[0001] Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, der mit einem Stecker mit drei flachlänglichen
Kontaktstiften, einem flachlänglichen Schutzkontaktstift und einer in dessen Zentrum
angeordneten Gewindebohrung zu verbinden ist.
[0002] Stecker mit drei flachlänglichen Kontaktstiften, einem flachlänglichen Schutzkontaktstift
und einer in dessen Zentrum angeordneten Gewindebohrung sind handelsübliche, auch
unter der Bezeichnung 'Magnetventil-Stecker' bekannte, Bauteile, die in großen Stückzahlen
hergestellt und verwendet werden.
[0003] Dementsprechend vielfältig ist der Einsatzbereich für diese Steckverbinder. Sie werden
insb. zum Anschluß von Meßgeräten, z.B. Druck-, Füllstands- oder Durchflußmeßgeräten,
die einen entsprechenden Stecker aufweisen, eingesetzt.
[0004] In der DE-C 44 12 000 ist ein Stecker, insb. für den elektrischen Anschluß von Kraftfahrzeug-Anhängern,
beschrieben, welcher umfaßt:
- einen Bajonettring zur lösbaren Verbindung des Steckers mit einer Steckdose,
- einen im Bajonettring drehbar angeordneten Kontakteinsatz mit Kontaktstiften,
- einen an den Kontakteinsatz angeformten, sich radial nach außen in eine Nut im Bajonettring
erstreckenden Absatzring,
- eine auf der steckdosen-zugewandten Seite an den Kontakteinsatz angeformte, koxial
zu dem Bajonettring verlaufende Innenhülse,
- einen auf der steckdosen-abgewandten Seite an den Kontakteinsatz angeformten, koxial
zu dem Bajonettring verlaufenden, ein Außengewinde aufweisenden Hohlzylinder,
- ein auf den Hohlzylinder geschraubte Mutter,
- eine die Mutter und einen steckdosen-abgewandten Abschnitt des Hohlzylinders ausfüllendes
Dichtelement, und
- ein die Mutter und den Dichtring in axialer Richtung durchdringendes Kabel.
[0005] Ein Nachteil eines solchen Steckers ist, daß Stecker und Steckdose durch einen Bajonettverschluß
miteinander verbunden sind. Ein solcher Verschluß bietet keinen besonderen Schutz
gegen das Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit. Da der Kontakteinsatz drehbar in
dem Bajonettring angeordnet ist, bestehen zusätzliche Spalte, durch die z.B. eindringende
Feuchtigkeit in den gesamten Innenraum des Steckers gelangen kann.
[0006] In der deutschen Norm DIN 43 650: 'Steckverbinder, viereckige Bauform' ist ein Steckverbinder
beschrieben, der mit einem Stecker mit drei flachlänglichen Kontaktstiften, einem
flachlänglichen Schutzkontaktstift und einer in dessen Zentrum angeordneten Gewindebohrung
zu verbinden ist, welcher Steckverbinder umfaßt:
- ein Gehäuse,
-- mit einem koaxial zur Längsachse des Steckers verlaufenden ersten Gehäuseabschnitt,
der eine durchgehende zentrale axiale Bohrung aufweist, in der eine Schraube zur Befestigung
des Steckverbinders am Stecker angeordnet ist, und
-- mit einem rechtwinklig zu dem ersten Gehäuseabschnitt verlaufenden zweiten Gehäuseabschnitt,
- ein den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt durchdringendes vieradriges Kabel,
- eine auf der stecker-zugewandten Seite des ersten Gehäuseabschnittes angeordnete Dichtung
und
- einen im ersten Gehäuseabschnitt angeordneten Kontakteinsatz,
-- in dem vier Flachkontaktklemmen, mit denen die Adern des Kabels verbunden sind,
versenkt angeordnet sind,
-- der eine durchgehende zentrale, axiale, von der Schraube durchdrungene Bohrung
aufweist und
-- der durch die Schraube im ersten Gehäuseabschnitt fixiert ist.
[0007] Bei diesem Steckverbinder ist es wegen der Befestigung des Steckverbinders am Stecker
mittels einer durch den ersten Gehäuseabschnitt hindurchgeführten Schraube erforderlich,
daß der zweite Gehäuseabschnitt, durch den das Kabel hindurchgeführt ist, rechtwinklig
zu dem ersten Gehäuseabschnitt verläuft. Meßgeräte werden jedoch häufig an Meßorten
eingesetzt, an denen nur ein begrenzter Raum für den Steckverbinder zur Verfügung
steht. Eine durch den zweiten Gehäuseabschnitt vergrößerte Querschnittsfläche des
Steckverbinders wirkt sich hier nachteilig aus.
