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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungssystem, vorzugsweise für eine elektrische
Verbindungseinrichtung mit mindestens einem ersten und einem zweiten
Verbinderteil, welche zusammensteckbar sind, wobei das erste Verbinderteil
eine Verrastvorrichtung aufweist, welche eine Arretiereinrichtung,
die mit dem zweiten Verbinderteil formschlüssig in Eingriff bringbar ist,
sowie eine Sicherungseinrichtung, durch welche die Arretiereinrichtung
in Eingriffsstellung sicherbar ist, aufweist.
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Derartige
Verbindungssysteme werden insbesondere bei mehrpoligen elektrischen
Steckverbindern eingesetzt und finden z.B. im Automobilbau, im Maschinenbau
und bei elektrischen Maschinen und Geräten Anwendung, wobei sie dem
zuverlässig elektrischem
Verbindungsschluss zwischen zwei Verbinderteilen dienen.
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So
sind Steckverbinder in einer Vielzahl von Bauformen bekannt, die
zur zuverlässigen
Verriegelung der Verbinderteile einen bei vollständigem Zusammenführen der
Verbinderteile verrastenden Federarm an einem Verbinderteil und
eine Rastnase, die von diesem Federarm hintergreifbar ist, am anderen
Verbinderteil aufweisen. Auf diese Weise können beide Verbinderteile miteinander
verriegelt werden, um so ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung zu
verhindern.
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Hierbei
ergibt sich jedoch das Problem, dass derartige Steckverbinder häufig einen
erheblichen Einsteckwiderstand aufweisen. Dabei treten entlang des
Einsteckweges oft mehrere Druckpunkte auf, die dazu führen können, dass
der Monteur keine präzise Rückmeldung über die
vollständige
Montage erhält und
deshalb z.B. fälschlicherweise
von einer korrekten und vollständigen
Montage ausgeht, obwohl die Steckver bindung noch nicht vollständig zusammengeführt und
der Federarm noch nicht verrastet ist. In diesem Fall kommt es zur
Fehlmontage, die im Produktionsablauf unter Umständen nicht erkannt wird oder
zusätzliche
aufwändige
Kontrollprozeduren erforderlich macht. Weiterhin ist der Kraftverlauf,
der beim Zusammenbau der Steckverbinder entlang des Einsteckweges
auftritt, nur schwer exakt festzulegen und auf die Montageerfordernisse
optimal abzustimmen. Aufgrund der oftmals unzureichenden Rückmeldung
des Montagezustands an den Monteur besteht darüber hinaus die Gefahr, dass
auf die Steckverbinder eine zu große Montagekraft ausgeübt wird, um
ein vollständiges
Verrasten der Steckverbinder sicherzustellen, wodurch die Verbinderteile
beschädigt werden
können
und dann aufwändig
und arbeitsintensiv ausgetauscht werden müssen. Außerdem besteht die Gefahr des
versehentlichen Verrastens der Verbinderteile, wenn diese unbeabsichtigt
zu weit zusammengeführt
werden, so dass der Federarm bereits verrastet, bevor dies erwünscht ist.
In diesem Fall müssen
die Verbinderteile erst unter Umständen wieder mühsam voneinander
getrennt werden. Aus diesem Grunde reduziert sich die Arbeitseffizienz
bei der Montage und die Gefahr der Fehlmontage lässt sich nicht ohne weiteren
Kontrollaufwand zuverlässig ausschließen.
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Zur
Lösung
des vorgenannten Problems schlägt
die
US 6,109,956 A einen
elektrischen Steckverbinder mit Montageerkennungssystem vor, bei dem
das erste Verbinderteil einen Auswurfmechanismus aufweist, durch
welchen die beiden Verbinderteile bei unvollständiger Montage wieder auseinandergeschoben
und weitgehend voneinander getrennt werden. Während des Zusammenschiebens
der beiden Verbinderteile nimmt dabei ein mit dem ersten Verbinderteil
verbundener Arretierhaken, welcher zur Verrastung mit dem zweiten
Verbinderteil bei vollständiger
Montage der Verbinderteile bestimmt ist, einen Mitnehmeranschlag
eines im ersten Verbinderteil verschieblich geführten Federschlittens in Einschubrichtung
des ersten Verbinderteils mit und komprimiert dabei zwischen dem
Federschlitten und einem am zweiten Verbinderteil anschlagenden
Federanschlagteil eingespannte Schraubenfedern, bis durch Verrastung
des Arretierhakens mit dem zweiten Verbinderteil der Arretierhaken
unter dem Mitnehmeranschlag des Federschlittens abtaucht und diesen
so freigibt, wodurch die Schraubenfedern wieder entspannt werden.
