WO2001091244A1 - Druckausgeglichener steckverbinder - Google Patents

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    • 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
    • H01R13/523—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases for use under water

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector with the features of the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a connector of the type mentioned, in which a reduction in insulation resistance due to water or contamination is practically excluded. According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.
  • the subclaims indicate advantageous embodiments of the invention.
  • the basic idea of the invention is the design of the connector such that when the plug is plugged in, the contact pin and the insulation zone are rinsed, the contaminants that have occurred despite the seal being removed. Moving fresh oil into the isolation zone ensures reliable isolation even after repeated plugging.
  • Fig. 2 is an isolated representation of a contact socket
  • Fig. 3 is a representation corresponding to Fig. 2, in which a contact pin is inserted into the contact socket.
  • the socket part of an electrical connector shown in FIG. 1 has a housing 2, the end face of which is closed by a front plate 1.
  • a contact socket 7 is arranged in the housing (in practice a plurality of such contact sockets 7 will be provided), which is aligned with an opening in the plate 1, which is used to insert the contact pin of the associated plug part.
  • An interior space 29 is formed around the contact socket 7 and is connected to a non- conductive fluid - especially an oil - is filled.
  • An outer space 9 is formed between the housing 2 and the outer membrane 4 and communicates with the ambient water via a pressure compensation bore 8.
  • the part of the socket part facing away from plate 1 is formed by a rear contact 11, a potting receptacle 13 and a potting 14.
  • the contact socket 7, of which only one is present in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, but a large number will be provided in practice, is designed in the form of a cylindrical sleeve.
  • This consists of a sealing sleeve 15, which is designed with an O-ring contour, O-ring seals 16, an outlet valve 17, a front contact 18, a front contact carrier 21, on which a socket contact lamella 20 is formed, an inlet valve 24 , which are arranged in the rear region of the contact socket 7, a rear contact carrier 26, a solder contact 27 and a cable strand 28.
  • a compression spring 22 is inserted, which acts on a sliding piston 6, which in the cylindrical interior, which is formed by the sealing sleeve 15, the front contact 18 and the front contact carrier 21, between the position shown in Fig. 2 and the position shown in Fig. 3 is slidably disposed.
  • the inner diameter of the sealing sleeve 15 corresponds to the diameter of the sliding piston 6 (and the diameter of the contact pin of the plug part of the plug connector which corresponds to this).
  • the inner diameter of the front contact 18, however, is larger than the diameter of the sliding piston 6, so that an annular space 19 is formed between the shaft of the sliding piston 6 and the front contact 18.
  • a contact pin of the plug part is attached to the opening in the front plate 1 to establish a plug connection, its end face abutting against the outwardly facing end face of the sliding piston 6 and the contact pin then being pressed into the contact socket 7, the sliding piston 6 becomes in the space penetrate the contact socket 7 followed by the contact pin.
  • the sliding piston 6 displaces oil from the oil-filled space of the contact socket 7, which flows through the annular space 19 past the shaft of the sliding piston against the direction of movement of the sliding piston. During this process, the oil located in the socket contact area is exchanged, impurities are flushed into the space 29 through the valve 17.
  • the membrane 5 is designed so that the interior 29 can hold an additional amount of fluid, which corresponds to the volume of the contact pin penetrating into the contact socket.
  • the interior 29 can accommodate a hydrophilic material that retains water that has been introduced into the interior 29, that is to say prevents water from being re-introduced into the space of the contact socket 7 even after many plugging operations.
  • the sliding piston 6 can be provided with a circumferential annular groove which transports the oil from the annular space 19.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)