[0008] Üblicherweise ist bei solchen Steckverbindern vorgesehen, an dem Kontakteinsatz auf
dessen stecker-zugewandten Seite ein Dichtelement anzuordnen. Es verbleiben jedoch
sowohl zwischen dem Kontakteinsatz und dem ersten Gehäuseabschnitt als auch zwischen
der Schraube und dem ersten Gehäuseabschnitt Spalte, durch die z.B. Staub und Feuchtigkeit
in den Steckverbinder eindringen können.
[0009] Meßgeräte werden jedoch häufig in Bereichen eingesetzt, in denen sie hohen Sicherheitsanforderungen,
insb. bezgl. des Schutzes gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit, genügen
müssen.
[0010] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Steckverbinder, insb. für den Anschluß von
Meßgeräten, der mit einem Stecker mit drei flachlänglichen Kontaktstiften, einem flachlänglichen
Schutzkontaktstift und einer in dessen Zentrum angeordneten Gewindebohrung zu verbinden
ist, anzugeben, der eine geringe maximale Querschnittsfläche und eine hohe Dichtheit
aufweist.
[0011] Hierzu besteht die Erfindung in einem Steckverbinder, der mit einem Stecker mit drei
flachlänglichen Kontaktstiften, einem flachlänglichen Schutzkontaktstift und einer
in dessen Zentrum angeordneten Gewindebohrung zu verbinden ist, welcher Steckverbinder
umfaßt:
- ein teilweise einen Konus bildendes Gehäuse,
- einen auf der stecker-abgewandten Seite an den Konus angeformten, ein Außengewinde
aufweisenden Hohlzylinder,
- eine auf den Hohlzylinder geschraubte Mutter,
- ein den Hohlzylinder und die Mutter vollständig ausfüllendes Dichtelement,
- ein die Mutter und das Dichtelement in axialer Richtung durchdringendes vieradriges
Kabel,
- eine auf der stecker-zugewandten Seite des Gehäuses angeordnete Nut zur Aufnahme einer
Dichtung,
- einen auf der stecker-zugewandten Seite des Konus angeformten Ring, der den Stecker
endseitig koaxial umfaßt, und
- einen im Gehäuse angeordneten Kontakteinsatz,
-- in dem vier Flachkontaktklemmen, mit denen die Adern des Kabels verbunden sind,
versenkt angeordnet sind,
-- der eine zentrale axiale Bohrung aufweist, in der eine Schraube zur Befestigung
des Steckverbinders am Stecker unverlierbar angeordnet ist, und
-- der durch einen Bajonett-Verschluß und eine im Gehäuse angeordnete Rastnase im
Gehäuse nicht-drehbar und nur mittels eines Werkzeugs lösbar fixiert.
[0012] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse mindestens einen endseitig
auf der stecker-zugewandten Seite angeformten, in eine in dem Stecker angeordnete
Öffnung einrastenden Zapfen auf.
[0013] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht das Gehäuse aus einem transparenten,
chemisch hochbeständigen Kunststoff, insb. aus Polyacrylsulfon.
[0014] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Inneren des Gehäuses mindestens ein
Lichtleiter angeformt, dessen erstes Ende an den Stecker angrenzt und dessen zweites
Ende an einen dünnwandig ausgebildeten Abschnitt des Gehäuses angrenzt.
[0015] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der an dem Konus angeformte
Ring eine in dessen Innerem umlaufende Kante auf, durch die die Dichtung in der Nut
fixiert ist.
[0016] Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Schraube, mit der der Steckverbinder
am Stecker zu befestigen ist, im Inneren des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch bestehen
zwischen dem Außenraum und dem Innenraum des Gehäuses keine zusätzlichen Spalte, durch
die z.B. Staub oder Feuchtigkeit eindringen können. Die Schraube ist nach der Befestigung
des Steckverbinders am Stecker für den Benutzer nicht sichtbar.
[0017] Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Gehäuse teilweise konisch ausgebildet
ist. Dadurch ist die maximale Querschnittsfläche des Steckverbinders praktisch gleich
der Querschnittsfläche des Steckers.
[0018] Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Gehäuse auf der stecker-zugewandten Seite
durch die Dichtung und den den Stecker koaxial umfaßenden Ring sowie auf der stecker-abgewandten
Seite durch das Dichtelement staub- und wasserdicht abgeschlossen ist.