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Der
Steckverbinder der
US
6,109,956 A weist jedoch eine hohe Komplexität auf und
erfordert eine exakte und vielschichtige Interaktion von – abgesehen
von den Schraubenfedern – mindestens
vier beweglichen Funktionsteilen, die wiederum teilweise unterschiedliche,
teils untereinander und/oder mit weiteren starren Gehäuseabschnitten
des ersten und/oder zweiten Verbinderteils interagierende Funktionsabschnitte
aufweisen, welche präzise
aufeinander abzustimmen und damit komplex zu konstruieren und zu
fertigen, aufwändig
bei der Steckverbinderherstellung zu montieren und sind. Außerdem beansprucht
der in der
US 6,109,956
A vorgeschlagene Mechanismus einen relativ großen Bauraum
und erfordert einen hohen Herstellungsaufwand und damit entsprechend
hohe Kosten.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem
der eingangs genannten Art, vorzugsweise für eine elektrische Verbindungseinrichtung
anzugeben, das leicht und zuverlässig
zu montieren ist und einfach und kostengünstig herzustellen ist und
die oben genannten Nachteile vermeidet oder vermindert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein gattungsgemäßes Verbindungssystem
der eingangs genannten Art, vorzugsweise für eine elektrische Verbindungseinrichtung,
bei dem die Arretiereinrichtung gegenüber dem ersten Verbinderteil
entlang der Einschubachse verschieblich ist.
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Ein
grundsätzlicher
Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion
besteht darin, dass durch den durch die Verschieblichkeit der Arretiereinrichtung entlang
der Einschubachse zusätzlich
gewonnenen Freiheitsgrad auf einfache Weise zusätzliche Gestaltungsspielräume für die Konstruktion
des Verbindungssystems erschlossen werden, die eine gestalterische
und fertigungstechnische Vereinfachung der Verbinderteile bei gleichzeitig
erhöhter
Zuverlässigkeit
und geringeren Konstruktions- und Rüst- und Maschinenkosten durch
eine geringere Anzahl von Teilen geringerer Komplexität ermöglichen,
wodurch sich die Herstellungskosten senken lassen.
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Ein
weiterer Vorzug der Erfindung liegt in der Möglichkeit, dass die Einschubkräfte in einem
weiten Kraftbereich auf die Montageerfordernisse eingestellt und
sehr präzise
definiert werden können.
Dabei ist es möglich,
die Einschubkräfte
weitgehend unabhängig
von Einbautemperatur, Feuchtigkeit, Verunreinigung, Verschleiß bei mehrfacher
Montage und anderen Faktoren zu halten. Weiterhin erlaubt die erfindungsgemäße Konstruktion
auch die Realisierung hoher Einschubkräfte, welche über lange
Einschubwege wirksam sind, ohne zusätzlichen konstruktiven Mehraufwand.
Außerdem
ist es möglich,
die Einschubkräfte
beispielsweise an die Steckerkonstruktion und die Montageerfordernisse
anzupassen.
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Auch
lässt es
sich auf diese Weise einfach realisieren, eine Auswurfvorrichtung
bereitzustellen, die bei unvollständiger Montage der beiden Verbinderteile
diese wieder voneinander trennt und so sehr zuverlässig jede
Fehlmontage sofort erkennen lässt, indem
ein sogenanntes „Go-NoGo-Prinzip", das lediglich eine
korrekte und vollständige
Montage der Verbinderteile oder gar keinen Zusammenbau zulässt, gewährleistet
werden. Dabei ist es möglich, eine
solche hinreichend große
Auswurfkraft über
einen großen
Teil, oder nahezu den gesamten Einschubweg bereitzustellen, so dass
z.B. die Verbinderteile bei unvollständiger Montage von selbst wieder
vollständig
auseinanderfallen. Hierdurch ist es sehr einfach möglich, Montagefehler
auszuschließen und
nachträgliche
Routinekontrollen einzusparen, da hierbei durch das vorgenannte „Go-NoGo-Prinzip" jede fehlerhafte
wie unvollständige
Montage praktisch unmöglich
ist.
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Ein
weiterer Vorteil kann darin liegen, dass bei einem typischen kraftgesteuerten
Einbau, bei dem die Montagekraft zum Zusammenführen der Verbinderteile von
außen
an den Verbinderteilen angesetzt und definiert wird, wobei nur bei Überschreiten
der definierten Montagemindestkraft durch das Zusammenführen der
Verbinderteile die Auswurfkraft deaktivierbar und die Montage der
Verbinderteile ausführbar
ist. Ein zu sätzlicher
Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, dass es möglich ist,
die Federelemente nach erfolgtem vollständigem Zusammenbau wieder zu
entlasten und somit eine negative Beeinträchtigung der Federelemente
oder der Verbindergehäuseteile,
wie sie bei permanentem Einwirken der Federkraft nicht zu vermeiden
ist, auszuschließen.
