TWI679818B - 氣密型連接器 - Google Patents

Abstract

在一連接器包括兩插頭部分的情況中，該兩插頭部分可以適合彼此的前方外殼部分(100、200)以及適合彼此的電氣接觸元件(120、220)插入至彼此之中，其中於插在一起狀態中的兩前方外殼部分(100、200)於面向彼此的區域(225)上重疊，特別是規定該兩前方外殼部分(100、200)利用一密封唇部(125)的裝置以及一環形溝槽(230)的裝置將該兩插頭部分插在一起所形成的插頭連接朝外密封，該密封唇部(125)佈置於該一前方外殼部分(100)上，而該環形溝槽(230)佈置於該另一前方外殼部分(200)上，其受到環狀旋轉密封表面(235、235’)朝內環繞以及受到一環狀旋轉套環(225)朝外圍繞。

Description

氣密型連接器

本發明與根據申請專利範圍第1項前序部分的連接器有關，該連接器包括可以插至彼此之中的兩插頭部分。

如同所知悉的，相關的密封連接器具有一接觸外殼及一反接觸外殼，該接觸外殼具備用於接觸元件的多數腔室，該反接觸外殼具備用於反接觸元件的多數對應腔室。兩者接觸外殼都以可脫離方式於其中心縱軸方向中插在一起。在插在一起的狀態中，該兩外殼以面對彼此的區域重疊，其中該接觸外殼接收該反接觸外殼。在面向所述反接觸外殼的底壁中，該接觸外殼具備有用於對應於彼此的插入孔洞，而該反接觸外殼於建構於其內部中及面對該底部的前壁中具有插入孔洞。在該重疊區域中，於該等外殼之間形成環形空間，其中佈置有一環形彈性密封件。在轉離該重疊區域的側部上，該兩外殼係具備有纜線通道。

EP 0 091 770 A2揭示所述具有兩外殼部分的連接器，其中密封件被設計為一種軸向密封件，其也受到徑向壓縮，且所述密封件係佈置於該接觸外殼一肩部表面與該反接觸外殼供應側上一分隔壁之間。在該 程序中，環形密封件接合於該等外殼部份之一的環形插座或凹處，並由從該另一外殼部分突出的套環擠壓或壓縮使該兩外殼部分垂直於該環平面而合併。因此，該密封件係徑向擴大並以其外側圓周表面與其內側圓周表面抵住該凹處的內側圓周表面與該外殼部分的外側圓周表面而擠壓。所敘述的密封件係據此於軸向及徑向兩方向壓縮，其中在該凹處內側圓周表面上需要一肩部表面，以能夠一起在軸向擠壓該密封件。

從DE 41 06 714 A1也已知一種電氣連接器，其中提供可以在其中心縱軸方向中以可脫離方式插在一起並可以彼此鎖定的兩插頭部分。該一插頭部分為一外殼，其中佈置有用於接觸元件的多數腔室以及從該等腔室朝向後方延伸的多數電纜通道孔洞。該另一插頭部分為鍋形接收外殼，其具有用於反接觸元件的多數腔室，而當該等插頭元件插在一起時該外殼係插入至該等腔室之中，其中插入孔洞係提供於該外殼的前壁與相對應於彼此用於該等接觸元件之接收外殼的底壁中。環形彈性密封件係佈置於該外殼圓周表面與該接收外殼的內側圓周表面之間所形成的環形空間之中，所述環形彈性密封件係定位於該外殼上的一肩部表面與該供應側上的分隔壁之間。在此連接器兩者分隔係軸向侷限該密封件且該容納該密封件之密封空間係佈置於該外殼上的情況中，該等分隔相離彼此的間隔尺寸因此基本上總是相同，並因此可被簡單調適為該密封件的寬度。該外殼與 該接收外殼之間的密封情形係利用該接收外殼內側圓周表面與該外殼外側圓周表面之間的徑向超過量容納該密封件的方式所進行。