[0019] Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Befestigung des Steckverbinders keine
Verdrehung des Steckverbinders um dessen Längsachse gegenüber dem Stecker erforderlich
ist. Eine solche Verdrehung könnte bei der Montage zu Schwierigkeiten führen, da die
Dichtung dabei, bedingt durch auftretende Reibung, aufgeworfen, verformt oder verschoben
werden könnte, wodurch die Dichtheit beeinträchtigt wäre.
[0020] Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in
denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert; gleiche Teile sind
in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
- Fig. 1
- zeigt einen Längsschnitt durch einen Steckverbinder,
- Fig. 2
- zeigt eine Seitenansicht des Kontakteinsatzes,
- Fig. 3
- zeigt eine Draufsicht auf den Kontakteinsatz von der stecker-abgewandten Seite,
- Fig. 4
- zeigt eine Draufsicht auf das Gehäuses von der stecker-zugewandten Seite,
- Fig. 5
- zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse entlang der Linie A-A von Fig. 1 und
- Fig. 6
- zeigt einen Längsschnitt durch den Kontakteinsatz.
[0021] In Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinders dargestellt.
Er ist mit einem Stecker mit drei flachlänglichen Kontaktstiften, einem flachlänglichen
Schutzkontaktstift und einer in dessen Zentrum angeordneten Gewindebohrung zu verbinden.
[0022] Der Steckverbinder weist ein Gehäuse 1 auf, das aus einem Konus 11 und aus einem
am stecker-abgewandten, die kleinere Querschnittsfläche aufweisenden Ende des Konus
11 angeformten Hohlzylinder 12 besteht. Am freien Ende des Hohlzylinders 12 ist ein
Außengewinde 121 angeformt.
[0023] Das Gehäuse 1 weist in Höhe der Verbindungsstelle von Konus 11 und Hohlzylinder 12
eine sich radial ins Gehäuse-Innere erstreckende Schulter 13 auf. Im Hohlylinder 12
befindet sich ein zylindrisches Dichtelement 4, das aus dem Hohlzylinder 12 etwas
herausragt. Über das Dichtelement 4 ist eine Mutter 5 zu stülpen, die auf das Außengewinde
121 des Hohlzylinders 12 zu schrauben ist.
[0024] Die Mutter 5 und das Dichtelement 4 sind in axialer Richtung von einem vieradrigen
Kabel 3 durchdrungen. Der in diesem Gehäuseabschnitt bestehende Hohlraum ist somit
vollständig vom Dichtelement 4 ausgefüllt. Beim Aufschrauben der Mutter 5 wird der
Endbereich des Hohlzylinder 12 radial nach innen gedrückt und somit abdichtend gegen
das Kabel 3 gepreßt.
[0025] Auf einer stecker-zugewandten Ringfläche des Konus 11 ist eine Nut 14 zur Aufnahme
einer Dichtung 6 angeordnet. Diese ist beispielsweise eine Formdichtung oder ein O-Ring
aus einem Elastomer.
[0026] Auf der stecker-zugewandten Seite schließt der Konus 11 mit einem an dessen äußerer
Ringfläche angeformten, sich in axialer Richtung erstreckenden Ring 15 ab. Dieser
umfaßt den in Fig. 1 nicht dargestellten Stecker endseitig koaxial. Dadurch wird erreicht,
daß Spritzwasser außen an dem Gehäuse 1 abfließt und gar nicht erst bis zu der Dichtung
6 gelangen kann.
[0027] Der Ring 15 weist eine in dessen Inneren umlaufende Kante 8 auf, durch die die Dichtung
6 in der Nut 14 fixiert ist. Dies bewirkt eine Erleicherung bei der Montage des Steckverbinders.
[0028] Das Gehäuse 1 besteht aus einem transparenten, chemisch hochbeständigen Kunststoff,
insb. aus Polyacrylsulfon.
[0029] In dem Gehäuse 1 ist ein Kontakteinsatz 2 angeordnet. Dies ist beispielsweise ein
spritztechnisch hergestelltes Kunststoffelement, z.B. aus Polyacrylsulfon.
[0030] Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 1 einen runden Querschnitt
auf. Alle genannten Merkmale und Eigenschaften gelten jedoch gleichermaßen für ein
Gehäuse, das auf der stecker-zugewandten Seite einen rechteckigen oder quadratischen
Querschnitt aufweist. Bei einem solchen Gehäuse sind lediglich die Nut 14, der Ring
15 und die Dichtung 6 entsprechend rechteckig zu ersetzen.
[0031] In Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Kontakteinsatzes 2 dargestellt. Dieser umfaßt
einen Zylinder 21 und einen Bajonettring 23.