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Ein
weiterer, sehr wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen,
dass die Arretiereinrichtung durch die Sicherungseinrichtung zusätzlich und sehr
zuverlässig
gesichert und ein versehentliches Lösen der Verbindung zuverlässig ausgeschlossen wird.
Gleichzeitig erlaubt die erfindungsgemäße Konstruktion jedoch die
Möglichkeit,
durch Verschieben der Sicherungseinrichtung die Verrastvorrichtung schnell
und einfach zu lösen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung in einem ersten Teilbereich des Einschubweges
in Bezug auf das erste Verbinderteil in Einschubrichtung des zweiten
Verbinderteils verschieblich sein. Aufgrund dieser Verschieblichkeit
der Arretiereinrichtung lässt
sich in einem Teilbereich des Einschubweges ein Nachgeben dieser
Arretiereinrichtung erzielen, welches beispielsweise zur Erzeugung
eines definierten Einschubwiderstandes oder einer Auswurfkraft nutzbar
gemacht werden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung in einem zweiten Teilbereich des Einschubweges
in Bezug auf das zweite Verbinderteil in Einschubrichtung des ersten Verbinderteils
verschieblich sein. Hierdurch ist es möglich, den Verrastvorgang der
Arretiereinrichtung mit dem zweiten Verbinderteil besonders zuverlässig zu
gestalten, indem nach Erreichen bzw. Überschreiten eines bestimmten
Punktes im Einschubweg der Verrastvorgang in jedem Falle vollständig zu
Ende geführt
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiervorrichtung zumindest in einem Teilbereich des
Einschubweges entlang der Einschubachse gleichzeitig gegenüber dem
ersten und dem zweiten Verbinderteil verschieblich sein. Auf diese Weise
lassen sich die beiden vorgenannten Vorteile der Verschieblichkeit
der Arretiereinrichtung gegenüber
dem ersten Verbinderteil sowie derjenigen gegenüber dem zweiten Verbinderteil
miteinander kombinieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiervorrichtung zumindest in einem Teilbereich des
Einschubweges gleichzeitig gegenüber
dem ersten und dem zweiten Verbinderteil entlang der Einschubachse
verschieblich und dabei im Wesentlichen zumindest abschnittsweise
im Abstand zur Mittelachse des Verbindersystems veränderbar sein.
Hierdurch ist es beispielsweise möglich, einen Abschnitt der
Arretiervorrichtung in einem ersten Teilbereich des Einschubweges
durch das zweite Verbinderteil mitzunehmen und dabei beispielsweise von
der Mittelachse des Verbindersystems wegzubewegen und in einem zweiten
Teilbereich des Einschubweges die Arretiereinrichtung vollständig mit dem
zweiten Verbinderteil verrasten zu lassen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Sicherungseinrichtung zum Lösen der Arretiereinrichtung
vorzugsweise entgegen einer Federkraft entgegen der Einschubrichtung
des zweiten Verbinderteils verschieblich sein. Hierdurch ist es sehr
einfach möglich,
einen zusätzlichen
und sehr zuverlässigen
Sicherungsmechanismus für
die Arretiereinrichtung bereitzustellen und gleichzeitig die Arretiereinrichtung
im Falle einer erwünschten
Trennung der Verbinderteile leicht und schnell wieder zu lösen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Sicherungseinrichtung mit der Arretiereinrichtung federeleastisch
verbunden sein. Hierdurch ist es möglich, die beiden Einrichtungen
elastisch miteinander zu koppeln und sie somit beispielsweise gleichzeitig
beide Einrichtungen mit einer Vorspannung zu beaufschlagen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann zwischen einem Abschnitt der Sicherungseinrichtung und einem
Abschnitt der Arretiereinrichtung zumindest ein Fe derelement, vorzugsweise
zumindest eine Schraubenfeder, besonders bevorzugterweise zwei Schraubenfedern
eingespannt sein, welches in Einschubrichtung kompressibel ist und vorzugsweise
Sicherungseinrichtung und Arretiereinrichtung mit einer Vorspannung
entgegen deren Bewegungsrichtungen beaufschlagt. Durch das Einspannen
des Federelements zwischen Abschnitten von Sicherungseinrichtung
und Arretiereinrichtung können
diese beiden Einrichtungen mit Vorspannungen in einander entgegengesetzten
Richtungen beaufschlagt werden, wodurch Sicherungseinrichtung und
Arretiereinrichtung in zueinander entgegengesetzten Richtungen arbeiten
können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann vermittels der Arretiereinrichtung zumindest in einem Teilbereich
des Einschubweges eine Einschubhemmkraft, vorzugsweise eine Auswurfkraft erzeugbar
sein. Hierbei kann beispielsweise die Spannkraft eines Federelements,
welche auf die Arretiereinrichtung einwirkt, dazu genutzt werden,
um die in einem ersten Teilbereich des Einschubweges in Bezug auf
das erste Verbinderteil in Einschubrichtung des zweiten Verbinderteils
verschiebliche Arretiereinrichtung entgegen der Einschubrichtung
des zweiten Verbinderteils mit einer Einschubhemmkraft zu beaufschlagen,
welche zusätzlich
zum Zusammenführen
der Verbinderteile aufzubringen ist, oder sogar eine Auswurfkraft
zu erzeugen, durch die beispielsweise die beiden Verbinderteile
im Falle unvollständigen
Zusammenbaus und nicht erfolgter Verrastung der Verrastvorrichtung
wieder vollständig
voneinander getrennt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung entgegen der Federkraft in Einsteckrichtung
des zweiten Verbinderteils verschieblich sein, wodurch in Bezug
auf das zweite Verbinderteil in einem Teilbereich des Einschubweges
eine Auswurfkraft auf das zweite Verbinderteil ausübbar ist.