Abstract

Elektrischer Steckverbinder mit einem Steckteil, das mit wenigstens einem Kontaktstift versehen ist, und einem Buchsenteil, das mit einem eine der Anzahl der Kontaktstifte des Steckteils entsprechenden Anzahl von Kontaktbuchsen (7) aufnehmenden Gehäuse (2) und einer der Anzahl von Kontaktbuchsen (7) entsprechenden, mit diesen fluchtenden Öffnungen ausgebildeten Frontplatte (1) versehen ist, wobei das Gehäuse (2) wenigstens eine einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses (2) und der Umgebung bewirkenden Druckausgleichsbohrung (8) und eine einen mit der Druckausgleichsbohrung (8) kommunizierenden Aussenraum (9) von einem die Kontaktbuchsen (7) umgebenden, mit einem nicht-leitenden Fluid gefüllten Innenraum (29) abgrenzenden Membran (5) aufweist, wobei die Kontaktbuchsen (7) eine der Öffnung benachbart angeordnete Dichtungshülse (15), einen vorderen Kontaktträger (21), einen in diesem verschiebbaren Gleitkolben (6), dessen Durchmesser dem des Kontaktstifts entspricht, und einer den Gleitkolben (6) in Richtung auf die Öffnung belastende Feder (22) aufweisen, mit einem im Bereich zwischen der Dichtungshülse (15) und dem vorderen Kontaktträger (21) angeordneten, den im nicht gesteckten Zustand von dem Gleitkolben (6) belegten Raum mit dem Innenraum (29) verbindenden, sich bei Einbringen des Kontaktstifts in die Kontaktbuchse (7) zu dem Innenraum (29) öffnenden Austrittsventil (17) und mit einem im von der Öffnung beabstandeten, hinteren Bereich der Kontaktbuchse (7) angeordneten, den Innenraum (29) mit dem Raum der Kontaktbuchse (7) verbindenden, sich bei Herausziehen des Kontaktstifts aus der Kontaktbuchse (7) zu dem Innenraum (29) öffnenden, ein Nachströmen des Fluids in den Raum der Kontaktbuchse (7) erlaubenden Eintrittsventil (24) versehen sind.

