EP2947723B1

EP2947723B1 - Electrical connector

Info

Publication number: EP2947723B1
Application number: EP14168960.4A
Authority: EP
Inventors: Torsten Neuhäuser; Frank Gutmann; Olaf Machul
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2034-05-20
Also published as: US20150340802A1; JP2015222720A; JP5933788B2; EP2947723A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder für eine ein- oder mehradrige elektrische Leitung, umfassend einen Stecker, der einen Steckerkörper mit einer Stirnfläche und wenigstens einen von der Stirnfläche abstehenden Anschlussstift umfasst, eine Kupplung, die einen Kupplungskörper mit einer Stirnfläche umfasst, wobei in der Stirnfläche des Kupplungskörpers wenigstens eine Aufnahmeöffnung zum Einstecken des wenigstens einen Anschlussstifts des Steckers zur Verbindungsherstellung angeordnet ist, einen betätigbaren Verschluss zum Halten des Steckerkörpers an dem Kupplungskörper bei in die Aufnahmeöffnung eingestecktem Anschlussstift, und wenigstens ein Dichtelement aus einem elastisch verformbaren Material zum Abdichten der Verbindung zwischen dem Stecker und der Kupplung.The present invention relates to a connector for a single- or multi-wire electrical cable, comprising a plug comprising a plug body with an end face and at least one protruding from the end face pin, a coupling comprising a coupling body with an end face, wherein in the end face at least one receiving opening for inserting the at least one connecting pin of the connector for connecting is arranged, an operable closure for holding the plug body to the coupling body with inserted in the receiving port pin, and at least one sealing element made of an elastically deformable material for sealing the connection between the Plug and the coupling.

Derartige Steckverbinder werden beispielsweise zum Anschließen von Aktoren und Sensoren an Sicherheitssteuerungen verwendet. Der Stecker kann hierbei insbesondere als Einbaustecker ausgeführt sein, welcher in ein Sensorgehäuse oder Aktorgehäuse integriert ist. Aufgrund des Verschlusses wird ein unbeabsichtigtes Trennen des Steckverbinders während des Betriebs des zugehörigen Geräts vermieden. Insbesondere im Umfeld von industriellen Anlagen ist es wichtig, die Steckverbindung vor Verschmutzung und vor einem Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen.Such connectors are used for example for connecting actuators and sensors to safety controllers. The plug can be designed in particular as a built-in plug, which is integrated in a sensor housing or actuator housing. Due to the closure, inadvertent disconnection of the connector during operation of the associated device is avoided. Especially in the environment of industrial plants, it is important to protect the connector from contamination and moisture from entering.

Dies erfolgt üblicherweise durch ein Dichtelement in Form eines O-Rings, das in einer kupplungsseitigen Verschlusshülse angeordnet ist und bei geschlossenem Verschluss von einer in die kupplungsseitige Verschlusshülse eingeführten steckerseitigen Verschlusshülse gegen den Hülsengrund gedrückt wird. Die Dichtfläche ist bei dieser Ausgestaltung jedoch relativ schmal, so dass die Dichtwirkung in der Praxis häufig unzureichend ist. Außerdem kann es aufgrund der schmalen Dichtfläche zu Beschädigungen des O-Rings kommen, insbesondere bei häufigem Verbinden und Trennen des Steckverbinders.This is usually done by a sealing element in the form of an O-ring, which is arranged in a coupling-side closure sleeve and, when the closure is closed, by a plug-side inserted into the coupling-side closure sleeve Closing sleeve is pressed against the sleeve base. However, the sealing surface is relatively narrow in this embodiment, so that the sealing effect is often inadequate in practice. In addition, it may cause damage to the O-ring due to the narrow sealing surface, especially with frequent connection and disconnection of the connector.

Die WO 2013/161341 A1 offenbart einen Steckverbinder mit einem Stecker, einer Kupplung, einer Dichtplatte aus Kunststoff und einem Rastverschluss. Die Dichtplatte ist zwischen den einander zugewandten Stirnseiten des Steckers und der Kupplung angeordnet.The WO 2013/161341 A1 discloses a connector with a plug, a coupling, a plastic sealing plate and a snap lock. The sealing plate is arranged between the mutually facing end faces of the plug and the coupling.

In der US 6 142 805 A ist ein Steckverbinder für geophysikalische Messgeräte offenbart, dessen Kupplung einen Grundkörper, einen Einsatz und eine Verschlusshülse mit Innengewinde aufweist. In einer Vertiefung des Einsatzes befindet sich eine Dichtung aus Kunststoff.In the US 6 142 805 A discloses a connector for geophysical gauges whose coupling has a base body, an insert and a closure sleeve with internal thread. In a recess of the insert is a seal made of plastic.

Die US 6,475,008 B1 offenbart einen unterwassertauglichen Steckverbinder, der mit einem zusammendrückbaren Dichtelement sowie einer Isolierscheibe aus elastomerem Material ausgestattet ist. Die Isolierscheibe weist im Bereich der Stiftdurchführungen nach vorn und nach hinten abstehende, angeschrägte Vorsprünge auf.The US Pat. No. 6,475,008 B1 discloses a submersible connector equipped with a compressible sealing element and an elastomeric material insulating washer. The insulating disk has in the area of the pin penetrations forward and rearwardly projecting beveled projections.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine zuverlässigere Abdichtung von Steckverbindern zu ermöglichen.It is an object of the invention to provide a more reliable sealing of connectors with simple means.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a connector with the features of claim 1.

