NL8901704A - Samenstel van kabel en elektrische connector. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Samenstel van kabel en elektrische connector.

De uitvinding ligt op het gebied van elektrische of elektronische verbindingen tussen twee of meer punten, waarbij een van connectors voorziene kabel gebruikt wordt.

Een elektrische of elektronische verbinding moet een hoge kwaliteit en betrouwbaarheid en een lange levensduur hebben.

Zij moet verzorgd worden onder tegengestelde voorwaarden, zoals temperatuurgrenzen, slechte weersomstandigheden, zoute wind, wind- of waterdruk, schokken en mechanische trillingen, waterstromingen, etc. ...

De punten waartussen de verbinding gemaakt wordt, kunnen ten opzichte van elkaar stationair of mobiel zijn en kunnen zich ook onder water, ondergronds, aan de oppervlakte of in de lucht bevinden.

i Omdat het medium, waarin de verbinding gemaakt en gehandhaafd moet worden, vaak een goede elektrische geleider is (bijvoorbeeld zeewater), is het noodzakelijk een goede afdichting te verzorgen, en niet alleen van de geleiders zelf maar van het gehele kabel-connectorstelsel en voor het gedurende de gehele werkzame levensduur deze afdichting te handhaven.

Het is daarom noodzakelijk dat tijdens de opslag, die lang kan duren, het kabel-connectorsamenstel doelmatig beschermd wordt tegen elke nadelige invloed van buitenaf, bijvoorbeeld mechanische invloeden (schokken, trillingen, slijtage, afschuring, puntbelastingen, schuine afbuigingen, indringing van zout...) of van chemische middelen, zoals vloeibare koolwaterstoffen, zeewater, corrosieve uitstromin-gen van verbrandingsgassen, etc—.

Bij het in bedrijf stellen en tijdens alle handelingen die gemaakt worden om de kabel-connector operationeel te maken moeten maatregelen genomen worden om elke invloed die een goede elektrische of mechanische verbinding kan veranderen (of op den duur verslechteren) of de dichtheid van de verbinding kan benadelen te elimineren of te verminderen.

Dergelijke maatregelen leiden vaak tot een ingewikkelde constructie van de connectors. Het is bijvoorbeeld bekend afstrijkringen voor het verplaatsen van zoutkorrels, modder, penetratiewater en O-afdichtringen voor het isoleren van verschillende componenten van de connector, een mechanisch vergrendelstelsel, etc.... te gebruiken.

Uit de stand van de techniek zijn afzonderlijk geïsoleerde componenten bekend, zoals van een plug en een con-tactdoos, maar niet van coherente stelsels, die betrouwbaar en gemakkelijk operationeel te maken zijn.

Het Duitse octrooischrift DE-E-1 107 314 beschrijft bijvoorbeeld een dichte connector waarin de steker, die conische gedeelten heeft, in de voet wordt vastgeklemd door de hydrostatische druk. De dichtheid wordt tegelijk met de vergrendeling door drie achtereenvolgende O-afdichtringen verzorgd. Er zijn geen maatregelen genomen voor het in onderling contact houden van de elektrische contacten met een voldoende omgekeerde druk.

Het Amerikaanse octrooischrift US 3 641 479 beschrijft een dichte steker voor coaxiaalkabel, die in de voet bevestigd is door middel van mechanische middelen, in het bijzonder door een schroef in de vorm van een geperforeerde bout. Het stelsel heeft niettemin belangrijke bezwaren.

In feite, wanneer de verbinding in een vochtig medium gemaakt is, is het nodig het voetstuk vooraf te vullen met niet-geleidend siliconenvet voor het verplaatsen van naar binnen meegenomen water. De waterholten binnen de connector zijn moeilijk volledig tegen te gaan en kunnen een verslechtering van de elektrische contacten geven.

