DE1490808B2 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbindung mit wenigstens einer in einer hülsenartigen Kontaktkammer angeordneten Kontaktbuchse, insbesondere Kontaktfederbuchse, bei der die Öffnung der Kontaktkammer im nicht gesteckten Zustand durch eine Dichtung geschlossen ist, die einen in die Kontaktkammer einführbaren Kontaktstift in seiner Arbeitsstellung dichtend umschließt.

In der deutschen Patentschrift 1270 644 wurde eine Steckverbindung dieser Art vorgeschlagen, bei der das offene Ende der Kontaktkammer durch eine _; scheibenförmige Dichtung völlig/,abgeschlossen ist. Diese Dichtung ist mit radial von ihrem Mittelpunkt weg verlaufenden Einschnitten versehen. Beim Einführen eines Kontaktstiftes in die Kontaktkammer werden die durch die Einschnitte voneinander getrennten sektorförmigen Abschnitte der Dichtung aufgebogen und legen sich dichtend an den Kontaktstift an. Die Öffnung der Kontaktkammer wird somit auch im gesteckten Zustand abgedichtet. Eine derartige Dichtung hat den Nachteil¹,'daß sich an deren Sektoren durch die ständige Biegebelastung bald Ermüdungserscheinungen einstellen, die eine ordnungsgemäße Abdichtung, insbesondere bei herausgezoge- , nem Kontaktstift, in Frage stellen. Durch die radialen Einschnitte in der Dichtung besteht auch in der Arbeitsstellung des Kontaktstiftes die Gefahr, daß sich zwischen den Sektoren spaltenförmige öffnungen bilden, durch die Schmutz oder Wasser in die Kontaktkammer der Steckverbindung eindringen kann.

Aus der deutschen Patentschrift 948 428 ist eine Steckverbindung bekannt, bei der ebenfalls eine scheibenförmige Dichtung mit radial vom Mittelpunkt verlaufenden Einschnitten vorgesehen ist.

Aus der französischen Patentschrift 1 273 012 ist eine Steckverbindung bekannt, bei der die Kontakt-

kammer, in der sich eine Kontaktbuchse befindet, durch eine Frontplatte abgeschlossen ist, die eine Öffnung aufweist, durch die ein Kontaktstift in die Kontaktbuchse einsteckbar ist. Im Innenraum der Kontaktbuchse ist ein durch eine Druckfeder vorgespannter, axial verschiebbarer Bolzen angeordnet. Im ungesteckten Zustand der Steckverbindung ist dieser Bolzen durch die Kraft der ihn belastenden Druckfeder in die Öffnung in der Frontplatte eingeschoben, mit deren Vorderfläche er bündig abschließt. Ein derartiger Verschluß, bei der ein zylindrischer Bolzen in einer zylindrischen Bohrung ruht, hat naturgemäß keine hohe Dichtwirkung, da zwischen dem Bolzen und der Bohrung in der Frontplatte ein Spiel vorhanden sein muß, um den Bolzen einführen zu können. Auch bei eingestecktem Kontaktstift ist keine genügende Dichtung gewährleistet, da die Frontplatte den Kontaktstift nicht dichtend umgibt. Außerdem geht aus dieser Patentschrift nicht hervor, wie der Bolzen in der Lage, in der er bündig mit der Frontplatte abschließt, gehalten wird, daß er aus dieser nicht heraustritt.

Aus der deutschen Patentschrift 934 657 ist bei einem Kabelendverschluß für Hochspannungskabel bekannt, die Außenfläche eines zwischen dem Kabelmantel und dem Gehäuse des Kabelendverschlusses anzuordnenden Isolierkörpers sowie die Innenfläche des Gehäuses konisch auszubilden.

Aus der bereits genannten französischen Patentschrift 1 273 012 ist es an sich bereits bekannt, Kontaktstifte mit verjüngten Enden auszuführen.