Bei einem erfindungsgemäßen Steckverbinder weist der Verschluss eine am Steckerkörper vorgesehene steckerseitige Verschlusshülse und eine am Kupplungskörper vorgesehene kupplungsseitige Verschlusshülse auf, welche miteinander verschraubbar sind. Das Dichtelement kann somit in einfacher Weise in den Stecker integriert werden. Zusätzlich können die steckerseitige Verschlusshülse und die kupplungsseitige Verschlusshülse auch miteinander verrastbar sein. Weiterhin ist bei einem erfindungsgemäßen Steckverbinder das wenigstens eine Dichtelement aus einem Weichkunststoff hergestellt.In a connector according to the invention, the closure has a connector-side provided on the plug-side closure sleeve and one on the coupling body provided on the coupling side closure sleeve, which are screwed together. The sealing element can thus be integrated in a simple manner in the plug. In addition, the plug-side closure sleeve and the coupling-side closure sleeve can also be locked together. Furthermore, in a connector according to the invention, the at least one sealing element made of a soft plastic.

Erfindungsgemäß ist ferner das wenigstens eine Dichtelement unter Verformung zwischen der Stirnfläche des Steckerkörpers und der Stirnfläche des Kupplungskörpers eingeklemmt, wenn der Verschluss den Steckerkörper an dem Kupplungskörper hält. Die Abdichtung erfolgt also direkt zwischen dem Steckerkörper und dem Kupplungskörper. Dies ist insofern vorteilhaft, als die Dichtfläche gegenüber einer äußeren Abdichtung mittels O-Ring vergrößert ist. Außerdem ist die im Bereich der - im Allgemeinen ebenen - Stirnflächen wirksame Klemmkraft gleichmäßig verteilt, so dass Beschädigungen des Dichtelements vermieden werden. Auch die Anfälligkeit der Dichtung gegenüber Bauteiltoleranzen kann reduziert werden, da die Stirnflächen des Steckerkörpers und des Kupplungskörpers auch bei toleranzbehafteten Bauteilen aneinander anstoßen. Durch das Anordnen des Dichtelements zwischen diesen Stirnflächen kann somit die Abdichtung eines Steckverbinders der genannten Art wesentlich verbessert werden. Ein weiterer Vorteil besteht in einer erhöhten Festigkeit gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD).According to the invention, the at least one sealing element is further clamped under deformation between the end face of the plug body and the end face of the coupling body when the closure holds the plug body to the coupling body. The seal thus takes place directly between the plug body and the coupling body. This is advantageous in that the sealing surface is enlarged relative to an outer seal by means of an O-ring. In addition, in the region of the - generally flat - end faces effective clamping force is evenly distributed, so that damage to the sealing element can be avoided. The susceptibility of the seal to component tolerances can be reduced, since the end faces of the plug body and the coupling body abut each other even with toleranced components. By arranging the sealing element between these end faces thus the sealing of a connector of the type mentioned can be substantially improved. Another advantage is increased resistance to electrostatic discharge (ESD).

Die Erfindung sieht ferner vor, das Dichtelement an der Stirnfläche des Steckerkörpers - dem so genannten Steckergrund - zu befestigen, da in diesem Fall ein Reibschluss zwischen dem Anschlussstift und einer für den Anschlussstift vorgesehenen Durchführung des Dichtelements für einen korrekten Sitz des Dichtelements sorgen kann. Bei Bedarf kann das Dichtelement an der Stirnfläche des Steckerkörpers angeklebt sein.The invention further provides for fastening the sealing element to the end face of the plug body - the so-called plug base - since in this case a frictional engagement between the connecting pin and a feedthrough of the sealing element provided for the connecting pin can ensure a correct seating of the sealing element. If necessary, the sealing element can be glued to the end face of the plug body.

In der Regel weisen solche Steckverbinder mehrere (z. B. drei oder mehr) Anschlussstifte im Stecker und eine korrespondierende Anzahl von Aufnahmeöffnungen in der Kupplung auf, wobei sich dann vorteilhafterweise eine besonders gute Justierung des Dichtelements ergibt.As a rule, such plug connectors have a plurality of (for example three or more) connecting pins in the plug and a corresponding number of receiving openings in the coupling, which then advantageously results in a particularly good adjustment of the sealing element.

Bei einem erfindungsgemäßen Steckverbinder stehen wenigstens zwei voneinander beabstandete Anschlussstifte von der Stirnfläche des Steckerkörpers ab, welche in jeweilige Aufnahmeöffnungen der Stirnfläche des Kupplungskörpers einsteckbar sind, wobei sich um jeden der Anschlussstifte ein ringförmiges Pufferelement aus einem elastisch verformbaren Material herum erstreckt. Derartige Pufferelemente sorgen z. B. bei Bedarf für einen Toleranzausgleich.In a connector according to the invention are at least two spaced apart pins from the end face of the plug body, which are insertable into respective receiving openings of the end face of the coupling body, wherein extending around each of the pins an annular buffer member made of an elastically deformable material. Such buffer elements provide z. B. if necessary for a tolerance compensation.