Bovendien kan dit preventieve beschermingsvet per ongeluk verwijderd worden en blijft allerlei afval, vuil, zout, etc., gemakkelijk binnen gekleefd, wat een snelle verslechtering van de isolerende elektrische of beschermende eigenschappen veroorzaakt en een versterkte slijtage geeft. Bovendien is de diameter van de steker over de gehele lengte constant, waardoor het in het voetstuk brengen van de steker een wrijving van het gehele oppervlak van de steker tegen de eerste afdichtring veroorzaakt en daardoor een opeenhoping van vaste neerslagen (zout, modder).

Voor het opheffen van deze bezwaren verschaft de uitvinding een coherent en betrouwbaar kabel-connectorstel-sel, omvattende uitwendige beschermingsmiddelen, geïnte-i greerde inrichtingen voor afdichting, vergrendeling en beveiliging, die de betrouwbaarheid en de levensduur van de elektrische of elektronische verbinding verzekeren alsmede eenvoudige, doelmatige en geschikte werkwijzen voor opslag en ingebruiksneming.

De uitvinding verschaft een kabel-connectorsamenstel, omvattende een houder, een kabel en twee connectors. De houder, waarin de kabel opgerold is, bestaat uit een lichaam met twee openingen, die elk de ligging van een connector kunnen vormen. Bij voorkeur is de houder cylindrisch en heeft een voorste wang en een achterste wang. Elke wang heeft een kraag, waarin de in zijn beschermingshuls geplaatste connector kan geleiden. De connector wordt in de kraag bevestigd door mechanische vergrendelingsmiddelen, die enerzijds aangrijpen op de kraag of de wang en anderzijds op het uiteinde van de connector. Bij voorkeur wordt de vergrendeling gemaakt door middel van een vast met de wang gevormd stuk, dat in een sleuf in het uiteinde van de connector opgenomen kan worden. Dit soort rangschikking is in het bijzonder geschikt voor een coaxiale kabel-connector, bijvoorbeeld voor onderzee-gebruik.

De connector is van de bekende soort met twee ringvormige contacten, die respectievelijk verbonden zijn met de binnenste geleider en met de buitenste geleider en de afdichting verzorgende O-ringen. Volgens een kenmerk van de uitvinding zijn de ringen van de connector volgens een bijzondere wijze over drie verschillende diameters van het lichaam van de connector aangebracht. Twee O-ringen zijn over dezelfde diameter als de ringcontacten aangebracht en omlijsten het corresponderende contact met de centrale geleider. Twee andere afdichtringen zijn over twee andere diameters en voor en achter twee ringvormige contacten aangebracht. Deze twee laatste afdichtringen verzorgen de eerste afdichting van de connector tijdens gebruik. Zij verzorgen tevens de afdichting tijdens de opslag van de kabel, wanneer de connectors in hun beschermingshuls geplaatst zijn. Door deze constructie kunnen de afdichtringen tijdens het verbinden niet over de gehele lengte wrijving veroorzaken. Tijdens de opslagperiode worden alleen de twee laatste afdichtringen samengedrukt voor het verzorgen van de afdichting tijdens deze periode. De twee eerste afdichtingen worden in deze periode niet samengedrukt en geven een veiligheidsafdichting tijdens de verbinding.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding omvat de connector een bijzondere bescherming bij beschadiging van de mantel. In feite kan in dit geval het water langs de buitengeleider lopen en in de connector een echte keten tussen de twee geleiders vormen. Voor het tegengaan van deze mogelijkheid vormt men een extra afdichtingsbarrière tussen het uiteinde van de buitengeleider en het contact van de binnen-geleider.

De uitvinding zal hierna in detail toegelicht worden aan de hand van een niet-beperkend gegeven uitvoeringsvorm aan de hand van de bijgevoegde tekeningen, waarin:

Figuur 1 een langsdoorsnede van een beschermingsspoel tijdens opslag toont;

Figuur 2 een langsdoorsnede van een dichte mannetjes-connector, voorzien van zijn beschermingshuls;

Figuur 3 een langsdoorsnede door de dichte mannetjes-connector, zijn beschermingshuls en de mechanische vergren-delingsmiddelen;

Figuur 1 toont een kabel-connector 31, die voorafgaand aan gebruik binnen een spoel 30 is opgeslagen. Deze spoel bestaat uit een lichaam 32, die in hoofdzaak de vorm van een holle buis heeft waarin de kabel-connector 31 is opgerold.