[0032] In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Kontakteinsatz 2 von dessen stecker-abgewandten
Seite dargestellt, die den Bajonettring 23 zeigt. Dieser weist vier Verschlußelemente
auf, die jeweils aus einem an den Bajonettring 23 angeformten, senkrecht zur Symmetrieachse
Y des Kontakteinsatzes 2 verlaufenden, spitzwinkligen Ringsegment 24 und einem daran
anschließenden, sich parallel zur Symmetrieachse Y erstreckenden Anschlag 25 bestehen.
Jedes Ringsegment 24 weist außen eine parallel zur Symmetrieachse Y verlaufende Nut
26 auf.
[0033] An einem der Anschläge 25 ist auf dessen ringsegment-abgewandten Seite endseitig
eine sich radial nach außen erstreckende Schulter 22 angeformt. Das Gehäuse 1 weist
auf der stecker-zugewandten Seite eine entsprechende Ausnehmung 16 zur Aufnahme der
Schulter 22 auf, vgl. Fig. 1. Dadurch liegt bei jedem Einbau die gleiche Orientierung
des Kontakteinsatzes 2 im Gehäuse 1 vor.
[0034] Das Gegenstück des Bajonettrings 23 im Gehäuse 1 ist in Fig. 4 dargestellt und besteht
aus vier spitzwinkligen, in einer Ebene an der Gehäuse-Innenwand angeformten Ringsegmenten
19. Benachbart zu zwei einander gegenüberliegenden Ringsegmenten 19 der vier Ringsegmente
19 ist auf deren stecker-abgewandten Seite jeweils eine in axialer Richtung im Gehäuse
1 verlaufende Rastnase 17 angeformt, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
[0035] Der Kontakteinsatz 2 ist in das Gehäuse 1 einzuführen und anschließend zu drehen,
so daß der Bajonettring 23 mit den Ringsegmenten 24 auf den Ringsegmenten 19 des Gehäuses
1 aufliegt und die Anschläge 25 an den Ringsegmenten 19 anliegen. Dabei rasten die
beiden Rastnasen 17 in die beiden entsprechenden, einander gegenüberliegenden Nuten
26 ein. Der Kontakteinsatz 2 ist somit fixiert und nicht mehr drehbar. Er ist nur
noch mittels eines Werkzeugs wieder lösbar.
[0036] Der Kontakteinsatz 2 weist weiterhin vier durchgehende, in Fig. 3 dargestellte, Bohrungen
29 auf. In diese kann ein entsprechendes Werkzeug, z.B. eine vierzinkige Gabel, angesetzt
werden, mit dem der Kontakteinsatz 2 im Gehäuse 1 gedreht und aus dem Gehäuse 1 herausgenommen
werden kann. Dies bietet Schutz vor einer unsachgemäßen oder unbefugten Behandlung,
insb. einem Vertauschen der Anschlüsse.
[0037] Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch den Kontakteinsatz 2. Er weist eine zentrale,
axiale, durchgehende Bohrung 27 zur Aufnahme einer Schraube 7 auf. Dies Bohrung 27
weist einen mittleren Bereich mit geringerem Durchmesser auf. Beim ersten Einschrauben
der Schraube 7 schneidet diese ein Gewinde in diesen Bereich und nach dem Einschrauben
befindet sich das Gewinde der Schraube 7 auf der stecker-zugewandten Seite dieses
mittleren Bereichs. Dadurch ist die Schraube 7 unverlierbar im Kontakteinsatz 2 gehalten.
[0038] Um die Bohrung 27 herum sind vier axiale Bohrungen 28 mit rechteckigen Querschnitten
auf einem Kreis angeordnet. In diesen Bohrungen 28 sind Flachkontaktklemmen versenkt.
Die Adern des Kabels 3 sind mit entsprechenden Flachsteckern versehen und auf der
stecker-abgewandten Seite in die Flachkontaktklemmen eingesteckt.
[0039] Montiert wird der Steckverbinder, indem zunächst die Adern des Kabels 3 am Kontakeinsatz
2 angeschlossen werden. Anschließend ist das Gehäuse 1 über den Kontakteinsatz 2 und
das Kabel 3 zu führen und der Bajonettverschluß zu schließen. Dann ist der Steckverbinder
mittels der Schraube 7 auf dem in den Figuren nicht dargestellten Stecker zu befestigen.
Die Verschraubung erfolgt durch die stecker-abgewandte Öffnung des Gehäuses 1 hindurch.