Die Erfindung sieht vor, dass die ringförmigen Pufferelemente an einem platten- oder scheibenförmigen Basiskörper des Dichtelements angebracht sind. Die Handhabung des Dichtelements bei der Herstellung des Steckverbinders ist dadurch erleichtert.The invention provides that the annular buffer elements are attached to a plate-shaped or disk-shaped base body of the sealing element. The handling of the sealing element in the manufacture of the connector is facilitated.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Dichtelement in einer bezüglich der Längsachse des wenigstens einen Anschlussstifts radialen Richtung nicht über den Rand der Stirnfläche des Steckerkörpers und/oder den Rand der Stirnfläche des Kupplungskörpers hinausragt. Das Dichtelement ist bei dieser Ausgestaltung also vollständig zwischen den beiden Stirnflächen angeordnet. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Klemmkraft und somit eine Verringerung der mechanischen Belastung des Dichtelements. Zudem muss im radialen Umgebungsbereich des Steckerkörpers und des Kupplungskörpers kein Bauraum für das Dichtelement vorgesehen werden.An embodiment of the invention provides that, in a radial direction with respect to the longitudinal axis of the at least one connecting pin, the sealing element does not project beyond the edge of the end face of the plug body and / or the edge of the end face of the coupling body. The sealing element is thus arranged completely between the two end faces in this embodiment. This allows a uniform distribution of the clamping force and thus a reduction of the mechanical load of the sealing element. In addition, no space for the sealing element must be provided in the radial region surrounding the plug body and the coupling body.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die am Steckerkörper vorgesehene steckerseitige Verschlusshülse zum seitlichen Umgreifen des Kupplungskörpers ausgebildet ist, wobei das Dichtelement in einer Kupplungsaufnahme angeordnet ist, welche durch die Stirnfläche des Steckerkörpers und eine Innenwand der steckerseitigen Verschlusshülse gebildet ist. Derartige Verschlüsse werden z. B. in Form von Schraubverschlüssen bei vielen Steckverbindern dazu eingesetzt, einen sicheren Halt des Steckerkörpers am Kupplungskörper zu gewährleisten. Wie vorstehend erwähnt wird bei solchen Steckverbindern häufig ein O-Ring als Dichtelement am Boden der kupplungsseitigen Verschlusshülse platziert, so dass beim Schließen des Verschlusses die in die kupplungsseitige Verschlusshülse hineingeschraubte steckerseitige Verschlusshülse mit ihrem vorderen Rand gegen den O-Ring drückt. Die Dichtwirkung ist bei dieser Konfiguration von dem Drehmoment abhängig, mit welchem die beiden Verschlusshülsen gegeneinander festgedreht werden. Bei zu geringem Drehmoment wird der O-Ring nicht ausreichend eingeklemmt, so dass Schmutz und Feuchtigkeit in den Steckverbinder eindringen können. Bei zu hohem Drehmoment wird der O-Ring hingegen beschädigt, wodurch es wiederum zu einer Verringerung der Dichtwirkung kommt. Ein besonderes Problem sind hierbei die im Zuge des Verschraubens der Verschlusshülsen auf den O-Ring ausgeübten Scherkräfte. Außerdem kommt es in der Praxis aufgrund von Bauteiltoleranzen häufig vor, dass die Stirnfläche des Steckerkörpers und die Stirnfläche des Kupplungskörpers bereits aneinander anstoßen, bevor der O-Ring zwischen den Verschlusshülsen in ausreichendem Maße zusammengedrückt ist. Auch in diesem Fall ist keine ausreichende Dichtwirkung gegeben. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Dichtelements zwischen den Stirnflächen des Steckerkörpers und des Kupplungskörpers können die vorstehend genannten Probleme auch bei Ausgestaltungen mit einer am Steckerkörper vorgesehenen und den Kupplungskörper umgreifenden Verschlusshülse vermieden werden. Insbesondere weil sich die Stirnflächen des Steckerkörpers und des Kupplungskörpers während des Verschraubens der Verschlusshülsen nicht gegeneinander verdrehen, werden keine Scherkräfte auf das erfindungsgemäß angeordnete Dichtelement ausgeübt. Vorzugsweise bedeckt das Dichtelement den Boden der Kupplungsaufnahme vollständig.A further embodiment of the invention provides that the connector-side closure sleeve provided on the plug body is designed for the lateral gripping around of the coupling body, the sealing element being in a coupling receptacle is arranged, which is formed by the end face of the plug body and an inner wall of the plug-side closure sleeve. Such closures are z. B. in the form of screw caps for many connectors used to ensure a secure fit of the plug body on the coupling body. As mentioned above, in such connectors, an O-ring is often placed as a sealing member at the bottom of the coupling-side locking sleeve, so that when closing the closure, the plug-side locking sleeve screwed into the coupling-side locking sleeve presses against the O-ring with its front edge. The sealing effect in this configuration depends on the torque with which the two closure sleeves are tightened against each other. If the torque is too low, the O-ring will not be sufficiently clamped so that dirt and moisture can penetrate into the connector. If the torque is too high, the O-ring will be damaged, which in turn will reduce the sealing effect. A particular problem in this case are the shearing forces exerted on the O-ring in the course of screwing the closure sleeves. In addition, it is common in practice due to component tolerances that the end face of the plug body and the end face of the coupling body already abut against each other before the O-ring between the closure sleeves in sufficient Dimensions compressed. Also in this case, no sufficient sealing effect is given. With the inventive arrangement of the sealing element between the end faces of the plug body and the coupling body, the above-mentioned problems can be avoided even in embodiments with a provided on the plug body and the coupling body embracing sleeve. In particular, because the end faces of the plug body and the coupling body do not rotate against each other during the screwing of the closure sleeves, no shear forces are exerted on the sealing element arranged according to the invention. Preferably, the sealing element completely covers the bottom of the coupling receptacle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Dichtelement einen als flache Platte oder Scheibe ausgeführten Basiskörper, dessen eine Flachseite an der Stirnfläche des Steckerkörpers anliegt und dessen andere Flachseite zum Anlegen an die Stirnfläche des Kupplungskörpers ausgebildet ist, oder umgekehrt, wobei der Basiskörper wenigstens eine Durchführung zum Durchführen des wenigstens einen Anschlussstifts aufweist. Ein derartiger flacher Basiskörper stellt eine große Dichtfläche bereit. Je nach Anwendung kann eine Flachseite des Basiskörpers am Steckerkörper oder am Kupplungskörper anliegen, zum Beispiel an diesem befestigt sein, während die andere Flachseite frei liegt und lediglich im verbundenen Zustand von Stecker und Kupplung an der Stirnfläche des jeweils anderen Bauteils anliegt.According to a further embodiment of the invention, the sealing element comprises a base plate designed as a flat plate or disk whose one flat side rests against the end face of the plug body and the other flat side is designed for application to the end face of the coupling body, or vice versa, wherein the base body at least one passage for performing the at least one connection pin. Such a flat base body provides a large sealing surface. Depending on the application, a flat side of the base body abut the plug body or the coupling body, for example, be attached to this, while the other flat side is exposed and rests only in the connected state of the plug and coupling on the end face of the other component.