Hierdurch ist es konstruktiv besonders zweckmäßig möglich, die auf die Arretiereinrichtung
einwirkende Federkraft zur Erzeugung einer Auswurfkraft in einem
Teilbereich des Einschubweges zu nutzen um so bei unvollständiger Montage der
beiden Verbinderteile diese wieder voneinander zu trennen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung in einem Teilbereich des Einschubweges
gegenüber
dem zweiten Verbinderteil abstützbar
sein und in diesem abgestützten Zustand
in Einsteckrichtung gegenüber
dem ersten Verbinderteil bewegbar sein, wobei bei einem weiteren
Zusammenschieben der Verbinderteile der abgestützte Zustand deaktivierbar
ist und die Arretiereinrichtung gegenüber dem zweiten Verbinderteil
in Einsteckrichtung bewegbar ist. Durch diese nur in einem Teilbereich
des Einschubweges wirksame Abstützung
der Arretiereinrichtung gegenüber
dem zweiten Verbinderteil ist es möglich, in diesem Teilbereich
des Einschubweges beispielsweise eine Auswurfkraft wirksam werden
zu lassen, welche beispielsweise die beiden Verbinderteile bei unvollständigem Zusammenbau
wieder auseinandertreibt. Bei Überwinden
eines bestimmten Deaktivierungspunktes entlang des Einschubweges
ist jedoch dieser abgestützte
Zustand der Arretiereinrichtung gegenüber dem zweiten Verbinderteil
deaktivierbar, so dass hierdurch beispielsweise in jedem Fall ein
vollständiges Verrasten
und Verriegeln der beiden Verbinderteile sichergestellt werden kann
und es gleichzeitig beispielsweise auch zur Entlastung eines Federelementes,
welches die Arretiereinrichtung mit einer Vorspannung beaufschlagt,
kommen kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann im Bezug auf eine Ausgangsstellung, in welcher die beiden Verbinderteile
nicht miteinander in Kontakt stehen, die Sicherungseinrichtung in
Einschubrichtung des ersten Verbinderteils und die Arretiereinrichtung
entgegen dieser Richtung verschieblich sein. Hierdurch ist es möglich, dass
Arretiereinrichtung und Sicherungseinrichtung in entgegengesetzten
Richtungen arbeiten und hierbei die Arretiereinrichtung beispielsweise
in Einschubrichtung nachgibt und dabei gegenüber dem zweiten Verbinderteil eine
Enschubhemmkraft oder eine Auswurfkraft ausübt, während die Sicherungseinrichtung
beispielsweise zum Lösen
der Verbindung in der entgegengesetzten Richtung in Bezug auf die
Arretiereinrichtung zu betätigen
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Sicherungseinrichtung und die Arretiereinrichtung durch
ein Federelement miteinander gekoppelt sein, wobei die Sicherungseinrichtung
und die Arretiereinrichtung zumindest teilweise getrennt voneinander
beweglich sind. Durch eine solche Kopplung von Sicherungseinrichtung
und Arretiereinrichtung lassen sich beide Einrichtungen mit minimalem
konstruktivem Aufwand beispielsweise mit Vorspannungen beaufschlagen,
welche gleichgerichtet oder zueinander entgegengesetzt gerichtet
sein können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung einen Verrastarm aufweisen. Dies stellt
eine konstruktiv besonders einfache und bewährte Variante dar, mittels
derer die Arretiereinrichtung des ersten Verbinderteils mit dem zweiten
Verbinderteil verrastbar ist und so in verrastetem Zustand zuverlässig koppelbar
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verrastarm zumindest abschnittsweise federelastisch ausgeführt sein.