Description

Druckausgeglichener Steckverbinder
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige elektrische Steckverbinder, wie sie aus der US 5 203 805 A bekannt sind, finden insbesondere zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung unter Wasser Verwendung. Ein ähnlicher Steckverbinder ist aus der EP 0251655 AI bekannt.
Bei derartigen unter Wasser zu steckenden Steckverbindern stellt sich das Problem, daß bei dem Stecken ein an dem Kontaktstift anhaftender Wasserfilm in das Buchsenteil eingeschleppt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Verringerung des Isolationswiderstands durch eingetragenes Wasser oder Verunreinigungen praktisch ausgeschlossen ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch die Merkmale ders Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
Grundgedanke der Erfindung ist die Ausgestaltung des Steckverbinders derart, daß bei dem Stecken eine Spülung des Kontaktstifts und der Isolationszone erfolgt, wobei die trotz der Dichtung eingetretenen Verunreinigungen abgeführt werden. Das Nachrücken frischen Öls in die Isolationszone stellt eine zuverlässige Isolation auch nach mehrfachem Stecken sicher.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine SchnittdarStellung durch ein Buchsenteil eines solchen elektrischen Steckverbinder,
Fig. 2 eine isolierte Darstellung einer Kontaktbuchse, und
Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung, bei der ein Kontaktstift in die Kontaktbuchse eingebracht ist.
Das in Figur 1 gezeigte Buchsenteil eines elektrischen Steckverbinders weist ein Gehäuse 2 auf, dessen Stirnfläche von einer Frontplatte 1 verschlossen ist. In dem Gehäuse ist eine Kontaktbuchse 7 angeordnet (in der Praxis werden eine Mehrzahl solcher Kontaktbuchsen 7 vorgesehen sein) , die mit einer Öffnung in der Platte 1 fluchtet, die zum Einführen des Kontaktstifts des zugehörigen Steckteils dient. Um die Kontaktbuchse 7 herum ist ein Innenraum 29 gebildet, der mit einem nicht- leitenden Fluid - insbesondere einem Öl - gefüllt ist. Zwei Membranen 5 , 4 , die von einem vorderen Membranbe- festigungsring 3 und einem hinteren Membranbefestigungsring 10 gehalten werden und zwischen denen ein Zwischenraum ausgebildet ist, schließen sich nach außen an. Zwischen dem Gehäuse 2 und der äußeren Membran 4 ist ein Außenraum 9 gebildet, der über eine Druckausgleichsbohrung 8 mit dem Umgebungswasser kommuniziert. Der von Platte 1 abgewandte Teil des Buchsenteiles wird durch eine hintere Kontaktaufnahme 11, eine Vergußaufnahme 13 und einen Verguß 14 gebildet.
Die Kontaktbuchse 7, von der bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich eine vorhanden ist, in der Praxis aber eine Vielzahl vorgesehen sein werden, ist in Form einer zylinderischen Hülse ausgebildet. Diese besteht aus einer Dichtungshülse 15, die mit einer O-Ring-Kontur ausgebildet ist, O-Ringdich- tungen 16, einem Auslaßventil 17, einer vorderen Kontaktaufnahme 18, einem vorderen Kontaktträger 21, an dem eine Buchsenkontaktlamelle 20 ausgebildet ist, einem Einlaßventil 24, das im hinteren Bereich der Kontaktbuchse 7 angeordnet sind, einem hinteren Kontakttrager 26, einem Lötkontakt 27 und einer Kabellitze 28.
In die Kontaktbuchse 7 ist eine Druckfeder 22 eingesetzt, die auf einen Gleitkolben 6 wirkt, der in den zylindrischen Innenraum, der durch die Dichtungshülse 15, die vordere Kontaktaufnahme 18 und den vorderen Kontaktträger 21 gebildet ist, zwischen der in Fig. 2 dargestellten Position und der in Fig. 3 dargestellten Position verschiebbar angeordnet ist. Der Innendurchmesser der Dichtungshülse 15 entspricht dabei dem Durchmesser des Gleitkolbens 6 (und des mit diesem übereinstimmenden Durchmessers des Kontaktstifts des Steckteils des Steckverbinders) . Der Innendurchmesser der vorderen Kontaktaufnahme 18 ist dagegen größer als der Durchmesser des Gleitkolbens 6, so daß zwischen dem Schaft des Gleitkolbens 6 und der vorderen Kontaktaufnahme 18 ein Ringraum 19 gebildet ist.
Wenn zum Herstellen einer Steckverbindung ein Kontaktstift des Steckteiles an die Öffnung in der Frontplatte 1 angesetzt wird, wobei seine Stirnfläche gegen die nach außen weisende Stirnfläche des Gleitkolbens 6 anliegt und der Kontaktstift sodann in die Kontaktbuchse 7 eingedrückt wird, wird der Gleitkolben 6 in den Raum der Kontaktbuchse 7 von dem Kontaktstift gefolgt eindringen. Der Gleitkolben 6 verdrängt dabei Öl aus dem mit Öl gefüllten Raum der Kontaktbuchse 7, das durch den Ringraum 19 an dem Schaft des Gleitkolbens vorbei gegen die Bewegungsrichtung des Gleitkolbens strömt. Bei diesem Vorgang wird das sich im Buchsen- kontaktbereich befindende Öl ausgetauscht, Verunreinigungen werden durch das Ventil 17 in den Raum 29 gespült .
Wenn das vordere Ende des Kontaktstifts die Dichtungshülse 15 passiert hat, strömt das von dem Gleitkolben 6 aus dem Raum der Kontaktbuchse 7 verdrängte Öl längs des Kontaktstifts und der Isolationszone, so daß der auf dem Kontaktstift und der Isolationszone aufliegende Wasserfilm (öder eine Verunreinigung) von dem Öl abgespült wird. Das Öl wird unter Mitnahme des von dem Kontaktstift abgestreiften Wassers sodann in den Innenraum 29, der die Kontaktbuchse 7 umgibt, durch das Ventil 17 hindurch aus der Kontaktbuchse 7 austreten. Auf diese Weise ist zuverlässig verhindert, daß Wasser in den Bereich der Buchsenkontaktlamelle 20 gelangt bzw. in der Isolationszone zu einem elektrischen Kurzschluß mit dem umgebenden Meerwasser führt.
Die Membran 5 ist dabei so ausgelegt, daß der Innenraum 29 eine zusätzliche Menge an Fluid aufnehmen kann, das dem Volumen des in die Kontaktbuchse eindringenden Kontaktstifts entspricht.
Bei dem Lösen der Steckverbindung, also dem Herausziehen des Kontaktstifts, drückt die Druckfeder 22 den Gleitkolben 6 wieder in die in Fig. 2 gezeigte Position zurück. Bei diesem Vorgang öffnet das Ventil 24, so daß Öl aus dem Innenraum 29 durch den Filter 12 hindurch in den Raum der Kontaktbuchse 7 nachströmt.
Der Innenraum 29 kann zusätzlich zum Fluid ein hydrophiles Material aufnehmen, das in den Innenraum 29 eingetragenes Wasser zurückhält, also auch nach vielen Steckvorgängen das Wiedereintragen von Wasser in den Raum der Kontaktbuchse 7 verhindert.
Der Gleitkolben 6 kann mit einer umlaufenden Ringnut versehen sein, die das Öl aus dem Ringraum 19 transportiert.