De buis heeft twee zijwangen 33, 34, een voorste flank respectievelijk een achterste flank. De kabel-connector 31, bijvoorbeeld een standaard coaxiaalkabel van de soort KX3 en met een lengte van 100 tot 1000 meter, bestaat uit een uitwendige dichte mantel, een buitengeleider in de vorm van een gevlochten scherm, een tussenisolator (diëleetricum) van polyethyleen, en een centrale geleider voor verzending van signalen.

Twee mannetjesconnectors, in het voorbeeld 35, 36, die elk in een beschermingshuls 37, 38 aangebracht zijn, zijn in respectievelijke ligplaatsen 39, 40 vergrendeld en werken samen met de beschermingshuls 37, 38 aan de binnenkant van de spoel 30, en hebben uitwendige mechanische middelen die de vorm van gespleten proppen 41, 42 hebben. Dit spoelsamen-stel is zeer compact en maakt een doelmatige bescherming van de kabel 31 en van de connectors 35 en 36 mogelijk.

De in hun huls 37, 38 aangebrachte connectors 35, 36 kunnen niet losraken door trillingen, schokken, etc...., omdat de gespleten proppen 41, 42, die vast met de voorste en achterste wangen 33, 34 verbonden zijn, ingrijpen in een sleuf in het voorste gedeelte van de connector, zoals een "circlip", wat hierna in detail toegelicht zal worden.

Deze inrichting gaat het naar binnen de spoel vallen van de connectors 35, 36 tegen. Tijdens gebruik wordt het samenstel van gespleten prop 41, 42, connector 35, 36 en beschermingshuls 37, 38 door een eenvoudige manuele handeling, bijvoorbeeld voor trekken en draaien ten opzichte van de wang 33, 34 verwijderd. Vervolgens bestaat een eerste handeling uit het verwijderen van de gespleten proppen 41, 42 van de connector 35, 36, wat juist voor het gebruik van de verwijdering van de beschermingshuls 37, 38 van de connector 35, 36 mogelijk is.

De bescherming van de connector 35, 36 is dus maximaal, waarbij de beschermingshuls 37, 38 pas na verwijdering van de gespleten plug 41, 42 verwijderd kan worden.

Figuur 2 toont de drie belangrijkste elementen van het samenstel, te weten de kabel 31, de mannetjesconnector 20 en de beschermingshuls 21, die met het oppervlak van de connector 20 samenwerken.

Wanneer men de beschermingshuls 21 verwijdert, toont de connector 20 aan de buitenkant twee ringvormige elektrische contacten 5, 5', die respectievelijk corresponderen met de buitenste geleider van de kabel in de vorm van een gevlochten afscherming 22 en met de binnenste geleider 9 voor verzending van signalen. Een elektrische geleider 11 ver- bindt het contact 5 met de buitengeleider 22 en een geleider 23 verbindt het contact 5' met de binnengeleider 9. Op dezelfde diameter als de contacten 5, 5' zijn twee O-af-dichtringen 7, 7' aangebracht, die het contact 5' omlijsten, waardoor inwendig een dicht compartiment met daarin het contact 5' gevormd wordt. Twee andere O-afdichtringen 6 en 8 zijn voor en achter de contacten 5 en 5' en over twee andere diameters aangebracht en verzorgen de eerste afdichting van de connector tijdens uiteindelijk gebruik ervan en de afdichting tijdens de opslag wanneer de connector 20 in de beschermingshuls 21 ervan geplaatst is.

Deze gestapelde montage met met verschillende opeenvolgende diameters maakt het voor de O-afdichtringen 6, 7, 7', 8 mogelijk niet over de gehele lengte te wrijven, wanneer de connector 20 door inbrenging in een geschikt voetstuk operationeel gemaakt wordt.