Aus der französischen Patentschrift 1 299 068 ist ein Kontaktstift bekannt, dessen Ende mit einer Kappe aus Isolierstoff versehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Kontaktkammer sowohl ohne einen eingesteckten Kontaktstift als auch mit einem eingesteckten Kontaktstift in zufriedenstellender Weise abgedichtet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kontaktkammer an einem Ende geschlossen ist, daß in bekannter Weise in der Kontaktbuchse ein automatisch arbeitender Bolzeri^iJgegen die Kraft einer sich am geschlossenen Ende der Kammer abstützenden Druckfeder verschiebbar angeordnet ist und daß der Bolzen durch den inneren, über die Kontaktbuchse hinwegragenden Rand der auf dem offenen Ende der Kammer befindlichen ringförmigen Dichtungsmanschette derart abgestützt ist, daß die Kammer in dieser Lage des Bolzens abgedichtet ist. . Eine derartige Abdichtung der Kontaktkammer ist praktisch keinen Ermüdungserscheinungen unterworfen, da sämtliche Dichtungsteile lediglich einer Druckbeanspruchung und keiner Zugbeanspruchung unterliegen. Durch die ständig wirkende Kraft, mit der der Bolzen im ungesteckten Zustand gegen die Dichtungsmanschette gedrückt wird, wird eine Dichtung erzielt, die auch höchsten Ansprüchen gerecht wird. Bei eingeführtem Kontaktstift legt sich die ringförmige Dichtungsmanschette an die Außenberandung des K^:ontaktstiftes an, wodurch auch in der Arbeitsstellung eine gute Abdichtung der Kontaktkammer gewährleistet ist. Selbst wenn die Dichtungsmanschette durch den eingeführten Kontaktstift etwas verformt wird, besteht nicht die Gefahr, daß etwa infolge einer nachlassenden Elastizität im ungesteckten Zustand keine ausreichende Dichtwirkung mehr erzielt wird, da das Material der Dichtungsmanschette durch die auf sie wirkende Druckkraft des Bolzens wieder zurückverformt wird.

Es ist vorteilhaft, wenn der Kontaktstift eine fest auf ihm angeordnete zweite Dichtungsmanschette trägt, welche auf Grund ihrer Form und Größe sitzfest und abdichtend auf die erste Dichtungsmanschette paßt. Durch diese zusätzliche Dichtungsmanschette kann eine weitere oder auch die alleinige Abdichtung der Kontaktkammer im gesteckten Zustand erreicht werden.

Eine weitere günstige Ausführungsform besteht darin, daß der Kontaktstift an seinem vorderen Ende verjüngt ausgeführt ist. Beim Hindurchtreten durch die ringförmige Dichtungsmanschette wird deren innere Berandung radial nach außen gedrückt, ohne daß sie in das Innere der Kontaktkammer hinein umgebogen wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß in der Kontaktkammer wenigstens noch eine weitere Kontaktbuchse mit gesonderter elektrischer Zuleitung angeordnet ist. Dadurch können beim Verbinden der beiden Steckverbinderhälften zusätzliche Schaltfunktionen erfüllt werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die eine Kontaktbuchse in einem solchen axialen Abstand von der weiteren Kontaktbuchse angeordnet ist, daß der Kontaktstift in seiner Arbeitsstellung, in der er in die Kontaktkammer eingeführt ist, nur mit der an der Öffnung der Kontaktkammer liegenden einen Kontaktbuchse in Kontakt tritt, während die elektrische Verbindung des teilweise in die Kontaktkammer zurückgeschobenen Bolzens mit dieser einen Kontaktbuchse gelöst ist. Beim Einstecken des Kontaktstiftes in die Kontaktkammer wird dadurch die Verbindung der beiden Kontaktbuchsen durch den Bolzen gelöst, während eine weitere Verbindung des Kontaktstiftes mit der vorderen Kontaktbuchse hergestellt wird. Eine derartige Steckverbindung kann beispielsweise in der Eisenbahntechnik mit Vorteil Verwendung finden, wo es darauf ankommt, nur die Schlußleuchte des letzten Waggons einer Waggonkette mit einer Spannungsquelle zu verbinden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß mittels ein und derselben Dichtungsmanschette mehrere getrennte elektrische Schaltvorgänge unter Dichtungsabschluß durchgeführt werden können, wodurch die Anzahl der erforderlichen gedichteten elektrischen Steckverbindungen eines Mehrfachsteckkontaktsystems herabgesetzt wird.

Für manche Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, wenn der Kontaktstift so ausgebildet ist, daß er beim :,. Einstecken, gegegenenfalls selbsttätig, in-, die Kon- ^!i taktkammer, gegebenenfalls lösbar, mindestens in einer Stellung einrasten kann.

■ , ■ An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Aus-

führungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung mit längsgeschnittenen Einzelteilen,

F i g. 2 eine Querschnitf,sdarstellung durch einen Bolzen einer Steckverbindung nach F i g. 1,

Fig. 3 eine Schnittzeichnung durch ein weiteres

Ausführungsbeispiel im ungesteckten Zustand,

F i g. 3 a eine Schnittzeichnung durch das in F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel im gesteckten Zustand,

Fig. 4 eine Doppel-Steckverbindung mit zwei getrennten Schaltkreisen im ersten Schaltzustand und

Fig. 4a das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel im zweiten Schaltzustand.