此外，從DE 10 2007 024 475 A1已知一種密封連接器外殼，其具有具備用於接觸元件之多數腔室的接觸外殼以及具備用於反接觸元件之多數腔室的反接觸外殼，其可以以可脫離方式於其中心縱軸方向中被插在一起。在插在一起的狀態中，該接觸外殼與該反接觸外殼以面向彼此的區域重疊，因此該接觸外殼容納該反接觸外殼。於此敘述的連接器外殼具有額外佈置在轉離該重疊區域的側部上的電纜通道，以及在該重疊區域中介於該兩接觸外殼之間的環形彈性密封件。該密封件牢牢連接至該接收接觸外殼，且在該軸向方向中，填入該接觸外殼電纜通道側壁中的凹處中。該密封件係進一步佈置在一環形凸緣的外側上，該環形凸緣係模製於該接觸外殼電纜通道側壁的內側上，並建構為一種相對該反接觸外殼的徑向密封件。該密封件進一步具有沿著該周圍方向延伸的溝槽，並具有由所述溝槽形成的密封條。

如果在DE 10 2007 024 475 A1中敘述的反接觸外殼係插入至該接觸外殼之中，其壁部接合於該接觸外殼中建構的環形空間中，並於該程序中於該徑向方向中壓縮該密封件。在需要的插入位置中，該反接觸外殼的環形前方表面比鄰該壁部的環形內部表面。在 此位置中，該兩外殼扣合在一起，相對應於彼此的端部扣合元件則佈置於其外部上。

本發明連接器包括兩插頭部分，該兩插頭部分可以適合彼此的前方外殼部分以及適合彼此的電氣接觸元件插入至彼此之中，其中於插在一起狀態中該兩前方外殼部分於面向彼此的區域上重疊，特別是規定該兩前方外殼部分利用一密封唇部的裝置以及一環形溝槽的裝置將該兩插頭部分插在一起所形成的插頭連接朝外密封，該密封唇部佈置於該一前方外殼部分上，而該環形溝槽佈置於該另一前方外殼部分上，其受到環狀旋轉密封表面朝內環繞以及受到一環狀旋轉套環朝外圍繞。藉由所指密封唇部、溝槽與套環的操作，可從插在一起的兩個所述插頭部分得到特別好的朝外密封情形，特別是對於潑水與其他類似情況。

個別申請專利範圍中所具體指明之所述連接器有利的進一步發展與改良係為該等相關申請專利範圍的主題內容。

因此可以規定該密封表面的高度與該套環的高度之間的比例h_{Sealing surface}/h_Collar係於4/1至6/1的範圍中。因此，一方面具有一非常好的密封效果，而另一方面當該兩插頭部分插在一起時以及當將一現有插頭連接脫離時，兩者情況具有相對低的施加摩擦力。

所述同時具有低施加力量的密封效果可藉由利用一彈性可形變、類似橡膠的材料建構該一前方外殼部分(200)，並從一基本上為不可彈性形變、剛性材料建構該相對應另一前方外殼部分(100)的方式明顯改良。因此，可以更容易建立正向及/或非正向連接，並再次脫離，其中由於該較軟材料的彈性因此該密封效果係已經非常有效。

所述同時具有低施加力量的密封效果在如果該溝槽具有一彎曲部，其徑向朝外指朝向該溝槽的底部係能更加改良，透過該彎曲部該密封唇部係在該兩插頭部分被插在一起之後受到徑向朝外的彈性預壓力。由於在該密封唇部的區域中形成形變或傾斜，因此獲得更加有效的密封情形。在該程序中，該彎曲較佳地係發生於該套環的高度h_Collar區域中，其結果係可以產生該密封唇部特別大的彈性預壓力。

在一種連接器之該至少一插頭部份之該等電氣接觸元件係佈置於一連接器主體的情況中，可以進一步規定該連接器主體具有在該插頭部分縱方向中至少部分朝外延伸的一外部輪廓，在結合該連接器主體與結合該前方外殼部分的情況中，該外部輪廓與該相對應前方外殼部分的相對應內部輪廓配合，因此產生一種正向及/或非正向或摩擦接合連接。此輪廓的形成，特別是所述插頭部分的製造可特別被簡化。

