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Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische
Steckverbinder von dem Typ, der umfaßt: einen Isolatorkörper mit
mehreren Aufnahmedurchgängen, die vorgesehen sind, um
Kontakte aufzunehmen, die jeweils mit einem Anschlußdraht
versehen sind; sowie eine rückwärtige Drahtdurchführung aus
Elastomermaterial, in die mehrere einzelne Durchgänge für
die Drähte gebrochen sind. Sie betrifft insbesondere solche
Drahtdurchführungen, die das Eindringen von
Verunreinigungen zwischen einerseits der Drahtdurchführung und
andererseits den Drähten und dem Isolatorkörper verhindern sollen.
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Zur Zeit sind Drahtdurchführungen weit verbreitet, die
einzelne Durchgänge mit ringförmigen, auf den Draht drückenden
Dichtungslippen aufweisen. Die Drähte können von sehr
unterschiedlichem Durchmesser sein. Damit die Dichtigkeit für
einen weiten Bereich von Drahtdurchmessern sichergestellt
ist, wird jeder Durchgang mit wenigstens zwei umlaufenden
Lippen versehen, von denen eine einen so kleinen Durchgang
bildet, daß die Dichtigkeit an Drähten mit kleinem
Durchmesser sichergestellt ist, wobei die Gefahr in Kauf
genommen wird, daß sie durch das Einführen eines Drahtes von
großem Durchmesser beschädigt wird, wohingegen die andere,
hinter der ersten angeordnete Dichtlippe einen so großen
Durchgang freiläßt, daß sie Drähte von großem Durchmesser
aufnehmen und dicht auf diese drücken kann.
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Die Drahtdurchführungen werden im allgemeinen durch
Abformung hergestellt. Die Komplexität der Stempel, die zur
Bildung der Durchgänge mit zwei Lippen von unterschiedlichem
Durchmesser erforderlich sind, macht die Entformung
schwierig und führt zu einem hohen Prozentsatz von Ausschuß. Die
Lippen können bei der Entformung sowie beim Einführen der
Kontakte zerstört werden. Außerdem kann diese Art von
Drahtdurchführung nur mit einem langsam vernetzenden
Elastomermaterial hergestellt werden, das nur bei einer
kleinen Zahl von Lieferanten erhältlich ist.
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Aus der Druckschrift Wo 86/06883 ist eine Drahtdurchführung
aus Elastomermaterial bekannt, bei der jeder Durchgang zum
Aufnehmen eines Leiters aus einem Rohrstück gebildet ist,
das ringsum von einem ringförmigen Freiraum umgeben ist.
Dieser ringförmige Freiraum kann nicht als Äquivalent zu
Sacklöchern mit einem freien Volumen angesehen werden, die
ein Dichtungsstück umgeben. Die ringförmigen Freiräume
münden auf die Seite, an der sich das ringförmige
Dichtungsstück befindet.
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Die Druckschrift EP-A-0 407 863 offenbart eine analoge
Draht durchführung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere, eine
Drahtdurchführung anzugeben, die besser als die bisher
bekannten den Anforderungen der Praxis entspricht,
insbesondere dadurch, daß sie es ermöglicht, auf bequeme Weise
Durchgänge mit einer Dichtung zu bilden, die Drähte mit
sehr unterschiedlichem Durchmesser aufnehmen kann.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine
Drahtdurchführung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 vor, wobei Anspruch 2
im Hinblick auf EP-A-0 407 863 zweiteilig abgefaßt ist. Die
Kammern mit dem Freiraum können mit lediglich einer Seite
der Drahtdurchführung in Verbindung stehen. Wenn, wie
meistens der Fall ist, die Vorderseite der Drahtdurchführung
mit dem Isolatorkörper eines Steckverbinders fest verbunden
ist, im allgemeinen durch Kleben, wird als Verbindungsseite
der Kammern vorteilhafterweise die Vorderseite gewählt; auf
diese Weise bildet jede Freiraumkammer eine Lufttasche, die
unter Druck gesetzt werden kann; und die Abnahme des Drucks
auf den Draht, die normalerweise aus dem Fehlen von
Material am Ort der Kammer folgen würde, wird durch die
Erhöhung des Gasdrucks kompensiert, der in der Kammer herrscht.
Auf diese Weise bleibt die Andruckkraft auf jeden Draht im
wesentlichen auf dessen gesamtem Umfang konstant, wodurch
die Dichtigkeit erhalten bleibt.