Der wenigstens eine Anschlussstift kann spielfrei in der Durchführung sitzen. Dadurch kann eine besonders sichere Dichtwirkung erzielt werden. Zudem besteht die Möglichkeit, dass das Dichtelement ausschließlich über den Reibschluss zwischen dem Anschlussstift und der Innenwand der Durchführung am Steckerkörper gehalten ist.The at least one pin can sit without play in the implementation. As a result, a particularly secure sealing effect can be achieved. In addition, there is the possibility that the sealing element is held exclusively on the frictional engagement between the pin and the inner wall of the bushing on the connector body.

Bevorzugt besteht jeweils zwischen zwei der Pufferelemente ein Freiraum, in welchen bei einem erforderlichen Toleranzausgleich Material ausweichen kann. Bei Bedarf können auch zwischen den Außenflächen der Anschlussstifte und den Innenflächen der zugehörigen ringförmigen Pufferelemente jeweilige Freiräume bestehen.In each case, there is a free space between two of the buffer elements, in which material can escape when a tolerance compensation is required. If necessary, between the outer surfaces of the pins and the inner surfaces of the associated annular buffer elements may be free spaces.

Das wenigstens eine Dichtelement kann aus einem Silikon und/oder einem Elastomer hergestellt sein. Derartige Dichtmaterialien sind kostengünstig und leicht handhabbar.The at least one sealing element may be made of a silicone and / or an elastomer. Such sealing materials are inexpensive and easy to handle.

Das wenigstens eine Dichtelement kann auch aus einer härtbaren, insbesondere Silikon-basierten, Polyurethan-basierten oder Epoxid-basierten, Vergussmasse hergestellt sein. Hierdurch kann eine hohe Dichtwirkung erzielt werden.The at least one sealing element may also be made of a curable, in particular silicone-based, polyurethane-based or epoxy-based potting compound. As a result, a high sealing effect can be achieved.

Eine spezielle Ausführungsform sieht vor, dass das wenigstens eine Dichtelement als Spritzgussbauteil, insbesondere als Mehrkomponenten-Spritzgussbauteil, ausgeführt ist. Eine Spritzgussbauweise ist fertigungstechnisch von Vorteil. Im Rahmen des Mehrkomponenten-Spritzgusses wie zum Beispiel des 2K-Spritzgusses können die Dichtwirkung und die mechanische Stabilität des Dichtelements durch Kombination unterschiedlicher Materialien optimiert werden.A special embodiment provides that the at least one sealing element is designed as an injection-molded component, in particular as a multi-component injection-molded component. An injection molding construction is manufacturing technology advantageous. In the context of multi-component injection molding, such as 2K injection molding, the sealing effect and the mechanical stability of the sealing element can be optimized by combining different materials.

Das wenigstens eine Dichtelement kann direkt an die Stirnfläche des Steckerkörpers oder an die Stirnfläche des Kupplungskörpers angespritzt sein. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und einfache Herstellung.The at least one sealing element can be molded directly onto the end face of the plug body or to the end face of the coupling body. This allows a particularly quick and easy production.

