Steckverbinder zur Leitungsdurchführung durch eine Öffnung einer Trennwand eines insbesondere militärischen Gerätes
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Leitungsdurchführung durch eine Öffnung einer Trennwand eines insbesondere militärischen Gerätes mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Steckverbinder sind allgemein bekannt. Sie sollen insbesondere bei ihrer Anwendung an militärischen Geräten folgende Eigenschaften aufweisen:
a) eine gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), b) eine gute Resistenz gegen Umwelteinflüsse, insbesondere Korrosion durch Salzsprühnebel, wie sie beim Abschuss von Geschossen oder Raketen auf¬ treten, c) eine matte, insbesondere aus Gründen der Tarnung oliv gefärbte Oberfläche der nach außen sichtbaren Flächen.
Diese Bedingungen wurden bisher u.a. dadurch erfüllt, dass alle Oberflächen der Teile der Steckverbindung eine Nickelschicht aufwiesen, über welche eine cadmiumhaltige Schicht aufgebracht wurde, die anschließend grün chromatiert wurde. Dieser Schichtaufbau erfüllt die oben genannten Anforderungen bezüg¬ lich der elektromagnetischen Verträglichkeit, des Korrosionsschutzes und der Einfarbung.
Da cadmiumhaltige Stoffe als gesundheitlich nicht unbedenklich gelten, wurde die Forderung erhoben, für militärische Projekte nach Möglichkeit cadmium- freie Steckverbinder einzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, dass alle oben genannten Bedingungen erfüllt sind, ohne dass die Oberflächen der Teile des Steckverbinders cadmiumhaltige Stoffe enthalten müssen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildun¬ gen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass, um eine gute elektromagneti¬ sche Verträglichkeit (EMV) zu erreichen, es nicht unbedingt erforderlich ist, alle Teile der Steckverbindung elektrisch leitend auszugestalten oder mit einer elektrisch leitenden Oberfläche zu versehen. Es reicht vielmehr aus, wenn ent¬ lang der Steckverbindung durchgehende und miteinander in gutem Kontakt stehende elektrisch leitende Oberflächen vorgesehen sind. Dies müssen aber nicht notwendig alle nach außen sichtbaren Oberflächen sein. Bei dem erfin- dungsgemäßen Steckverbinder befinden sich die elektrisch leitfähig auszule¬ genden Komponenten überwiegend im nach außen nicht sichtbaren Teil der Steckverbindung, während viele der nach außen sichtbaren Einzelkomponenten für die elektrische Leitfähigkeit nicht relevant sind. Gemäß den Merkmalen a)
und b) des Schutzanspruchs 1 wird eine sehr gute durchgehende elektrische Leitfähigkeit dadurch erreicht, dass die elektrisch leitfähig auszugestaltenden Komponenten der Steckverbindung an mindestens einer inneren oder äußeren durchlaufenden Oberfläche mit einer cadmiumfreien, elektrisch leitenden Oberflächenbeschichtung versehen sind, und zur Sicherstellung eines guten elektrischen Kontaktes zwischen diesen elektrisch leitfähigen Einzelkompo¬ nenten sind die Kontaktstellen zwischen den Grundkörpern der Steckerteile und den Grundkörpern der Kabeladapter als ineinandergreifende Verzahnun¬ gen ausgebildet, und die Kontaktstelle zwischen den Grundkörpern der Geräte¬ steckdose und des Steckers wird durch einen mit dem einen Grundkörper ver¬ bundenen Massering bewirkt, der mit federnden, sich jeweils an eine Oberflä¬ che des anderen Grundkörpers anlegenden Zungen versehen ist. Gemäß Merk- mal c) des Schutzanspruchs 1 sind weiterhin die Einzelkomponenten des
Steckverbinders, die nach außen sichtbare Oberflächen besitzen und die nicht notwendig eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen müssen, mit einer matten, gegenüber Umwelteinflüssen resistenten, cadmiumfreien Oberfläche versehen. Diese Oberfläche kann elektrisch isolierend ausgeführt sein. Diese Einzelkom- ponenten, bei denen keine elektrische Leitfähigkeit erforderlich ist, können auch insgesamt aus isolierendem Material, beispielsweise aus Kunststoff be¬ stehen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders besteht die elektrisch leitfähige Oberflächenbeschichtung aus Nickel und vorzugsweise aus einer mehrschichtig aufgebrachten Nickelbe¬ schichtung, die unter der Bezeichnung "Heavy Nickel" bekannt ist. Es können aber auch andere elektrisch leitfähige Oberflächenbeschichtungen eingesetzt werden, die beispielsweise aus Zinn, Zink oder Kupfer bestehen.