Hierdurch ist es möglich,
beispielsweise eine Vorspannung in Abschnitten des Verrastarms zu
erzeugen, ohne hierfür
ein zusätzliches
Federelement einsetzen zu müssen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung vorzugsweise der Verrastarm in Freigabestellung
vorgespannt sein. Durch eine solche Vorspannung der Arretiereinrichtung
in Freigabestellung findet eine Verriegelung der beiden Verbinderteile
durch die Arretiereinrichtung nur statt, wenn die Arretiereinrichtung
durch eine zusätzliche
Kraft in die Verriegelungsstellung bewegt wird, während ohne
das Wirksamwerden einer solchen Kraft die Arretiereinrichtung sich
in die Lösestellung
bewegt und somit die Montage und Demontage der Verbinderteile ermöglicht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Arretiereinrichtung, vorzugsweise der Verrastarm, durch
die Sicherungseinrichtung in Verriegelungsstellung bewegbar sein.
Hierdurch wird der Verrastarm selbst wenn er von sich aus nicht
in Richtung Verriegelungsstellung vorgespannt ist, durch Interaktion
mit der Sicherungs einrichtung in die Verriegelungsstellung bewegt,
indem beispielsweise die Sicherungseinrichtung eine Andruckkraft
auf die Arretiereinrichtung in Richtung der Verriegelungsstellung ausübt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann die Sicherungseinrichtung ein Freiraumprofil aufweisen, durch
welches eine zumindest abschnittsweise Bewegung der Arretiereinrichtung,
vorzugsweise des Verrastarms in zumindest einer Bewegungsrichtung,
vorzugsweise in zwei im Wesentlichen zueinander orthogonalen Bewegungsrichtungen
begrenzbar sein. Durch eine solche Interaktion zwischen Sicherungseinrichtung
und Arretiereinrichtung ist es auf konstruktive, elegante Weise
möglich, Sicherungseinrichtung
und Arretiereinrichtung in vorteilhafter Weise interagibel zu gestalten
und so zu einer besonders vorteilhaften Verrast- und Verriegelungsvorrichtung
zu kombinieren. Dabei ist es beispielsweise denkbar, die Sicherungseinrichtung
nach Art einer Überschubhülse so über dem
Verrastarm zu platzieren, dass dieser zuverlässig in der Verriegelungsstellung
gehalten wird. Bei Verschiebung der Sicherungseinrichtung in Einschubrichtung
des ersten Verbinderteils und/oder bei Verschiebung der Arretiereinrichtung
in Einschubrichtung des zweiten Verbinderteils verschiebt sich beispielsweise
der Verrastarm relativ zur Sicherungseinrichtung und gelangt so
beispielsweise von längsparallel
zur Gehäusemittelachse
des ersten Verbinderteils verlaufenden Sicherungsbereich in einen
Erweiterungsbereich, in dem sich das Freiraumprofil der Sicherungseinrichtung
sukzessiv erweitert und in Bezug auf die Gehäusemittelachse des ersten Verbinderteils
zurückweicht um
so beispielsweise dem Verrastarm die Möglichkeit zur Bewegung in die
Lösestellung
des Verrastarms zu eröffnen.
Hierbei ist es beispielsweise denkbar, während des Montagevorgangs beim
Zusammenschieben der beiden Verbinderteile den Verrastarm so lange
in Einschubrichtung mit dem zweiten Verbinderteil mitzunehmen, bis
dieser in den sich erweiternden Bereich des Freiraumprofils der
Sicherungseinrichtung gelangt und sich so in Lösestellung bewegen kann, um
anschließend
mit dem zweiten Verbinderteil zu verrasten. Zum Lösen der
verriegelten Verbindung zwischen ersten und zweiten Verbinderteil
wird die Sicherungseinrichtung in Einschubrichtung des ersten Verbinderteils
vorgeschoben, bis sich beispielsweise der Verrastarm im sich erweiternden Bereich
des Freiraumprofils der Sicherungseinrichtung befindet und sich
aus der Verriegelungsstellung in die Lösestellung bewegen kann, woraufhin
die beiden Verbinderteile wieder voneinander trennbar sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann durch die Sicherungseinrichtung eine zumindest abschnittswiese
Bewegung des Verrastarms im Wesentlichen senkrecht zur Einschubrichtung – vorzugsweise
eine zumindest abschnittsweise Bewegung des Verrastarms im Wesentlichen
in Radienrichtung im Bezug auf die Mittelachse der Verbindungseinrichtung – begrenzbar
sein. Durch diese spezifische Gestaltung der Sicherungseinrichtung kann
diese insbesondere eine Andruck- und Sicherungsfunktion auf die
Arretiereinrichtung ausüben.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann durch die Sicherungseinrichtung eine zentripetal in Bezug auf
die Mittelachse der Verbindungseinrichtung gerichtete Andruckkraft
auf den Verrastarm ausübbar
sein. Hierdurch kann der Verrastarm, auch wenn er beispielsweise
in Freigabestellung vorgespannt ist, mittels der Sicherungseinrichtung
in zentripetaler Richtung bewegt und so in Verriegelungsstellung
gebracht werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verrastarm eine Verrastungsstruktur, vorzugsweise eine