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Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf
Steckverbinder, bei denen der Isolatorkörper und die Drahtdurchführung
in einem Gehäuse enthalten sind, das mit Kupplungsmitteln
zum Ankuppeln an das Gehäuse eines komplementären
Steckverbinders versehen ist, wobei eine hintere Schale vorgesehen
sein kann, um die Drahtdurchführung nach vorne zu drücken.
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Der soeben beschriebene Aufbau ermöglicht es, den die
Dichtung bildenden hinteren Bereich wesentlich länger als die
herkömmlichen Dichtlippen zu machen, was eine gute
Ausrichtung des Drahtes garantiert und die (im Falle einer
herkömmlichen Drahtdurchführung erheblichen) Risiken von
Undichtigkeiten aufgrund eines Ausrichtungsfehlers
verringert.
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Die Drahtdurchführung besteht im allgemeinen aus einem
Elastomermaterial, das sehr wenig kompressibel, aber so stark
verformbar ist, daß das durch Anwesenheit eines Drahtes von
großem Durchmesser verdrängte Material sich unter
Übertragung der Kräfte in Richtung der Kammern verlagern kann: in
der Praxis wird dies im allgemeinen dazu führen, daß dem
Elastomer eine Härte von weniger als 50 Shore gegeben wird.
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Die Erfindung ist besser zu verstehen anhand der
nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Ausgestaltung der
Erfindung, die als nicht einschränkendes Beispiel angegeben
wird. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten
Zeichnungen; es zeigen:
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Fig. 1 einen vereinfachten Schnitt durch einen halben
Rundsteckverbinder, der eine erfindungsgemäße Drahtdurchführung
aufweisen kann;
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Fig. 2 eine Detaildarstellung in großem Maßstab eines
Stücks einer Drahtdurchführung gemäß einer besonderen
Ausgestaltung der Erfindung, die im Steckverbinder aus Fig. 1
verwendet werden kann;
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Fig. 3 eine Vorderansicht einer Drahtdurchführung der in
Fig. 2 gezeigten Art für einen Steckverbinder mit zehn
Kontakten in Quincunx-Anordnung;
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Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Drahtdurchführung aus
Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 2.
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Der in Fig. 1 gezeigte Steckverbinder hat einen im
wesentlichen herkömmlichen Aufbau. Er ist vorgesehen zum
Verbinden mit einem komplementären Steckverbinder, der eine
Drahtdurchführung mit dem gleichen Aufbau haben kann.
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Der Steckverbinder 10 umfaßt einen Körper 12 aus hartem,
elektrisch isolierendem Material, in das Durchgänge 14 zur
Aufnahme von Kontakten 16 gebrochen sind, die jeweils mit
einem isolierten Anschlußdraht 18 versehen sind. Im in den
Fig. 3 und 4 gezeigten Fall umfaßt der Isolatorkörper 12
des Steckverbinders zehn Durchgänge 14 in
Quincunx-Anordnung, er ist aber nicht auf diese Zahl beschränkt. Die
gezeigten Kontakte sind Stiftkontakte, die jeweils an einer
Schulter des Isolatorkörpers durch elastische Finger
gehalten werden, die zu einem im Körper verankerten Ring 20
gehören. Die Kontakte könnten jedoch genausogut
Buchsenkontakte sein und/oder durch beliebige andere Mittel verankert
sein. Der Isolatorkörper 12 ist in einem Gehäuse 22
enthalten, das mit Mitteln wie z.B. einem Gewinde oder Bajonett
zur Befestigung am Gehäuse eines komplementären
Steckverbinders versehen ist.
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Der hintere Bereich des Gehäuses enthält eine dichte
Drahtdurchführung 24 aus flexiblem Elastomermaterial, in das
einzelne Durchgänge gebrochen sind, die jeweils vorgesehen
sind, um einen Draht 18 aufzunehmen und die nach demselben
Muster wie die Durchgänge des Isolatorkörpers 12 angeordnet
sind.
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Die Durchgänge der in den Fig. 2 bis 4 als Beispiel
gezeigten Drahtdurchführung 24 haben einen hinteren Bereich 26,
der einen im wesentlichen kegelförmigen Eingangstrichter 28
aufweist, und einen vorderen Bereich 30 mit einem großen
Durchmesser, der größer ist als der der stärksten
einzuführenden Drähte und der ausreicht, um den Schaft sowie ggf.
einen Kragen des in dem entsprechenden Durchgang 14 des
Isolatorkörpers eingreifenden Kontakts aufzunehmen.