Wichtig bei der Auswahl der Beschichtungsmaterialien ist nicht nur ihre elek¬ trische Leitfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit sondern auch die Stel¬ lung des Materials in der elektrochemischen Spannungsreihe.
Die matte, gegenüber Umwelteinflüssen resistente, cadmiumfreie Oberfläche gemäß Merkmal c) des Schutzanspruchs I5 kann auch bei aus Metall bestehen- den Einzelteilen als eloxierte Metalloberfläche ausgeführt sein.
Es hat sich gezeigt, dass der in dieser Weise ausgestaltete erfindungsgemäße Steckverbinder eine ausgezeichnete elektromagnetische Verträglichkeit und sehr gute Korrosionsfestigkeit besitzt und mit einer matten, insbesondere oliv eingefärbten Oberfläche an den äußeren Flächen versehen werden kann, ohne dass cadmiumhaltige Stoffe eingesetzt werden müssen.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbei¬ spiel für einen Steckverbinder nach der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen zusammengesetzten Steckverbinder mit angeschraubten
Kabeladaptern in einer teilweise geschnittenen oder aufgerissenen Seitenansicht;
Fig. 2 in einer Seitenansicht die Gerätesteckdose des Steckverbinders nach Fig. 1;
Fig. 3 die Gerätesteckdose nach Fig. 1 in einer Ansicht aus der Richtung III in Fig. 2;
Fig. 4 den Stecker der Steckverbindung nach Fig. 1 in einer teilweise aufge¬ rissenen Seitenansicht;
Fig. 5 in schematischer Teilseitenansicht der Grundkörper des Steckers ohne Verriegelungsring nach Fig. 4;
Fig. 6 in gegenüber Fig. 1 vergrößerter, teilweise geschnittener Seitenansicht einen an den Stecker nach Fig. 4 anschraubbaren Kabeladapter;
Fig. 7 in gegenüber Fig. 6 verkleinerter Darstellung den Kabeladapter nach Fig. 6 mit einem daran angeordneten Formteil.
Der in den Zeichnungen dargestellte Steckverbinder besitzt eine Gerätesteck- dose 1, die an einem Grundkörper ein durch eine Öffnung einer Trennwand W eines im übrigen nicht dargestellten Gerätes einsteckbares Steckeraufnahmeteil 1.1 aufweist, das von einem Flansch 1.3 begrenzt ist und ein Außengewinde 1.11 trägt. Durch Aufschrauben einer Befestigungsmutter 1.4 auf das Außen¬ gewinde 1.11 ist die Gerätesteckdose in der Öffnung der Trennwand W derart befestigbar, dass, wie aus Fig. 1 zu ersehen, Teile der Befestigungswand W zwischen dem Flansch 1.3 und der Befestigungsmutter 1.4 eingeklemmt sind. An der der Befestigungswand W zugewandten Seite des Flansches 1.3 ist zur Abdichtung an dieser Stelle eine Dichtung 1.5 angeordnet. An der vom Stek- keraufnahmeteil 1.1 abgewandten Seite des Befestigungsflansches 1.3 ist ein Kabelanschlussteil 1.2 angeordnet, das ebenfalls ein Außengewinde 1.21 trägt zum Aufschrauben der Befestigungsüberwurfmutter eines weiter unten erläu¬ terten Kabeladapters. In das Steckeraufnahmeteil 1.1 ist das Einsteckteil 2.1 am Grundkörper eines Steckers 2 einsteckbar, an welchem ein Verriegelungsring 2.3 drehbar angeordnet ist, der mit Verriegelungselementen 1.12 am Stek- keraufnahmeteil 1.1 derart zusammenwirkt, dass eine Verriegelung des Stek¬ kers mit der Gerätesteckdose im eingesteckten Zustand möglich ist. An der vom Einsteckteil 2.1 abgewandten Seite trägt der Stecker ein Kabelanschluss¬ teil 2.2, das mit einem Außengewinde 2.21 zum Aufschrauben der Befesti¬ gungsüberwurfmutter eines weiter unten erläuterten Kabeladapters versehen ist.
Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel sind in Fig. 1 sowohl an das Kabelan¬ schlussteil 1.2 der Gerätesteckdose als auch an das Kabelanschlussteil 2.2 des Steckers Kabeladapter 3 und 4 angeschlossen. Diese Kabeladapter sind im Prinzip gleich aufgebaut, und in Fig. 6 ist der an den Stecker 2 angeschlossene Kabeladapter 4 näher dargestellt. Er besitzt einen Grundkörper 4.1, durch den das nicht dargestellte Kabel hindurchfuhrbar ist und an dem eine Befestigungs¬ überwurfmutter 4.2 drehbar angeordnet ist, die auf das Außengewinde 2.21 am Kabelaufnahmeteil 2.2 des Steckers 2 aufschraubbar ist. Der Grundkörper 4.1 des Kabeladapters 4 besitzt am Anschlussende für das Kabel ein Außengewin¬ de 4.12, auf welches eine Klemmmutter 4.3 aufschraubbar ist, die eine innere konische Klemmfläche 4.31 aufweist, welche einer äußeren konischen Klemm¬ fläche 4.13 am Anschlussende des Grundkörpers 4.1 gegenüberliegt, zur Fixie- rung des nicht dargestellten Abschirmgeflechts des Kabels zwischen den Klemmflächen 4.31 und 4.13.
Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsvorrichtungen für das Ab¬ schirmgeflecht möglich. So kann beispielsweise das Abschirmgeflecht mittels eines Metallbandes oder Metallklammer an der zylindrischen Außenfläche des Grundkörpers befestigt werden.
An dem dem Stecker 2 zugewandten Ende des Grundkörpers 4.1 ist ein Dich¬ tungsring 4.4 angeordnet zur Abdichtung dieser Anschlussstelle gegenüber Umwelteinflüssen. Das Anschlussende für das Kabel am Grundkörper 4.1 des Kabeladapters 4 ist im fertig montierten Zustand, wie aus Fig. 7 ersichtlich, vom Ende eines das Kabel führenden Formteils 5 umfasst, das an seinem dem Adapter zugewandten Ende eine Haltelippe 5.1 aufweist, die in eine Aufhah- menut 4.14 am Grundkörper 4.1 des Kabeladapters 4 eingreift.
Der auf die Gerätesteckdose 1 aufsteckbare Kabeladapter 3 ist in der gleichen Weise aufgebaut.