也可以規定在該個別電纜側端部上之該等插頭部分每一個都具有一後方外殼部分，其由可注射材料及/或可模製密封材料的包覆模造及/或模製方式形成。因此，特別是所述插頭部分的製造可進一步被簡化。

100‧‧‧前方外殼部分

105‧‧‧後方外殼部分

110‧‧‧轉換部

115‧‧‧連接器主體

120‧‧‧反接觸元件

125‧‧‧密封唇部

130‧‧‧電纜挽具

200‧‧‧前方外殼部分

205‧‧‧後方外殼部分

210‧‧‧封口

215‧‧‧連接器主體

220‧‧‧彈簧

225‧‧‧套環

230‧‧‧溝槽

235‧‧‧密封表面

235'‧‧‧密封表面

240‧‧‧凹處

300‧‧‧組裝元件

305‧‧‧輪廓

310‧‧‧鎖定鼻部

315‧‧‧反接觸套筒

320‧‧‧電導體

500‧‧‧連接器主體

505‧‧‧成對

507‧‧‧電導體

510‧‧‧電纜挽具

515‧‧‧開口

700‧‧‧插頭接觸區域

800‧‧‧彎曲部

805‧‧‧徑向朝外彈性形變

810‧‧‧彈性預壓力界線

815‧‧‧套環高度

820‧‧‧密封表面高度

本發明之示例性實施例係圖示於圖式中且於隨後的描述中詳細說明，其中相同或功能上相等的元件係以相一致的元件符號表示。

於以下圖式中：第1圖為相關連接器之本發明第一插頭部分的等角立體圖，即從上方等角的視野；第2圖為相關連接器之本發明第二插頭部分的等角立體圖，即從上方等角的視野；第3圖為第1圖中所示一相對應連接器主體之一第一插頭部分與為該連接器所準備之一電纜挽具的等角分解圖，即在與一相對應連接器外殼組裝之前的狀態；第4圖為第3圖中所示一第一插頭部分在組裝之後，然而在第1圖所示之外殼密封件附加於該電纜側上之前的等角立體圖。

第5圖為第2圖中所示一相對應連接器主體之一第二插頭部分與為該連接器所準備之一電纜挽具的等角分解圖，即在與一相對應連接器外殼組裝之前的狀態； 第6a圖、第6b圖為第5圖中所示一第二插頭部分在組裝立即之後(第6a圖)以及建立一電纜側密封立即之後(第6b圖)的等角立體圖；第7a圖、第7b圖為第4b圖與第6b圖中所示以多數插頭部分建立一插頭連接；及第8圖為沿著根據第7b圖以第4b圖與第6b圖中所示之多數插頭部分所建立之一插頭連接之中心軸的縱斷面。

第1圖中所示之第一插頭部分具有一前方外殼部分100與一後方外殼部分105。該兩外殼部分100、105係於其轉換部110氣密密封，特別是對潑水密封。所述轉換部110的製成將在以下更加詳細敘述，在該前方外殼部分100內側，佈置一第一連接器主體115，其於本發明示例具體實施例中具有四個反接觸元件120。該等反接觸元件120與以下敘述之第二插頭部分的接觸元件合作，例如與接觸針合作，以能夠利用其建立一種四接線電氣插頭連接。

該連接器主體115或該等反接觸元件120較佳係對應於傳統的連接器。該第一插頭部分在其功能上係因此對應於所謂的母連接器。

該前方外殼部分100比鄰由相對軟性或類似橡膠之材料所構成的連接器主體115，兩者並相對於所述第二插頭部分以及對於所述連接器主體115形成一種 密封元件。該前方外殼部分100為了所提到的目的具有一內部輪廓，於以下將詳細敘述，該內部輪廓接合或扣合定位於佈置在該連接器主體115外部上輪廓中的位置，其結果為在該連接器主體115與該前方外殼部分100之間建立一種力學穩定並至少防水的連接。該前方外殼部分100在可由該等反接觸元件120接取的側部上，具有在此呈現中可視的密封唇部125，其精確的操作模式將於以下更完整說明。