Claims

ANSPRUCHE
1. Elektrischer Steckverbinder mit einem Steckteil, das mit wenigstens einem Kontaktstift versehen ist, und einem Buchsenteil, das mit einem eine der Anzahl der Kontaktstifte des Steckteils entsprechenden Anzahl von Kontaktbuchsen (7) aufnehmenden Gehäuse (2) und einer der Anzahl von Kontaktbuchsen (7) entsprechenden, mit diesen fl chtenden Öffnungen ausgebildeten Frontplatte (1) versehen ist, wobei
das Gehäuse (2) wenigstens eine einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses (2) und der Umgebung bewirkenden Druckausgleichsbohrung (8) und eine einen mit der Druckausgleichsbohrung (8) kommunizierenden Außenraum (9) von einem die Kontaktbuchsen (7) umgebenden, mit einem nicht-leitenden Fluid gefüllten Innenraum (29) abgrenzenden Membran (5) aufweist und
die Kontaktbuchsen (7) eine der Öffnung benachbart angeordnete Dichtungshülse (15) , einen vorderen Kontaktträger (21) , einen in diesem verschiebbaren Gleitkolben (6) , dessen Durchmesser dem des Kontakt- stifts entspricht, und einer den Gleitkolben (6) in Richtung auf die Öffnung belastende Feder (22) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbuchsen (7)
mit einem im Bereich zwischen der Dichtungshülse (15) und dem vorderen Kontaktträger (21) angeordneten, den im nicht gesteckten Zustand von dem Gleitkolben (6) belegten Raum mit dem Innenraum (29) verbindenden, sich bei Einbringen des Kontaktsti ts in die Kontaktbuchse (7) zu dem Innenraum (29) öffnenden Aus- trittsventil (17) und
- mit einem im von der Öffnung beabstandeten, hinteren Bereich der Kontaktbuchse (7) angeordneten, den Innenraum (29) mit dem Raum der Kontaktbuchse (7) verbindenden, sich bei Herausziehen des Kontaktstifts aus der Kontaktbuchse (7) zu dem Innenraum (29) öffnenden, ein Nachtströmen des Fluids in den Raum der Kontaktbuchse (7) erlaubenden Eintrittsventil (24)
versehen sind.
2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbuchsen (7) mit einer zwischen dem Austrittsventil (17) und dem vorderen Kontaktträger (21) angeordneten vorderen Kontaktaufnahmehülse (18) versehen sind, die zwischen sich und dem Gleitkolben (6) einen Spülringraum (19) belassen.
3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein in dem Weg zwischen dem Innenraum (29) und dem Eintrittsventil (24, 25) angeordnetes Separationssystem.
4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Separationssystem ein Filter ist.
5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenraum (29) ein hydrophiles, in diesen eingetragenes Wasser zurückhaltendes Material eingebracht ist.
6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Außenraum (9) und dem Innenraum (29) angeordneten, von dem Außenraum (9) durch eine weitere Membran (4) abgetrennten Zwischenraum.
7. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkolben (6) mit wenigstens einer umlaufenden Ringnut versehen ist.
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