In Fig. 1 bedeuten 1 und 2 Kontaktbuchsen, die gemeinsam in eine Kontaktkammer 3 eingebaut sind. Die beiden elektrischen Zuführungen 4 und 5 zu den Kontaktbuchsen sind getrennt durch die Wandung der Kontaktkammer 3 hindurchgeführt. Auf dem linken, offenen Ende der Kontaktkammer 3 ist eine Dichtungsmanschette 6 angeordnet, die zweckmäßig aus gummiartigem elastischem Stoff besteht und deren Öffnung sich in Richtung auf die Kontaktkammer hin derart verjüngt, daß die Berandung der Kontaktkammer 3 an der engeren Seite der Dichtungsmanschette 6, mit der diese an der Berandung anliegt, über deren Rand und auch noch über den Rand der vorderen Kontaktfederbuchse 1 übersteht. Innerhalb der beiden Kontaktfederbuchsen 1 und 2 befindet sich ein als Dichtungskolben ausgebildeter Schiebebolzen 7, der unter dem Druck einer am geschlossenen rechten Ende der Kontaktkammer sich abstützender Druckfeder 8 steht und infolgedessen gegen den nach innen überstehnden Rand der Dichtungsmanschette 6 gepreßt wird. Hierdurch ist die Kontaktkammer im getrennten Zustand der Steckverbindung abgedichtet. Gleichzeitig überbrückt der Schiebebolzen die beiden Kontaktfederbuchsen und verbindet auf diese Weise die beiden Zuleitungen 4 und 5.

Beim Einfahren des seinerseits mit einer Dichtungsmanschette 10 versehenen Kontaktstiftes 9 der Gegenkupplung in die Kontaktkammer wird der die Einstecköffnung abdichtende Schiebebolzen 7 aus der vorderen Kontaktfederbuchse 1 herausgeschoben. Da der Schiebebolzen vorn, d. h. aus der dem offenen Ende der Kontaktkammer zugewandten Seite mit einer aus Isolierstoff bestehenden Abdichtungskappe 11 versehen ist, kann beim Einschieben kein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontakt 9 und dem Schiebebolzen 7 entstehen. Die Verbindung der beiden elektrischen Zuführungen ist somit unterbrochen. Über den Kontaktstift 9 und die vordere Kontaktfederbuchse 1 kann jedoch ein anderer Stromkreis geschlossen werden.

ι '·■ Die Abdichtung der Trennstellen zwischen beiden Kupplungsteilen wird im gesteckten Zustand von der sich beim Steckvorgang fest gegen die Dichtungsmanschette 6 der Kontaktkammer 3 drückenden Dichtungsmanschette 10 der Gegenkupplung übernommen.

Um mehrere Kontaktstellen für getrennte Strompreise durch ein und dieselbe Dichtung zuschützen,

ist bei dem beschriebenen Beispiel der Schiebebolzen 7 zur Kontaktgabe aus Metall hergestellt und an seinem vorderen Ende mit einer Isolierkappe 11 versehen, die beispielsweise aus Gummi bestehen kann und dazu dient, einerseits die Metallteile 9 und 7 gegeneinander zu isolieren und andererseits eine besonders intensive Dichtung mit der Manschette 6 zu er-, möglichen.

In F i g. 2 ist der Schiebebolzen 7 in teilweise geschnittenem Zustand besonders dargestellt, um seine gleichzeitig isolierende und dichtende Wirkung zu verdeutlichen.

In den F i g. 3 und 3 a ist eine weitere Ausführungsform mit einer einzigen, nach dem TK-Prinzip aufgebauten Sicherheits-Kontaktfederbuchse im Längsschnitt dargestellt.

Die übereinstimmenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Da nur eine Kontaktfederbuchse 1 vorhanden ist, ist der Schiebebolzen 7 aus einheitlichem Material hergestellt, so daß eine besondere Isolierkappe in diesem Falle in Fortfall kommt. Die Dichtung 10 auf dem Gegenkupplungsteil ist nicht —wie gemäß Fig. 1 vorgesehen — unmittelbar auf dem Kontaktstift 9 angeordnet, sondern auf einer diesen umgebenden Hülse 12, aus der der Kontaktstift 9 ausgefahren werden kann. Die beiden Kupplungsteile sind in getrennten Trägern 13 und 14 montiert, die beim Einfahren der Kupplung als Ganzes zusammengeführt werden.

Die Träger 13 und 14 können beispielsweise auf zwei hintereinander angeordneten beweglichen Gegenständen, z. B. Eisenbahnwaggons, ausfahrbar angeordnet sein.