佈置在該第一插頭部分電纜側端部上的後方外殼部分105，於本發明示例具體實施例中，係由該連接器主體115的相對應電纜側部分的包覆模造方式，從一種可模製及/或可注射密封塑膠或橡膠形成。此包覆模造特別是利用比鄰以及使在第1圖所隱示的電纜挽具方式130，而能使該連接器主體的此部分對於潑水密封，該電纜挽具能提供該等反接觸元件120電力。

第2圖中所述之第二插頭部分，與第1圖中所示之第一插頭部分合作，同樣包括一連接器側前方外殼部分200與一電纜側後方外殼部分205。該兩外殼部分200、205特別是以抵抗潑水的密封方式在一封口210處連接在一起。所述密封封口的產生將在以下詳細敘述。在該前方外殼部分200中，接著佈置一連接器主體215，其被牢固安裝座落於該前方外殼部分200中，以在該第二插頭部分的前方上給予所述對於潑水的保護。

在本發明示例具體實施例中，該連接器主體215具有做為接觸元件的四個接觸針，其本身以利用或不利用彈簧220的已知方式安裝，並因此對應於一種多極連接器的操作模式。在該第一插頭部分(第1圖)與該第二插頭部分(第2圖)連接的情況中，該等接觸針220接合於相對應反接觸元件120中，因此建立相對應的電氣連接。

第1圖與第2圖中所示的插頭部分利用以下敘述方式合作，接著在兩所述插頭部分連接或插在一起之後，用以提供一種抵抗例如潑水情況的插頭連接。

第2圖中所示的插頭部分具有一密封套環225與一溝槽230，其中在該第二插頭部分與該第一插頭部分的連接中，該套環225於該第一插頭部分的前方外殼部分100上拉動，做為一種第1圖中所示的密封元件，結果用以達成一種特別是對於潑水的氣密密封保護。

與該第一插頭部分的前方外殼部分相比之下，形成該套環225的第二插頭部分前方外殼部分係由相對堅固或堅硬的塑膠、橡膠、金屬或其他類似材料所製成。在該程序中，密封效果是透過所述套環225、溝槽230的組合與密封表面235所達成，亦即特別是透過由於該第一插頭部分前方外殼部分的彈性在形成所述密封表面235之第二插頭部分的外部上對該內部的緊密套合，以及由於彈性而使該第一插頭部分密封唇部125於該第二插頭部分溝槽230上形成的非正向套合所達成。

在該密封表面235高度與該套環225高度之間的相對尺寸或比例，舉例而言對於h_{Sealing surface}/h_Collar而言其範圍係從5/1開始。

於根據第2圖之第二插頭部分上，在佈置於該前方外殼部分200上的連接器開口兩側上，另外佈置一凹處240，也與該第一插頭部分上的相對應扣合元件扣合，藉由此裝置，便可能在該兩插頭部份之間以彈性預壓力形成所述的可脫離連接。

利用第3圖的協助，給予第1圖中所示第一插頭部分是如何製造的敘述。該個別的組件為：1.具備密封唇部125的前方外殼部分100，2.具有四個反接觸元件315與四個相對應電導體320的電纜挽具130，以及3.具有四個凹處120的連接器主體115，其中所述接觸針315在組裝之後加以接合，並形成所述的反接觸元件120。

於本發明示例具體實施例中，在該連接器主體115的一側上，佈置有一組裝元件300，以特別使該前方外殼部分100的組裝或製造更加容易，舉例而言利用鎖定到位的方式。於本發明示例具體實施例中，在此圖式中可視的連接器主體115局部輪廓305中，在設計上具有網形，該前方外殼部分100未圖示的基本鏡相反轉內部輪廓與其接合或扣合定位。兩個鼻部或鎖定鼻部佈置於該連接器主體115側向上，於此圖式中僅可以看 到一鎖定鼻部310，在該第一插頭部分與該第二插頭部分連接或插在一起的情況中，該鎖定鼻部係接合於該第二插頭部分個別所述的凹處240中。