Weiterbildungen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are set forth in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1A: zeigt einen gemäß dem Stand der Technik gestalteten Steckverbinder mit einem Stecker und einer Kupplung in getrenntem Zustand in einer teilweise aufgeschnittenen Darstellung.
Fig. 1B: zeigt den Steckverbinder gemäß Fig. 1A, wobei der Stecker in die Kupplung eingesteckt ist.
Fig. 2A: zeigt einen Steckverbinder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem Stecker und einer Kupplung in getrenntem Zustand.
Fig. 2B: zeigt den Steckverbinder gemäß Fig. 2A, wobei der Stecker in die Kupplung eingesteckt ist.
Fig. 2C: zeigt ein Dichtelement des in Fig. 2A gezeigten Steckverbinders in einer Draufsicht.
Fig. 2D: zeigt das Dichtelement gemäß Fig. 2C in einer Seitenansicht.
Fig. 3A: zeigt einen Steckverbinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem Stecker und einer Kupplung in getrenntem Zustand.
Fig. 3B: zeigt den Steckverbinder gemäß Fig. 3A, wobei der Stecker in die Kupplung eingesteckt ist.
Fig. 3C: zeigt ein Dichtelement des in Fig. 3A gezeigten Steckverbinders in einer Draufsicht.
Fig. 3D: zeigt das Dichtelement gemäß Fig. 3C in einer Seitenansicht.
Fig. 3E: zeigt das in Fig. 3D dargestellte Dichtelement in einem komprimierten Zustand.
Fig. 4A: zeigt eine Anordnung von drei Dichtelementen für einen Steckverbinder gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4B: zeigt die in Fig. 4A dargestellten Dichtelemente in einer Seitenansicht.

The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.

Fig. 1A: shows a connector designed according to the prior art with a plug and a coupling in a separate state in a partially cutaway view.
Fig. 1B: shows the connector according to Fig. 1A with the plug plugged into the coupling.
Fig. 2A: shows a connector according to a first embodiment of the invention with a plug and a coupling in a disconnected state.
Fig. 2B: shows the connector according to Fig. 2A with the plug plugged into the coupling.
Fig. 2C: shows a sealing element of the in Fig. 2A shown connector in a plan view.
Fig. 2D: shows the sealing element according to Fig. 2C in a side view.
Fig. 3A: shows a connector according to a second embodiment of the invention with a plug and a coupling in a disconnected state.
Fig. 3B: shows the connector according to Fig. 3A with the plug plugged into the coupling.
Fig. 3C: shows a sealing element of the in Fig. 3A shown connector in a plan view.
Fig. 3D: shows the sealing element according to Fig. 3C in a side view.
Fig. 3E: shows that in Fig. 3D illustrated sealing element in a compressed state.
Fig. 4A: shows an arrangement of three sealing elements for a connector according to a third embodiment of the invention.
Fig. 4B: shows the in Fig. 4A illustrated sealing elements in a side view.

Der in Fig. 1 A und 1 B dargestellte, gemäß dem Stand der Technik gestaltete Steckverbinder dient zum wahlweisen Verbinden und Trennen einer hier mehradrigen elektrischen Leitung und umfasst einen Stecker 11 sowie eine Kupplung 13. Der Stecker 11 kann als Einbaustecker ausgeführt und z. B. in ein Sensorgehäuse integriert sein. Die Kupplung 13 kann sich dementsprechend an einem Ende eines Anschlusskabels für den entsprechenden Sensor befinden. Der Stecker 11 umfasst einen Steckerkörper 15 mit einer ebenen Stirnfläche 17 und drei von der Stirnfläche 17 abstehenden Anschlussstiften 19. Die Kupplung 13 umfasst einen Kupplungskörper 21 mit einer - hier ebenfalls ebenen - Stirnfläche 23, in welcher drei Aufnahmeöffnungen 25 zum Einstecken der Anschlussstifte 19 des Steckers 11 angeordnet sind. Zum Herstellen der elektrischen Verbindung werden der Stecker 11 und die Kupplung 13 unter Einführen der Anschlussstifte 19 in die Aufnahmeöffnungen 25 zusammengesteckt. Es versteht sich, dass die Anzahl, die Anordnung und die Form der Anschlussstifte 19 je nach Anwendung variieren kann.The in Fig. 1 A and 1 B illustrated, designed according to the prior art connector is used for selectively connecting and disconnecting a multicore electrical line here and includes a plug 11 and a coupling 13. The plug 11 can be designed as a built-in plug and z. B. in a sensor housing be integrated. The clutch 13 may accordingly be located at one end of a connection cable for the corresponding sensor. The connector 11 comprises a plug body 15 with a flat end face 17 and three protruding from the end face 17 pins 19. The coupling 13 comprises a coupling body 21 with a - also flat here - face 23 in which three receiving openings 25 for inserting the pins 19 of Plug 11 are arranged. To make the electrical connection, the plug 11 and the coupling 13 are put together by inserting the connecting pins 19 into the receiving openings 25. It is understood that the number, arrangement and shape of the pins 19 may vary depending on the application.