Durch das Einstecken der Kontaktstifte des Steckers in die Flachkontaktklemmen im
Kontakteinsatz 2 ist ein Verdrehen des Steckverbinders um dessen Längsachse gegenüber
dem Stecker unterbunden. Die Dichtung 6 wird daher bei der Montage nicht verdreht
oder aufgeworfen sondern nur gepreßt. Abschließend ist das Dichtelement 4 auf das
Kabel 3 zu schieben und die Mutter 5 zu montieren.
[0040] Das Gehäuse 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel drei endseitig auf der stecker-zugewandten
Seite angeformte, in Fig. 1 und in Fig. 4 dargestellte Zapfen 18 auf. Diese rasten
in entsprechende im Stecker anzuordnende Öffnungen ein. Die Zapfen 18 bewirken einen
zusätzlichen Schutz gegen ein Verdrehen des Steckverbinders um dessen Längsachse gegenüber
dem Stecker. Eine solche Verdrehung kann bei Gehäusen mit rundem Querschnitt z.B.
dann auftreten, wenn die Kontaktstifte in den Flachkontaktklemmen nicht fest eingeklemmt
sind.
[0041] In der Innenwand des Konus 11 können zwei Lichtleiter 9 angeformt sein. Ein erstes
Ende der Lichtleiter 9 grenzt an den Stecker an. Ein zweites Ende der Lichtleiter
9 grenzt an einen Abschnitt 91 des Gehäuses 1 an, der dünnwandig ausgebildet ist.
Genau wie das Gehäuse 1 bestehen die Lichtleiter aus Polyacrylsulfon. Die Lichtleiter
9 dienen dazu, Licht, z.B. von einer an dem Stecker angeordneten Leuchtdiode zu leiten,
so daß durch den Steckverbinder hindurch erkennbar ist, ob die Leuchtdiode eingeschaltet
ist oder nicht. Eine solche Leuchtdiode wird bei Meßgeräten z.B. dazu verwendet, den
Betriebszustand des Meßgeräts, z.B. An/Aus, oder einen Alarm anzuzeigen.
1. Steckverbinder, der mit einem Stecker mit drei flachlänglichen Kontaktstiften, einem
flachlänglichen Schutzkontaktstift und einer in dessen Zentrum angeordneten Gewindebohrung
zu verbinden ist, welcher Steckverbinder umfaßt:
- ein teilweise einen Konus (11) bildendes Gehäuse (1),
- einen auf der stecker-abgewandten Seite an den Konus (11) angeformten, ein Außengewinde
(121) aufweisenden Hohlzylinder (12),
- eine auf den Hohlzylinder (12) geschraubte Mutter (5),
- ein den Hohlzylinder (12) und die Mutter (5) vollständig ausfüllendes Dichtelement
(4),
- ein die Mutter (5) und das Dichtelement (4) in axialer Richtung durchdringendes
vieradriges Kabel (3),
- eine auf der stecker-zugewandten Seite des Gehäuses (1) angeordnete Nut (14) zur
Aufnahme einer Dichtung (6),
- einen auf der stecker-zugewandten Seite des Konus (11) angeformten Ring (15), der
den Stecker endseitig koaxial umfaßt, und
- einen im Gehäuse (1) angeordneten Kontakteinsatz (2),
-- in dem vier Flachkontaktklemmen, mit denen die Adern des Kabels (3) verbunden sind,
versenkt angeordnet sind,
-- der eine zentrale axiale Bohrung (27) aufweist, in der eine Schraube (7) zur Befestigung
des Steckverbinders am Stecker unverlierbar angeordnet ist, und
-- der durch einen Bajonett-Verschluß und eine im Gehäuse (1) angeordnete Rastnase
(17) im Gehäuse (1) nicht-drehbar und nur mittels eines Werkzeugs lösbar fixiert ist.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (1) mindestens einen endseitig
auf der stecker-zugewandten Seite angeformten, in eine in dem Stecker angeordnete
Öffnung einrastenden Zapfen (18) aufweist.
3. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (1) aus einem transparenten, chemisch
hochbeständigen Kunststoff, insb. aus Polyacrylsulfon, besteht.
4. Steckverbinder nach Anspruch 2, bei dem im Inneren des Gehäuses (1) mindestens ein
Lichtleiter (9) angeformt ist dessen erstes Ende an den Stecker angrenzt und dessen
zweites Ende an einen dünnwandig ausgebildeten Abschnitt (91) des Gehäuses (1) angrenzt.
5. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem der an den Konus (11) angeformte Ring (15)
eine in dessen Innerem umlaufende Kante (8) aufweist, durch die die Dichtung (6) in
der Nut (14) fixiert ist.