Verrastname aufweisen, welche vorzugsweise gegenüber einer durch die Einschubrichtung
definierten Normalebene um nicht mehr als 30° geneigt und zur Verrastung
mit einer zugeordneten Verrastungsgegenstruktur am zweiten Verbinderteil
vorgesehen sein. Durch eine solche Anordnung aus an dem Verrastarm
angebrachter Verrastungsstruktur und mit dem zweiten Verbinderteil
verbundener Verrastungsgegenstruktur ist es möglich, einen zuverlässigen Formschluss
zwischen diesen beiden Strukturen herzustellen und so die beiden
Verbinderteile zuverlässig
miteinander zu verriegeln.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann das zweite Verbinderteil eine Verastungsgegenstruktur, vorzugsweise
eine Verrastgegennase aufweisen, welche vorzugsweise gegenüber einer durch
die Einschubrichtung definierten Normalebene um nicht mehr als 30° geneigt
und formschlüssig durch
den Verrastarm des ersten Verbinderteils hintergreifbar ist. Hierdurch
ist es beispielsweise möglich,
zwei korrespondierende Verraststrukturen am Verrastarm und am zweiten
Verbinderteil bereitzustellen, die sich vorzugsweise hinsichtlich
ihrer Form komplementieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
können
Verrastungsstruktur und Verrastungsgegenstruktur einander zugeordnete
Keilflächen
darstellen, welche gegenüber
einer durch die Einschubrichtung definierten Normalebene um einen
Winkel von zwischen 10° und
45°, vorzugsweise
zwischen 20° und
30°, geneigt
und derart angeordnet sind, dass bei einer Relativbewegung der beiden
verrasteten Verbinderteile entgegen der Einschubrichtung der Verrastarm
mit einer Kraft in Löserichtung
des Verrastarms beaufschlagbar ist. Durch eine solche Keilanordnung
wie zuvor beschrieben, ist es möglich, bei
einer Relativbewegung der beiden verrasteten Verbinderteile entgegen
der Einschubrichtung den Verrastarm mit einer Kraft in Löserichtung
des Verrastarms zu beaufschlagen und so eine zuverlässige Trennung
der beiden Ver binderteile unabhängig
von einer eventuellen Vorspannung des Verrastarms in Richtung der
Verriegelungsstellung oder der Lösestellung
zu gewährleisten,
wobei zuverlässig
ein Verhaken des Verrastarms an der Verrastungsgegenstruktur verhindert
werden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Verrastarm eine Abstützfläche aufweisen,
durch welche der Verrastarm in Einschubrichtung gegen eine zugeordnete
Abstützgegenfläche des
zweiten Verbinderteils abstützbar
ist. Durch eine solche Abstützfläche ist
es möglich,
mittels des Verrastarms, welcher mit einer Vorspannung entgegen der
Einschubrichtung des zweiten Verbinderteils beaufschlagt ist, eine
Einschubhemmkraft bzw. eine Auswurfkraft gegenüber dem zweiten Verbinderteil zu
erzeugen und den Verrastarm in einem Teilbereich des Einschubweges
durch das zweite Verbinderteil mitzunehmen und so beispielsweise
relativ zur Sicherungseinrichtung zu verschieben, dass der Verrastarm
in einem sich erweiternden Bereich des Freiraumprofils der Sicherungseinrichtung
bewegt wird, welcher eine Bewegung des Verrastarms in die Lösestellung
zulässt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann zumindest eine der Flächen
von Abstützfläche des
Verrastarms und/oder die Abstützgegenfläche des
zweiten Verbinderteils gegenüber
einer durch die Einschubrichtung definierten Normalebene um einen
Winkel von zwischen 10° und
45°, vorzugsweise
zwischen 20° und
30°, geneigt
und derart angeordnet sein, dass bei einer Relativbewegung der beiden
Verbinderteile in Einschubrichtung der Verrastarm mit einer Kraft
in Löserichtung
des Verrastarms beaufschlagbar ist. Durch eine solche Anordnung
wird der Verrastarm unabhängig
von einer eventuellen Vorspannung, während des Einschubvorgangs
bei Gegenschieben der Abstützfläche des Verrastarms
gegen die Abstützgegenfläche des zweiten
Verbinderteils mit einer Kraft in Löserichtung des Verrastarms
beaufschlagt, wodurch sich der Verrastarm bei Erreichen eines sich
erweiternden Bereiches des Freiraumprofils der Sicherungseinrichtung in
Löserichtung
bewegt und so zuverlässig über die Verrastungsgegenstruktur
des zweiten Verbinderteils hinweg gleiten kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
können
die Abstützfläche des
Verrastarms und die Abstützgegenfläche des
zweiten Verbinderteils einander zugeordnete Keilflächen darstellen,
welche gegenüber
einer durch die Einschubrichtung definierten Normalebene um einen
Winkel von zwischen 10° und
45°, vorzugsweise
zwischen 20° und
30°, geneigt
und derart angeordnet sind, dass bei einer Relativbewegung der beiden
Verbinderteile in Einschubrichtung der Verrastarm mit einer Kraft
in Löserichtung