Zur Erzielung einer durchgehenden elektrisch leitenden Verbindung über die Länge des Steckverbinders im Hinblick auf die elektromagnetische Verträg- lichkeit sind im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Grundkörper 1.1 der Gerätesteckdose 1, der Grundkörper 2.1 des Steckers 2 sowie die Grundkörper der beiden Kabeladapter 3 und 4 und die Kontaktfläche 1.31 des Flansches 1.3 der Gerätesteckdose 1 zur Trennwand W hin mit einer cadmiumfreien, elek¬ trisch leitfähigen Oberflächenbeschichtung aus mehrschichtig aufgebrachtem Nickel (Heavy Nickel) versehen. Eine Heavy Nickel-Oberfläche ist außeror¬ dentlich resistent gegenüber Salzsprühnebel und elektrisch sehr gut leitfällig aber glänzend. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Grundkörper 1.1 der Gerätesteckdose 1 und dem Grundkörper 2.1 des Steckers 2 erfolgt über einen am Stecker angeordneten Massering 2.11, der mit federnden, sich an die Innenwand des Einsteckteils 1.1 der Gerätesteckdose anlegenden Zungen 2.12 versehen ist (Fig. 4 und 5).
Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Kabelanschlussteil 1.2 des Grundkörpers der Gerätesteckdose 1 bzw. dem Kabelanschlussteil 2.2 des Grundkörpers des Steckers 2 zu den Grundkörpern der Kabeladapter 3 und 4 erfolgt über Rundumverzahnungen 1.22 bzw. 2.22 an den Grundkörpern de Gerätesteckdose 1 bzw. des Steckers 2, welche in entsprechende Verzahnungen an den Grundkörpern der Kabeladapter 3 und 4 eingreifen, beispielsweise (Fig. 6) in die Verzahnung 4.11 am Grundkörper 4.1 des Kabeladapters 4.
Die nach außen sichtbare Rückseite des Befestigungsflansches 1.3 an der Gerätesteckdose 1 sowie die Außenflächen der Befestigungsmutter 1.4 sind mit einer cadmiumfreien, olivfarbenen, ggf. isolierenden matten Oberfläche verse¬ hen. Ebenso ist der nach außen sichtbare Verriegelungsring 2.3 des Steckers 2 sowie die Befestigungsüberwurfmuttern z.B. 4.2 der Kabeladapter 3 und 4 mit einer olivfarbenen, ggf. isolierenden matten, cadmiumfreien Oberfläche verse¬ hen. Die Klemmmuttern der Kabeladapter 3 und 4 z.B. 4.3 am Kabeladapter 4
können mit einer üblichen Nickeloberfläche versehen sein. Diese optimiert die elektrische Leitfähigkeit zum Abschirmgeflecht des Kabels hin. Eine Heavy- Nickel-Oberfläche ist hier nicht erforderlich, da die Klemmmuttern beim fertig montierten Steckverbinder jeweils von einem aufgeschrumpften Formteil z.B. 5 vor Sicht und Umwelteinflüssen geschützt sind.
Die matten Oberflächen der Bauteile, bei denen die elektrische Leitfähigkeit nicht erforderlich ist, können durch Eloxieren, Lackieren oder mechanisches Abdecken erreicht werden. Auch Kunststoff oder Komposit als Werkstoff ist hier denkbar. Die olivfarbene, matte Oberfläche muss resistent gegenüber den spezifizierten Umwelteinflüssen sein. Diese Bauteiloberflächen sind nicht¬ leitend und somit elektrochemisch neutral. Daher ist die Steckkompatibilität zu herkömmlichen Steckern der jeweiligen Norm weiterhin gewährleistet. Die chemische Spannungsreihe der leitfähigen Steckerteile des oben beschriebenen Steckverbinders zu herkömmlichen Ausfuhrungsformen bleibt unverändert, da diese unter ihrer Cadmierung ebenfalls vernickelt sind.
Bei einer Ausführungsform des oben beschriebenen Steckverbinders, bei welcher der Flansch der Gerätesteckdose als Vierloch-Befestigungsflansch ausgebildet ist, sind beide Seiten des Befestigungsflansches als Kontakt- und Anschraubfläche mit einer Heavy-Nickel-Oberfläche versehen. Sollte in diesem Fall die Gerätesteckdose nicht im Gehäuse eingebaut verwendet werden, kann bei Bedarf der glänzende Teil des Flansches durch oliv gefärbte Abdeckungen überdeckt werden.