Daarentegen worden tijdens de opslag alleen de O-afdichtringen 6 en 8 samengedrukt voor het verzorgen van de afdichting tijdens deze periode, die vaak zeer lang kan zijn.

Dankzij de vorm (tussendiameter) van de beschermingshuls 21 worden de O-afdichtringen 7 en 7' niet samengedrukt en worden als secundaire afdichtringen of veiligheidsaf-dichtringen beschouwd en vervullen slechts hun toegevoerde functie vanaf het in een geschikt voetstuk steken van de connector 20 bij het gaan gebruiken van de kabel-connector.

Een bij het uiteinde 3 van de connector 20 gevormde sleuf 14 verschaft een mechanische vergrendeling, zowel tijdens de opslag dankzij de gespleten plug 41, 42 als tijdens gebruik, dat wil zeggen wanneer het in de ontvanger of voet van bijvoorbeeld een beeldopnemer of onderwatersig-naalopnemer gestoken is.

De connector 20 bestaat uit bekende isolerende elementen 1, 2, 3 van geschikte kunststof, die naargelang de behoefte in elkaar geschoven worden, waarbij hun handhaving bijvoorbeeld door lijmen of lassen verzorgd wordt.

De coaxiaalkabel 31 steekt via het achterste element 1 in de connector 20. De dichtheid tussen dit achterste deel en de buitenmantel van de kabel wordt op twee niveauTs en op verschillende wijzen verzorgd. Men kan bijvoorbeeld een tegelijk over de buitenmantel van de kabel 31 en over het achterste gedeelte 1 van de connector 20 een zelflijmende thermokrimpmantel 10 aanbrengen. Een lijmlaag 13 tussen de buitenmantel van de kabel 31 en de boring van het achterste gedeelte 1 van de connector 20, die geschikt is voor de buitendiameter van de kabel 31, verzorgt de afdichting van de andere kant. Niettemin is het belangrijk bijzondere maatregelen te treffen om te verhinderen dat water langs de gevlochten afscherming loopt bij perforatie van de buitenmantel van de kabel 31 en dat het water in de connector 20 dringt.

In feite, tijdens gebruik van de kabel 31 onder ernstige omstandigheden, kan het gebeuren dat de mantel geperforeerd wordt en dat het water langs de afschermingsvlecht 22, die de buitengeleider vormt, om het diëlectricum 16 loopt en een vrije keten vormt tussen de buitengeleider 22 en de centrale geleider 9 voor verzending van signalen of tussen de contacten 5 en 5’.

Voor het behouden van de over de coaxiaalkabel 31 verzonden gegevens, is het noodzakelijk een isolatie tussen de centrale geleider 9 en de buitenste afschermingsgeleider 22 te handhaven, zelfs wanneer de laatste bijvoorbeeld door ongewild contact in aanraking met het zeewater komt. Zolang deze isolatie in tact blijft en ook afhankelijk van de aard van de signalen (verresturing, videobeelden....), zal steeds een bepaalde transmissie mogelijk blijven.

Daartoe verschaft de uitvinding een extra afdichtings-barrière 24 tussen het diëlectricum 16 van polyethyleen en het centrale isolerende element 2 van de connector 20. Deze bijzondere extra afdichtingsbarrière 24 bestaat uit een laminaat, bestaande uit drie opeenvolgende lagen van verschillende materialen, te weten (van binnen naar buiten) een door thermofusie op het het diëlectricum 16 vormende polyethyleen gelaste polyethyleenlaag, die zelf op een aluminiumfolie gelijmd is, die weer tegen de binnenwand van het tussengedeelte 2 van de connector 20 gelijmd is, waarbij dit gedeelte bijvoorbeeld uit ABS terpolymeer bestaat.