Zum Sichern der Verbindung ist ein Verschluss 27 vorgesehen, der hier als Schraubverschluss ausgebildet ist und eine steckerseitige Verschlusshülse 29 sowie eine kupplungsseitige Verschlusshülse 31 umfasst. Die steckerseitige Verschlusshülse 29 weist ein Außengewinde 33 auf und ist verdrehsicher am Steckerkörper 15 befestigt. Ferner ist die steckerseitige Verschlusshülse 29 zum seitlichen Umgreifen des - z. B. zylindrischen - Kupplungskörpers 21 ausgebildet. Die kupplungsseitige Verschlusshülse 31 weist ein Innengewinde 37 auf und ist um eine Längsachse L der elektrischen Leitung verdrehbar am Kupplungskörper 21 gelagert. Zwischen einer Außenwand 39 des Kupplungskörpers 21 und einer Innenwand 40 der kupplungsseitigen Verschlusshülse 31 befindet sich ein Dichtelement 45 in Form eines O-Rings, das aus einem elastisch verformbaren Material gefertigt ist. Wie dargestellt liegt das Dichtelement 45 an einem Boden 47 der kupplungsseitigen Verschlusshülse 31 an.To secure the connection, a closure 27 is provided which is designed here as a screw cap and comprises a plug-side closure sleeve 29 and a coupling-side closure sleeve 31. The plug-side closure sleeve 29 has an external thread 33 and is secured against rotation on the plug body 15. Furthermore, the plug-side closure sleeve 29 for lateral gripping the -. B. cylindrical - coupling body 21 is formed. The coupling-side closure sleeve 31 has an internal thread 37 and is rotatably mounted on the coupling body 21 about a longitudinal axis L of the electrical line. Between an outer wall 39 of the coupling body 21 and an inner wall 40 of the coupling-side closure sleeve 31 is a sealing element 45 in the form of an O-ring, which is made of an elastically deformable material. As shown, the sealing element 45 bears against a bottom 47 of the coupling-side closure sleeve 31.

Beim Zusammenstecken des Steckers 11 und der Kupplung 13 gelangt die steckerseitige Verschlusshülse 29 in die kupplungsseitige Verschlusshülse 31. Die kupplungsseitige Verschlusshülse 31 wird dann auf die steckerseitige Verschlusshülse 29 aufgeschraubt, bis der in Fig. 1 B gezeigte Verbindungszustand erreicht ist. Die Anschlussstifte 19 greifen in diesem Verbindungszustand kontaktierend in die Aufnahmeöffnungen 25 ein. Weiterhin drückt die vordere Umrandung 49 der steckerseitigen Verschlusshülse 29 im Verbindungszustand gegen das Dichtelement 45, so dass dieses zwischen der steckerseitigen Verschlusshülse 29 und der kupplungsseitigen Verschlusshülse 31 eingeklemmt ist. Aus Fig. 1 B geht hervor, dass die Klemmfläche nur relativ klein ist und das Dichtelement 45 zudem ungleichmäßig belastet wird. Ferner werden beim Zusammenschrauben der Verschlusshülsen 29, 31 vergleichsweise starke Scherkräfte auf das Dichtelement 45 ausgeübt.When mating the plug 11 and the clutch 13, the plug-side closure sleeve 29 passes into the coupling-side closure sleeve 31. The coupling-side closure sleeve 31 is then screwed onto the plug-side closure sleeve 29 until the in Fig. 1 B reached shown connection state is. In this connection state, the connection pins 19 make contact with the receiving openings 25 in a contacting manner. Furthermore, the front border 49 of the plug-side closure sleeve 29 presses in the connection state against the sealing element 45, so that it is clamped between the plug-side closure sleeve 29 and the coupling-side closure sleeve 31. Out Fig. 1 B shows that the clamping surface is only relatively small and the sealing element 45 is also unevenly loaded. Furthermore, comparatively strong shearing forces are exerted on the sealing element 45 when the closure sleeves 29, 31 are screwed together.

Bei der in Fig. 2A bis 2D dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung sind diese Probleme dadurch behoben, dass ein Dichtelement 55 in Form einer flachen Scheibe an der Stirnfläche 17 des Steckerkörpers 15 angeordnet ist. Wie aus den Einzeldarstellungen gemäß Fig. 2C und 2D hervorgeht, ist das Dichtelement 55 kreisrund und weist zwei Flachseiten 57A, 57B sowie eine umlaufende Schmalseite 59 auf. Drei Durchführungen 60 dienen zum Durchführen der Anschlussstifte 19 und sind hinsichtlich ihres Durchmessers an diese angepasst. Das Dichtelement 55 kann aus einem Weichkunststoff, Silikon und/oder aus einem Elastomer hergestellt sein. Wie in Fig. 2A erkennbar ist das Dichtelement 55 in einer Kupplungsaufnahme 61 angeordnet, welche durch die Stirnfläche 17 des Steckerkörpers 15 und eine Innenwand 63 der steckerseitigen Verschlusshülse 29 gebildet ist. Als zusätzliches Dichtelement 45 ist wie bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Steckverbinder ein O-Ring am Boden 47 der kupplungsseitigen Verschlusshülse 31 angeordnet, wobei dies jedoch nicht zwingend ist.At the in Fig. 2A to 2D illustrated first embodiment of the invention, these problems are solved in that a sealing element 55 is arranged in the form of a flat disc on the end face 17 of the plug body 15. As from the individual presentations according to Fig. 2C and 2D As can be seen, the sealing element 55 is circular and has two flat sides 57A, 57B and a circumferential narrow side 59. Three bushings 60 serve to pass through the connecting pins 19 and are adapted to their diameter. The sealing element 55 may be made of a soft plastic, silicone and / or of an elastomer. As in Fig. 2A it can be seen that the sealing element 55 is arranged in a coupling receptacle 61, which is formed by the end face 17 of the plug body 15 and an inner wall 63 of the plug-side closure sleeve 29. As an additional sealing member 45, as in the conventional connector described above, an O-ring is disposed on the bottom 47 of the coupling-side shutter sleeve 31, but this is not mandatory.