des Verrastarms beaufschlagbar ist. Durch eine solche Anordnung
wird der Verrastarm während
des Einschubvorgangs bei Gegenschieben der Abstützfläche des Verrastarms gegen die
Abstützgegenfläche des
zweiten Verbinderteils noch zuverlässiger mit einer Kraft in Löserichtung
des Verrastarms beaufschlagt, wodurch die Öffnungsbewegung des Verrastarms
bei Erreichen eines sich erweiternden Bereiches des Freiraumprofils
der Sicherungseinrichtung in Löserichtung
und das Übergleiten
der Verrastungsgegenstruktur des zweiten Verbinderteils noch leichtgängiger und
mit geringerer Reibungskraft hervorgerufen werden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
können
Arretiereinrichtung und/oder Sicherungseinrichtung, vorzugsweise
Arretiereinrichtung und Sicherungseinrichtung am ersten Verbinderteil entlang
der Einschubachse gleitgeführt
sein. Hierdurch ist es möglich,
eine definierte Linearverschieblichkeit der entsprechenden Einrichtungen
entlang der Einschubachse zu gewährleisten
und bei den entsprechenden Einrichtungen eine Verdrehung und/oder
Bewegung in anderen Raumachsen zu unterbinden und hierdurch die
geforderte präzise
Interaktion der einzelnen Komponenten sicherzustellen.
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Die
vorstehend ausgeführten
Ausgestaltungen der Erfindung stellen lediglich eine Auswahl zweckmäßiger Gestaltungsmöglichkeiten
des Erfindungsgegenstandes dar, wie sie in den einzelnen Unteransprüchen niedergelegt
sind. Diese speziellen Gestaltungsmöglichkeiten können einzeln,
oder soweit technisch möglich
und sinnvoll auch in Kombination mehrerer der vorerwähnten Gestaltungsvarianten
mit einem Verbindungssystem, vorzugsweise für elektrische Verbindungseinrichtungen
gemäß dem Anspruch
1 Anwendung finden, wodurch sich die entsprechenden der vorerwähnten Vorzüge miteinander kombinieren
lassen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den dazugehörigen
Figuren näher
erläutert. Es
zeigen:
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1a die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitts in
einer die Mittelachse der Verbindungseinrichtung umfassenden Ebene A-A
durch eine Verbindungseinrichtung mit einem ersten und einem zweiten
Verbinderteil mit einer Verrastvorrichtung nach einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
in einem ersten Zustand des Einschubvorgangs;
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1b die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitt in einer
außermittigen, in
Bezug auf die in 1a dargestellten Schnittebene
A-A parallelen Schnittebene B-B durch die Verbindungseinrichtung
der 1a mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil
mit einer Verrastvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem ersten Zustand des Einschubvorgangs;
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2a die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitts in
einer die Mittelachse der Verbindungseinrichtung umfassenden Ebene A-A
durch die Verbindungseinrichtung der 1a mit einem
ersten und einem zweiten Verbinderteil mit einer Verrastvorrichtung
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem zweiten Zustand des Einschubvorgangs;
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2b die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitt in einer
außermittigen, in
Bezug auf die in 2a dargestellten Schnittebene
A-A parallelen Schnittebene B-B durch die Verbindungseinrichtung
der 2a mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil
mit einer Verrastvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem zweiten Zustand des Einschubvorgangs;
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3a die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitts in
einer die Mittelachse der Verbindungseinrichtung umfassenden Ebene A-A
durch die Verbindungseinrichtung der 1a mit einem
ersten und einem zweiten Verbinderteil mit einer Verrastvorrichtung
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem dritten Zustand des Einschubvorgangs nach Verrastung der
Verbindungseinrichtung;
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3b die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitt in einer
außermittigen, in
Bezug auf die in 3a dargestellten Schnittebene
A-A parallelen Schnittebene B-B durch die Verbindungseinrichtung
der 3a mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil
mit einer Verrastvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem dritten Zustand des Einschubvorgangs nach Verrastung der
Verbindungseinrichtung;
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4a die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitts in