Figuur 3 toont de connector 20, de beschermingshuls 21 en de mechanische vergrendelingsmiddelen, die hier getoond zijn als een gespleten plug 41 van halfbuigzaam materiaal.

De figuur toont, buiten de hiervoor toegelichte constructieve elementen, hoe de connector 20 in de beschermingshuls 21 ervan geplaatst is en op het gedeelte 45 van de kraag van de wang van de spoel 30 gehouden wordt door een gespleten stuk 41, waarmee een goede handhaving van de connector 20 op de wang en eenvoudige lossing van de connector (met beschermingshuls) door een trek/draaihandeling mogelijk is.

Deze inrichting in de vorm van een gespleten plug 41 maakt de vergrendeling mogelijk van het samenstel 20 en de beschermingshuls 21 en staat het glijden ervan niet toe tijdens opslag binnen de spoel 30. Het verplicht tegelijk eerst de gespleten plug 41 te verwijderen voordat de beschermingshuls zelf verwijderd kan worden, waardoor een maximale bescherming verschaft wordt tot op het moment dat de connector 20 in de bijbehorende voet of de ontvanger gestoken wordt.

Om de kabel 31 operationeel te maken, maakt men de plug 41, die het samenstel op de kraag 45 vergrendelt van buitenaf los en trekt men het samenstel uit haar ligplaats 39, 40. Vervolgens maakt men de plug 41 los, waarbij de kabel 31 na verwijdering van de beschermingshuls 21 klaar voor gebruik wordt.

Binnen het kader van de uitvinding kan de kabel 31 uit een aantal aparte kabels bestaan of kan van een aantal connectors voorzien zijn.

Claims (5)

1. Samenstel van een in een houder (32) opgerolde coaxiale kabel (31) en twee connectors (20), waarbij elke connector een centrale geleider (9), een diëlectricum (16), een buitenste geleider (22), een buitenste isolator (1, 2, 3), een ringvormig contact (5 , 5') voor elke geleider en af-dichtringen (6, 7, 8) omvat, met het kenmerk, dat elke connector (20) omvat: een omtreksleuf (14), waarin een vergrendelingselement kan grijpen; tenminste vier O-afdichtringen over drie verschillende diameters van het buitenste gedeelte van de connector, waarvan tenminste twee ringen (7, 7r) met dezelfde diameter het met de centrale geleider (9) verbonden ringvormig contact (5') omlijsten en tenminste twee andere ringen (6, i 8) voor en achter de ringvormige contacten aangebracht zijn; een afdichtingselement, dat verkregen wordt door dichte samenstelling van het diëlectricum (16) en de buitenste isolatie (2) tussen het ringvormig contact (5') van de centrale geleider (9) en het ringvormige contact (5) van de buitenste geleider (22).

2. Samenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de houder (32) cylindrisch is en een voorste wang (33) en een achterste wang (34) heeft, waarbij elke wang voorzien is van een kraag (45) waarin de connector (20) kan geleiden en deze met behulp van een met de wang vast gespleten stuk (41) kan vergrendelen en in de omtreksleuf van de connector 920) opgenomen kan worden.

3. Samenstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het gespleten stuk een gespleten plug is van halfbuigzaam materiaal.

4. Samenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het lichaam van de connector in hoofdzaak drie verschillende diameters heeft, waarbij het voorste gedeelte de kleinste diameter heeft en een O-afdichtring (8) heeft, het achterste gedeelte de grootste diameter heeft en een O-afdichtring (6) heeft en het middelste gedeelte een diameter tussen de andere twee heeft en twee O-afdichtringen (7, 7') heeft, die het ringvormig contact (5') van de centrale geleider (9) omlij sten.

5. Samenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afdichtelement (24) tussen het diëlectricum (16) en de buitenste isolatie (2) gevormd wordt door een laminaat, bestaande uit drie opeenvolgende lagen, te weten een aan het diëlectricum (16) gelaste polyethyleenlaag, een aluminium-laag en een lijmlaag, die de aluminiumlaag met de buitenste isolatie (2) verbindt.