Beim Zusammenstecken des Steckers 11 und der Kupplung 13 wird das Dichtelement 55 zwischen der Stirnfläche 17 des Steckerkörpers 15 und der Stirnfläche 23 des Kupplungskörpers 21 eingeklemmt und dadurch gleichmäßig komprimiert. Dadurch ist eine sichere Abdichtung der Verbindung gewährleistet - und zwar unabhängig davon, mit welchem Drehmoment die kupplungsseitige Verschlusshülse 31 auf die steckerseitige Verschlusshülse 29 aufgeschraubt wird. Da ausschließlich axiale Kräfte auf das Dichtelement 55 wirken und diese zudem über eine vergleichsweise große Fläche verteilt sind, ist kaum mit Beschädigungen des Dichtelements 55 zu rechnen. Dies gilt insbesondere deshalb, da keine Scherkräfte auf dass Dichtelement 55 ausgeübt werden. Während des Schraubvorgangs bleiben nämlich die Stirnfläche 17 des Steckerkörpers 15 und die Stirnfläche 23 des Kupplungskörpers 21 in ihrem unverdrehten Ausgangszustand.When plugging the plug 11 and the coupling 13, the sealing element 55 is clamped between the end face 17 of the plug body 15 and the end face 23 of the coupling body 21 and thereby uniformly compressed. This ensures a secure seal of the connection - regardless of the torque with which the coupling-side locking sleeve 31 is screwed onto the plug-side closure sleeve 29. Since only axial forces acting on the sealing element 55 and these are also distributed over a comparatively large area, is unlikely to damage the sealing element 55. This is especially true because no shear forces are exerted on that sealing element 55. Namely, during the screwing operation, the end face 17 of the plug body 15 and the end face 23 of the coupling body 21 remain in their untwisted initial state.

Der in Fig. 3A bis 3E gezeigte, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gestaltete Steckverbinder ist ähnlich gestaltet wie der vorstehend in Verbindung mit Fig. 2A bis 2D beschriebene Steckverbinder, wobei gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Dichtelement 55' weist hier jedoch einen scheibenförmigen Basiskörper 65 und zusätzlich drei an dem Basiskörper 65 befestigte, ringförmige Pufferelemente 67 auf, welche sich um die Durchführungen 60 herum erstrecken. Die ringförmigen Pufferelemente 67 sind voneinander beabstandet, so dass zwischen allen Pufferelementen 67 Freiräume 69 bestehen. Bei einem Zusammendrücken der Pufferelemente 67 können diese aufgrund der Freiräume 69 radial nach außen ausweichen, wie dies in Fig. 3E gezeigt ist. Dadurch ist ein Toleranzausgleich möglich.The in FIGS. 3A to 3E shown, designed according to a second embodiment of the invention connector is designed similar to that in connection with above Fig. 2A to 2D described connectors, wherein like-acting components are designated by the same reference numerals. However, the sealing element 55 'here has a disc-shaped base body 65 and additionally three attached to the base body 65, annular buffer elements 67, which extend around the passages 60 around. The annular buffer elements 67 are spaced apart, so that there are 67 clearances 69 between all the buffer elements. Upon compression of the buffer elements 67, these can escape radially outward due to the free spaces 69, as shown in FIG Fig. 3E is shown. This allows tolerance compensation.

Die ringförmigen Pufferelemente 67 können an dem Basiskörper 65 befestigt sein oder erst nach der Befestigung des Basiskörpers 65 am Steckerkörper 15 auf die Anschlussstifte 19 aufgesteckt werden. Bei bestimmten Anwendungen kann es auch ausreichend sein, ausschließlich die ringförmigen Pufferelemente 67 als Dichtelemente zu verwenden. Eine derartige Ausgestaltung ist in Fig. 4A und 4B gezeigt.The annular buffer elements 67 may be attached to the base body 65 or attached to the terminal pins 19 after attachment of the base body 65 to the plug body 15. In certain applications, it may also be sufficient to use only the annular buffer elements 67 as sealing elements. Such a configuration is in FIGS. 4A and 4B shown.

In den Fig. 2C, 2D, 3C-3E sowie 4A und 4B sind die Dichtelemente 55, 55', 67 als eigenständige Bauteile dargestellt. Es ist jedoch bei Bedarf möglich, derartige Dichtelemente 55, 55', 67 direkt an die Stirnfläche 17 des Steckerkörpers 15 oder auch an die Stirnfläche 23 des Kupplungskörpers 21 anzugießen oder anzuspritzen.In the Figs. 2C, 2D, 3C-3E and 4A and 4B the sealing elements 55, 55 ', 67 are shown as separate components. However, it is possible if necessary, such sealing elements 55, 55 ', 67 directly to the end face 17 of the plug body 15 or also to the end face 23 of the coupling body 21 pour or inject.