第4圖繪示根據第3圖的第一插頭部分，即在第3圖所示該等組件組裝之後，然而在第1圖所示後方外殼部分105或對應電纜側外殼密封建立之前。第4圖描述具有一密封唇部125之前方外殼部分100係如何在第3圖所示之一連接器主體115以及對應反接觸元件120的組裝之後加以設計。也可以看到尚未佈置第1圖所示之後方外殼部分105或相對應外殼密封件，因此該電纜挽具130，以及特別是該四個電導體或電纜320朝外仍未受到保護。

利用第5圖的協助，給予第2圖中所示第二插頭部分是如何製造的敘述。該個別的組件為：1.具備密封套環225以及密封表面235、235’之前方外殼部分200，2.具備具有接觸針220形式之四個接觸元件的電纜挽具510以及四個相對應電導體507，其任一者都成對505組合，以及3.具有形成凹處240之多數開口515的連接器主體500，其中在該兩插頭部分連接或插在一起的情況中，例如第3圖所示之鎖定鼻部310進行接合。

第6a圖繪示根據第5圖的第二插頭部分，亦即在第5圖所示該等組件組裝之後，然而在第2圖所示後 方外殼部分105或對應電纜側外殼密封建立之前。所述第二插頭部份之前方外殼部分200於本發明示例具體實施例中，係由相較於第一插頭部分前方外殼部分100為硬的材料所形成或製成。此材料具體實施例的一項優點為在該第一與第二插頭部分插在一起的情況中，形成特別好的正向以及特別是非正向連接，並形成該插頭連接的所述氣密密封的事實。

因此在這些具體實施例的情況中，該兩前方外殼部分100、200只有其中之一係被實作為相對的軟，而兩插頭部分可以在不施加極大的力量下被插在一起。然而應該注意的是該兩前方外殼部分100、200可以相同相對應或相同相對軟的材料製成，然而其每一種情況與該第一具體實施例相比在該兩插頭部分被插在一起時都形成較差的密封或需要較大的施加力量。

從第6a圖可以進一步看到具有套環225以及密封表面235、235’之前方外殼部分200係如何在組裝之後進行設計，其在第5圖中以等角立體圖方式呈現一連接器主體500，而在此呈現中相對應的接觸元件200係由該前方外殼200的外側表面235’所遮蔽或為不可見。特別是在此也可以看到第2圖所示之後方外殼部分205或相對應之外殼密封件尚未被附加，因此該連接器主體500的後方部分與具有該四個電導體507之電纜挽具510朝外仍未受到保護。

第6b圖繪示根據第6a圖所完成之第二插頭部分的等角立體圖，其中已經形成後方外殼部分205，例如藉由利用所述適宜材料進行包覆模造的方式。在該第一外殼部分200與該後方外殼部分205之間的連接210處，可以辨識通常可由外側所見的所述連接封口。

利用第7a圖與第7b圖的協助，繪示先前敘述完工的第一插頭部分與第二插頭部分係如何插在一起，以提供一種相關、朝外的密封電氣插頭連接。在這樣執行時，第7a圖繪示插在一起之前的情況，而第7b圖繪示所建立的插頭連接。應該強調的是，在第7b中繪示之插頭連接的情況中，所有的轉換部基本上都是朝外氣密密封，特別是防止潑水的侵入。這些轉換部包含該個別後方外殼部分至該個別電纜挽具130、510之間的轉換部、該個別前方與個別後方外殼部分之間的封口110、210以及該兩插頭部分之間的插頭接觸區域700。

第8圖繪示沿著根據第7b圖所建立插頭連接之中心軸(或稍微側向偏離該中心軸)所建立的縱斷面，亦即在所述插頭接觸區域700中該插頭連接兩側上所述插頭連接的斷面切除圖式。