In F i g. 4 und 4 a ist eine Kupplung mit zwei Kontaktfederbuchsen und gemeinsamer Dichtung in zwei verschiedenen Schaltzuständen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 4 einen unterbrochenen Stromkreis, während in F i g. 4 a ein geschlossener Stromkreis dargestellt ist. Die in den Fig. 1 und 4 dargetellten Steckvorrichtungen mit wenigstens zwei voneinander isolierten Kontaktbuchsen sind auch ohne die an der Kammer stirnseitig vorgesehene Dichtung 6 vorteilhaft einsetzbar.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß der Kontaktstift 9 nur in'die erste, ebenfalls nach dem TK-Sicherheitsprinzip ausgebildete Kontaktfederbüchse 1 eingedrungen ist, während die Kontaktfederbuchse 2 noch durch den Schiebebolzen 7 blockiert ist. Infolgedessen ist hier der Stromdurchgang unterbrochen.

Gemäß F i g. 4 a ist der Schiebebolzen 7 in beide Kontaktfederbuchsen eingedrungen, so daß diese beiden miteinander verbunden sind und damit der Stromkreis geschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Elektrische Steckverbindung mit wenigstens einer in einer hülsenartigen Kontaktkammer angeordneten Kontaktbuchse, insbesondere Kontaktfederbuchse, bei der die Öffnung der Kontaktkammer im nichtgesteckten Zustand durch eine Dichtung geschlossen ist, die einen in die Kontaktkammer einführbaren Kontaktstift in seiner Arbeitsstellung dichtend umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkammer (3) an einem Ende geschlossen ist, daß in bekannter Weise in der Kontaktkammer ein automatisch arbeitender Bolzen (7) gegen die Kraft einer sich am geschlossenen Ende der Kammer abstützenden Druckfeder (8) verschiebbar angeordnet ist und daß der Bolzen (7) durch den inneren, über die Kontaktbuchse (1) 'hinwegragenden Rand der auf dem offenen Ende der Kammer befindlichen ringförmigen Dichtungsmanschette (6) derart abgestützt ist, daß die Kammer in dieser Lage des Bolzens (7) abgedichtet ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (9) eine fest auf ihm angeordnete zweite Dichtungsmanschette (10) trägt, welche auf Grund ihrer Form und Größe sitzfest und abdichtend auf die erste Dichtungsmanschette paßt.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung der ersten Dichtungsmanschette (6) in Bewegungsrichtung zum Kontaktstift (9) hin konisch erweitert.

4. Steckverbindung nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dichtungsmanschette (6) hohlringförmig ausgebildet ist.

5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (9) an seinem vorderen Ende verjüngt ausgeführt ist.

6. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) mindestens teilweise aus Metall besteht.

7. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) mindestens teilweise aus einem Isolierstoff, z. B. Kunststoff, besteht.

8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kontaktkammer (3) mindestens noch eine weitere Kontaktbuchse (2) mit gesonderter elektrischer Zuleitung (5) angeordnet ist.

9. Steckverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kontaktbuchse (2) in einem solchen axialen Abstand von der einen Kontaktbuchse (1) angeordnet ist, daß der Kontaktstift (9) in seiner Arbeitsstellung, in der er in die Kontaktkammer (3) eingeführt ist, nur mit der an der Öffnung der Kontaktkammer (3) liegenden einen Kontaktbuchse (1) in Kontakt tritt, während die elektrische Verbindung des teilweise in die Kontaktkammer zurückgeschobenen BoI-zens (7) mit dieser einen Kontaktbuchse (1) gelöst ist.

10. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) über den größten Teil seiner Länge aus Metall besteht und an seinem der Kontaktkammeröffnung zugewandten Ende aus Isolierstoff (11), vorzugsweise aus einem elastischen, gut dichtenden Isolierstoff, z. B. gummiartigen Kunststoff, besteht.

11. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer Mehrzahl von Kontaktbuchsen (1, 2)· mit mindestens teilweise getrennten elektrischen Zuleitungen (4, 5) eine Mehrzahl von Kontaktstükken mit ebenfalls mindestens teilweise getrennten Zuleitungen zugeordnet ist, die in die Mantelfläche eines im wesentlichen aus einem Isolierstoff bestehenden Schiebebolzen eingelassen sind.

12. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (4,5) zu den Kontaktbuchsen ■ ^!- (1, 2) durch den Mantel der Kammer (3) geführt sind.

13. Steckverbindung nach einem der An-. i_N Sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er beim Stecken, gegebenenfalls selbsttätig, in die Kontaktkammer (3), gegebenenfalls lösbar, mindestens in einer Stellung einrasten kann.