Die erfindungsgemäße Abdichtung kann im Prinzip für jede beliebige Bauform von Steckverbindern verwendet werden. Durch das rund um die Anschlussstifte 19 vorhandene Dichtmaterial wird nicht nur die Dichtwirkung verbessert, sondern auch die Festigkeit gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Prinzipiell können Dichtelemente, wie sie in den Fig. 2A-2D, 3A-3E, 4A und 4B gezeigt sind, auch an der Stirnfläche 23 des Kupplungskörpers 21 angeordnet sein. Eine Anordnung am Steckergrund hat jedoch den Vorteil einer günstigeren Unterbringung. Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine besonders zuverlässige Abdichtung von Steckverbindungen auch bei vergleichsweise großen Bauteiltoleranzen.The seal according to the invention can be used in principle for any type of connector. The sealing material present around the connecting pins 19 not only improves the sealing effect, but also improves the resistance to electrostatic discharge (ESD). In principle, sealing elements, as used in the Figs. 2A-2D, 3A-3E, 4A and 4B are shown, also be arranged on the end face 23 of the coupling body 21. However, an arrangement on the plug base has the advantage of a cheaper housing. Overall, the invention allows a particularly reliable sealing of connectors even with comparatively large component tolerances.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111: Steckerplug
1313: Kupplungclutch
1515: Steckerkörperplug body
1717: Stirnflächeface
1919: Anschlussstiftpin
2121: Kupplungskörperclutch body
2323: Stirnflächeface
2525: Aufnahmeöffnungreceiving opening
2727: Verschlussshutter
2929: steckerseitige Verschlusshülseplug-side locking sleeve
3131: kupplungsseitige VerschlusshülseClutch-side locking sleeve
3333: Außengewindeexternal thread
3737: Innengewindeinner thread
3939: Außenwandouter wall
4040: Innenwandinner wall
4545: Dichtelementsealing element
4747: Bodenground
4949: Umrandungborder
55, 55'55, 55 ': Dichtelementsealing element
57A57A: Flachseiteflat side
57B57B: Flachseiteflat side
5959: Schmalseitenarrow side
6060: Durchführungexecution
6161: KupplungsaufnahmeKupplungsaufnahme
6363: Innenwandinner wall
6565: Basiskörperbase body
6767: ringförmiges Pufferelementannular buffer element
6969: Freiraumfree space

LL: Längsachselongitudinal axis

Claims

A plug connector for a single-core or multi-core electrical line, comprising:
a plug (11) which comprises a plug body (15) having an end face (17) and at least one connector pin (19) projecting from the end face (17);

a coupling (13) which comprises a coupling body (21) having an end face (23), wherein at least one reception opening (25) is arranged in the end face (23) of the coupling body (21) for plugging in the at least one connector pin (19) of the plug (11) for establishing a connection;

an actuable closure (27) for holding the plug body (15) at the coupling body (21) with a connector pin (19) plugged into the reception opening (25); and

at least one sealing element (55') composed of an elastically deformable material for sealing the connection between the plug (11) and the coupling (13),
wherein the closure (27) has a closure sleeve (31) at the coupling side which is provided at the coupling body (21) and wherein the at least one sealing element (55') is manufactured from a soft plastic, wherein a closure sleeve (29) at the plug side is provided at the plug body (15) and is able to be screwed to the closure sleeve (31) at the coupling side; wherein
the at least one sealing element (55') is fastened to the end face (17) of the plug body (15) and is clamped between the end face (17) of the plug body (15) and the end face (23) of the coupling body (21) while deforming when the closure (27) holds the plug body (15) at the coupling body (21); and wherein
at least two mutually spaced apart connector pins (19) project from the end face (17) of the plug body (15) and can be plugged into respective reception openings (25) of the end face (23) of the coupling body (21), with a ring-shaped buffer element (67) composed of an elastically deformable material extending around each of the connector pins (19), characterized in that
the ring-shaped buffer elements (67) are attached to a plate-like or disk-like base body (65) of the sealing element (55'); and in that the plate-like or disk-like base body (65) of the sealing element (55') has a flat side (57A) which is remote from the ring-shaped buffer elements (67) and which contacts the end face (17) of the plug body (15).
A plug connector in accordance with claim 1,
characterized in that
the sealing element (55') does not project beyond the margin of the end face (17) of the plug body (15) and/or beyond the margin of the end face (23) of the coupling body (21) in a radial direction with respect to the longitudinal axis (L) of the at least one connector pin (19).
A plug connector in accordance with one of the preceding claims, characterized in that
the closure sleeve (29) at the plug side which is provided at the plug body (15) is configured to laterally engage about the coupling body (21), wherein the sealing element (55') is arranged in a coupling receiver (61) which is formed by the end face (17) of the plug body (15) and by an inner wall (63) of the closure sleeve (29) at the plug side.
A plug connector in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that
there is a respective free space (69) between two of the buffer elements (67).
A plug connector in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that
the buffer elements (67) themselves form sealing elements and, with the exception of the buffer elements (67), no further sealing elements are provided between the end face (17) of the plug body (15) and the end face (23) of the coupling body (21).
A plug connector in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that
the at least one sealing element (55') is manufactured from silicone and/or from an elastomer.
A plug connector in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that
the at least one sealing element (55') is manufactured from a hardenable, in particular silicone-based, polyurethane-based or epoxy-based sealing compound.
A plug connector in accordance with any one of the preceding claims, characterized in that
the at least one sealing element (55, 55', 67) is configured as an injection molded component, in particular as a multi-component injection molded component.
A plug connector in accordance with claim 8,
characterized in that
the at least one sealing element (55, 55', 67) is injected directly to the end face (17) of the plug body (15) or to the end face (23) of the coupling body (21).