第8圖中示意呈現的斷面已經繪示該連接器的所敘述元件或組件。在該呈現圖的右側上，繪示該第一插頭部分的前方外殼部分100、具備該等反接觸元件120的第一連接器主體115，以及佈置在該第一插頭部分上的密封唇部125。在其左側上為該第二插頭部分的 元件，亦即該相對應連接器側的前方外殼部分200、該電纜測後方外殼部分205，以及在該連接上或該兩外殼部分200、205之間轉換部的封口210。進一步的，從第8圖可以看到該第二插頭部份之該等接觸針220如何在插在一起的狀態中接合於該連接器主體115的個別凹處120中，而最後接合於所述的反接觸套筒315中。

在第8圖中特別額外繪示所述套環225、溝槽230以及該等密封表面235、235’。從此呈現圖特別是可看到由該套環225所形成的溝槽230如何於該套環邊緣800的高度處彎曲。透過此彎曲部800顯示於該密封唇部125區域中右側上的第一插頭部分的前方外殼部分100多少係徑向朝外彈性形變805。透過在該密封唇部125區域中的額外形變或傾斜可以造成改良的密封情形，因此結果為形成在該溝槽230徑向內部區域中圍繞該環形溝槽230的彈性預壓力界線810。

第8圖也指示如何定義該套環225的高度h_Collar 815以及該密封表面235、235’的高度h_{Sealing surface} 820。

要注意的是，以上所述四個接觸或反接觸元件的佈置僅為示例，而本發明也可據此用於具有較多或較少接觸元件的插頭連接中。

Claims (6)

1. 一種連接器，包括兩插頭部分，該兩插頭部分可以適合彼此的前方外殼部分(100、200)以及適合彼此的電氣接觸元件(120、220)可釋放地插入至彼此之中，其中於插在一起狀態中該兩前方外殼部分(100、200)於面向彼此的區域(225)上重疊，其中該兩前方外殼部分(100、200)利用一密封唇部(125)以及一環形溝槽(230)將該兩插頭部分插在一起所形成的插頭連接朝外密封，該密封唇部(125)佈置於該一前方外殼部分(100)上，而該環形溝槽(230)佈置於該另一前方外殼部分(200)上，該環形溝槽(230)藉由環狀旋轉密封表面(235、235’)朝內環繞以及藉由一環狀旋轉套環(225)朝外圍繞，其中在該兩插頭部分插在一起所形成的該插頭連接期間，該兩插頭部分朝向外側密封其自身，其中該一前方外殼部分(200)係以剛性、基本上不可形變的材料形成，而該相應另一前方外殼部分(100)係以彈性可形變、類似橡膠的材料形成，及其中該環形溝槽(230)具有一彎曲部(800)，該彎曲部(800)徑向向外朝向該溝槽的底部，透過此手段該密封唇部(125)係在該兩插頭部分插在一起之後受到徑向朝外的彈性預壓力。
2. 如請求項1所述之連接器，其中該密封表面(235、235’)的高度與該套環(225)的高度之間的比例h_{Sealing surface}/h_Collar係於4/1至6/1的範圍中。
3. 如請求項1所述之連接器，其中該彎曲部(800)係佈置於該套環(225)的高度h_Collar區域中。
4. 如請求項1所述之連接器，其中至少一插頭部分的該等電氣接觸元件(120、220)係佈置於一連接器主體(115)中，其中該連接器主體(115)具有在該插頭部分縱方向中至少部分朝外延伸的一外部輪廓(305)，在結合該連接器主體(115)與結合該前方外殼部分(100、200)的情況中，該外部輪廓(305)與該相對應前方外殼部分(100、200)的一相對應內部輪廓配合，因此產生一種正向或摩擦接合。
5. 如請求項1所述之連接器，其中在該個別電纜側端部上之該等插頭部分每一個都具有一後方外殼部分(105、205)，該後方外殼部分(105、205)由可注射材料及/或可模製密封材料的包覆模造及/或模製方式形成。
6. 如請求項5所述之連接器，其中該等後方外殼部分(105、205)係由一種彈性形變、類似橡膠的材料形成。