispielsweise anformbarem Gummi besteht.
Der Dichtungsmantel 20 weist an seinem in der Zeichnung oberen Ende eine Kabeldurchführungsöffnung 21 auf, die von einem verdickten Ringwulst 29 umgeben wird, der sich wie ein Schließmuskel um das Kabel 2 bzw. 3 legt, jedoch eine Einführungsschräge für das Kabelende aufweist, damit dieses in die vom Ringwulst 29 gebildete Öffnung 21 eingeführt werden kann. Der Dichtungsmantel 20 überdeckt die Lücken 16 zwischen den Lamellen 14 und ist mit seinem unteren ringförmigen Ende 22 sicher an der Ringwand 13 befestigt. In der Praxis geschieht dies dadurch, dass der Klemmkäfig 11 in zwei Schritten hergestellt wird, nämlich im ersten Schritt werden das Gehäuseteil 1 zusammen mit der Ringwand 13 und den Lamellen 14 geformt und in einem zweiten Schritt wird der Dichtungsmantel 20 angespritzt, so dass beispielsweise eine aus einem Stück gegossene Haube entsteht, die sowohl die Dichtfunktion als auch die Zugentlastungsfunktion für die Steckvorrichtung übernimmt.
Das ringförmige Druckstück 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Überwurfmutter ausgebildet, die im Gewinde 18 an der Außenseite der Ringwand 13 eingreift und hierzu ein Innengewinde 19 besitzt. Die Gewinde 18 und 19 können als sogenanntes Ratschengewinde ausgebildet sein, d.h. an wenigstens einem dieser Gewinde sind Sperrzähne vorgesehen, welche das Lockerwerden der Überwurfmutter verhindern, wenn diese angezogen ist.
Das ringförmige Druckstück 12 weist eine konische Druckfläche 25 und angrenzend zu dieser eine runde Öffnung 26 auf, die mit den schrägen Außenseiten 27 bzw. den Scheitelflächen 28 der Lamellen 14 zusammenarbeiten. Bei kleinem Kabeldurchmesser (Fig. 3) gleitet die untere Kante der Öffnung 26 wie ein Nocken auf den Schrägflächen 27, wenn das Druckstück in der Zeichnung nach unten verschraubt wird, wodurch sich die obere Konusöffnung 21 verkleinert und die Krallen 17 in den Kabelmantel eindringen. Wenn ein Kabel mit großem Querschnitt eingeführt wird (Fig. 2), gleiten die Scheitelflächen 28 der Lamellen 14 entlang der Konusfläche 25. Beim Anziehen der Mutter 12 wird das Öffnungsmaul des Klemmkäfigs ebenfalls verkleinert und die Krallen 17 dringen in den Kabelmantel ein. In jedem Fall wird aber eine abdichtende Anlage des Ringwulstes 29 an dem Kabelmantel erzielt, wobei es keine Stelle entlang des Klemmkäfigs gibt, an der die Abdichtung unterbrochen wäre. Gleichzeitig wird die Funktion der Zugentlastung erfüllt, weil die Krallen 17 das Kabel festhalten, wenn an diesem gezogen wird.
Elektrische Steckvorrichtungen gibt es in unterschiedlichen Größenklassen für unterschiedliche Größenbereiche des Kabeldurchmessers. Demgemäß ist vorgesehen, für jede Größenklasse der elektrischen Steckvorrichtung jeweils eine passende Zugentlastungsvorrichtung vorzusehen, mit denen jeweils ein bestimmter Bereich von Kabeldurchmesser abgedeckt wird.

Claims (10)

  1. Zugentlastungsvorrichtung für ein Kabel in einer elektrischen Steckvorrichtung, umfassend:
    ein Gehäuseteil (1) der elektrischen Steckvorrichtung, durch das sich das Kabel (2, 3) erstreckt;
    einen Käfig (11) mit einer Ringwand (13) und einer Anzahl von Lamellen (14), die an der Ringwand angelenkt sind und zwischen denen sich schlitzförmige Lücken (16) befinden;
    eine aus elastischem Dichtungsmaterial bestehende Dichtung (20), die das Kabel (2, 3) umgibt und das Gehäuseteil (1) abdichtet;
    ein ringförmiges Druckstück (12) zur Anlage an Schrägflächen (27) der Lamellen (14), um die Dichtung (20) an das Kabel (2, 3) zu pressen,
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    die Dichtung (20) ist mit den Lamellen (14) verbunden, um diese abzudichten und deren Bewegung zu folgen und eine engste Stelle für eine veränderbar große Kabeldurchführungsöffnung (21) zu bilden,
    ferner reicht die Dichtung (20) axial bis zur Überdeckung mit der Ringwand (13), mit der sie abdichtend verbunden ist;
    die Lamellen (14) erstrecken sich generell schräg zur Achse der Ringwand (13) und weisen im Bereich der Kabeldurchführungsöffnung (21) Klauen (17) auf, die infolge Einwirkung des Druckstückes (12) an den Schrägflächen (27) der Lamellen (14) auf den Mantel eines dickeren (2) oder dünneren (3) Kabels gepresst werden können.
  2. Zugentlastungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwand (13) des Käfigs (11) einen integralen Abschnitt des Gehäuseteils (1) der elektrischen Steckvorrichtung bildet.
  3. Zugentlastungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (11) in einem ersten Verfahrensschritt hergestellt und die Dichtung (20) an den Käfig (11) in einem zweiten Verfahrensschritt angespritzt worden ist.
  4. Zugentlastungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial aus einem im Zweikomponenten-Spritzverfahren anformbaren Elastomer besteht.
  5. Zugentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (20) als kegelstumpfförmiger Mantel mit einem verdickten Rand (29) an der Kabeldurchführungsöffnung (21) ausgebildet ist.
  6. Zugentlastungsvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen (17) der Lamellen (14) als spitze Krallen ausgebildet sind, die nahe des verdickten Randes (29) der Dichtung (20) angeordnet sind.
  7. Zugentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (14) mit ihren Schrägflächen (27) auf dem Mantel eines Kegelstumpfs angeordnet sind, an dessen kleinerer Kegelstumpfbasis die Lamellen (14) abgerundet (28) sind, während an der größeren Kegelstumpfbasis verdünnte Wandbereiche zur Bildung von Scharnieren (15) vorgesehen sind, die mit der Ringwand (13) einstückig verbunden sind.
  8. Zugentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Druckstück (12) als Überwurfmutter ausgebildet ist und mit einem Gewinde (18) zusammenarbeitet, das an der Außenseite der Ringwand (13) des Käfigs (11) angebracht ist.
  9. Zugentlastungsvorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (19) der Überwurfmutter und/oder das Gewinde (18) an der Außenseite der Ringwand (13) mit Sperrzähnen versehen ist, um eine ungewollte Rückdrehung und Lockerung der Überwurfmutter zu verhindern.
  10. Zugentlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (1) der elektrischen Steckvorrichtung eine Haube (1) darstellt, von der die Zugentlastungsvorrichtung ein integrales Teil einer elektrischen Steckvorrichtung bildet.
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