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Der hintere Bereich ist dazu bestimmt, dicht auf den Draht
zu drücken und diesen zu führen. Er hat daher in Ruhe einen
kleineren Durchmesser als der dünnste zum Einführen in die
Drahtdurchführung 24 vorgesehene Draht. Seine Länge ab der
Rückseite liegt im allgemeinen zwischen der Hälfte und
Dreivierteln der Länge der Drahtdurchführung. Sie kann
jedoch auch geringer sein, um Kapillareffekte zu vermeiden.
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In der Drahtdurchführung sind Freiraum- oder
Dehnungskammern geschaffen, die um die Durchgänge verteilt sind. Damit
der Kontaktdruck des Elastomers auf den in einem Durchgang
enthaltenen Draht in etwa gleichmäßig ist, ist
wünschenswert, daß diese Kammern geschlossen sind. Es ist nicht
möglich, solche Kammern direkt durch Abformung herzustellen.
Im Falle eines Steckverbinders, bei dem die
Drahtdurchführung 24 dicht, z.B. durch Kleben, an einem Isolatorkörper
befestigt ist, genügt es jedoch, daß die Kammern
Sackkammern sind und nur zur Vorderseite hin offen sind. Im Fall
eines Rundsteckverbinders, bei dem die Durchgänge nach
einem Dreieckmuster angeordnet sind, sind die Kammern 32 im
zentralen Bereich der Drahtdurchführung in der Mitte eines
jeden Durchgangsmusters angeordnet. Jeder der zentralen
Durchgänge ist folglich von sechs Kammern 32 umgeben, die
um 60 gegeneinander versetzt um die Achse des Durchgangs
angeordnet sind. Die seitlichen Durchgänge hingegen sind
nur von vier Kammern umgeben.
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Die Kammern 32, die Expansions- und Freiraumkammern bilden,
sind vorgesehen, um die Verformung aufzunehmen, die vom
Durchgang eines Drahts durch den hinteren Bereich 26 eines
Durchgangs hervorgerufen wird. Aus diesem Grund kann jede
Kammer 32 einen hinteren Abschnitt von großem Durchmesser,
dessen axiale Ausdehnung etwas geringer als die der
hinteren Bereiche 26 ist, und einen vorderen Abschnitt 34 mit
verringertem Durchmesser aufweisen, der gerade ausreicht,
um einen Formstempel durchzulassen. Da das Elastomer, aus
dem die Drahtdurchführung besteht, sehr flexibel ist, kann
die Entformung durch Elastizität stattfinden. Der geringe
Durchmesser des vorderen Abschnitts erlaubt es, ausreichend
Material zwischen diesem und den ihn umgebenden Bereichen
30 zu belassen. Im Fall von rechteckigen Steckverbindern
können die Kammern einen konstanten Querschnitt haben.
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Wie Fig. 3 zeigt, können zusätzliche Löcher 36 in die
Vorderseite der Drahtdurchführung gebrochen sein, um
Unverwechselbarkeitselemente
zu bilden. Ein oder mehrere
zusätzliche Löcher 38 können eine Dehnungskammer 32 ersetzen.
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Die soeben beschriebene Anordnung erlaubt es, den zum
Führen des Drahtes vorgesehenen hinteren Bereich 26 sehr lang
zu machen. Die Gefahr von Undichtigkeiten aufgrund eines
Ausrichtungsfehlers ist folglich gering. Da die Kammern 32
bei Verwendung verschlossen sind, bewirkt die Verformung
des Elastomers, wenn ein Draht einen Durchgang durchquert,
eine Erhöhung des Drucks in der Kammer, so daß der
verringerte Druck des Elastomers durch die Wirkung des
pneumatischen Drucks kompensiert wird. Infolgedessen bleibt der auf
einen Draht wirkende Druck auf dessen gesamtem Umfang
homogen.
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Als Beispiel kann angeführt werden, daß ein
Rundsteckverbinder mit zehn Kontakten mit einer Drahtdurchführung der
oben beschriebenen Art hergestellt wurde, der vorgesehen
war, eine dichte Verbindung an Drähten mit einem
Durchmesser zwischen 1,8 und 2,4 mm zu bilden. Die einzelnen
Durchgänge waren gemäß einem Dreieckmuster mit einer Kantenlänge
von 3,30 mm verteilt, und der Ruhedurchmesser der hinteren
Bereiche betug 0,83 mm. Die Freiraumkammern waren gemäß
einem Sechseckmuster mit einer Kantenlänge von 2,04 mm
verteilt. Die Freiraumkammern mit einem Durchmesser von
1,30 mm mündeten in einen vorderen Abschnitt mit 0,60 mm
Durchmesser.