einer die Mittelachse der Verbindungseinrichtung umfassenden Ebene A-A
durch die Verbindungseinrichtung der 1a mit einem
ersten und einem zweiten Verbinderteil mit einer Verrastvorrichtung
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem Zustand während
des Lösevorgangs
nach Bewegung der Sicherungseinrichtung in Lösestellung;
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4b die
schematische Darstellung eines medianen Longitudinalschnitt in einer
außermittigen, in
Bezug auf die in 4a dargestellten Schnittebene
A-A parallelen Schnittebene B-B durch die Verbindungseinrichtung
der 4a mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil
mit einer Verrastvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem Zustand während
des Lösevorgangs
nach Bewegung der Sicherungseinrichtung in Lösestellung;
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5a die
schematische perspektivische Halbschnittdarstellung durch eine Verbindungseinrichtung
in medianer Longitudinalschnittebene A-A durch die Verbindungseinrichtung
der 1a mit einem ersten und einem zweiten Verbinderteil
mit einer Verrastvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem ersten, in 1a dargestellten Zustand des
Einschubvorgangs;
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5b die
schematische perspektivische Halbschnittdarstellung durch eine Verbindungseinrichtung
in einer außermittigen,
in Bezug auf die in 1a dargestellten Schnittebene
A-A parallelen Schnittebene B-B durch die Verbindungseinrichtung der 5a mit
einem ersten und einem zweiten Verbinderteil mit einer Verrastvorrichtung
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
in einem ersten, in 1a dargestellten Zustand des
Einschubvorgangs;
-
6 perspektivische
Explosionsdarstellung durch die Verbindungseinrichtung der 1a mit
einem ersten und einem zweiten Verbinderteil mit einer Verrastvorrichtung
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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Die 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b zeigen
schematische Darstellungen von Longitudinalschnitten durch die Verbindungseinrichtung
nach einer Ausführungsform
der Erfindung in einer mittigen (Figur ...a) bzw. in einer dazu
parallelen, außermittigen
Longitudinalschnittebene (Figur ...b) in drei verschiedenen Zuständen während des
Montagevorgangs der beiden Verbinderteile 1, 2 (1... bis 3...)
sowie in einem Zustand während
des Entriegelungvorgangs (4...). Die 5a und 5b zeigen
den 1a und 1b entsprechende
schematische perspektivische Halbschnittdarstellung, wiederum in
einem ersten, in 1a dargestellten Zustand des
Montagevorgangs, sowie die 6 eine Explosionsdarstellung
jeweils derselben Verbindungseinrichtung wie in den vorangegangenen
Figuren.
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Die
Verbindungseinrichtung umfasst ein erstes äußeres Gehäuseteil, welches dem ersten
Verbinderteil 1 zugeordnet ist, in welches ein zweites Gehäuseteil,
welches dem zweiten Verbinderteil 2 zugeordnet ist, in
einer Einschubrichtung einschiebbar ist. Die Gehäuseteile bestehen aus einem
polymeren Material, vorzugsweise einem Thermoplasten oder Duroplasten.
Das erste Verbinderteil 1 weist eine Verrastvorrichtung 3 auf,
welche eine Arretiereinrichtung 4, die mit dem zweiten
Verbinderteil 2 formschlüssig verrastbar ist, sowie
eine Sicherungseinrichtung 5, durch welche die Arretiereinrichtung 4 in
der verrasteten Stellung sicherbar ist, umfasst.
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Die
beiden Einrichtungen, die Arretiereinrichtung 4 sowie die
Sicherungseinrichtung 5 sind in entsprechende Gehäuseabschnitte
des ersten Verbinderteils 1 entlang der Einschubachse einführbar, wodurch
die beiden Einrichtungen innerhalb des Gehäuses des ersten Verbinderteils
entlang der Einschubachse gleitgeführt sind. Zwischen entsprechenden
Anschlagabschnitten der Arretiereinrichtung 4 und der Sicherungseinrichtung 5 sind
zwei Schraubenfedern 6 eingespannt, durch die die beiden
Einrichtungen, die Arretiereinrichtung 4 und die Sicherungseinrichtung 5 in
entgegengesetzte Richtungen mit einer Vorspannung beaufschlagt werden.
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Die
Sicherungseinrichtung 5 weist in ihrem mittleren Längsbereich
einen zungenförmigen,
elastisch ausgeführten
Verrastarm 7, welcher, mit der Arretiereinrichtung 4 verbunden,
in Lösestellung
vorgespannt und in Bezug auf eine in Einschubachsenrichtung verlaufende
Mittelachse durch die Verbindungseinrichtung an einem Ende des Verrastarms 7 in
im Wesentlichen radialer Richtung bewegbar ist und in Einsteckrichtung
frontaler Richtung eine Nasenstruktur aufweist, welche präfrontal
eine im Bezug auf die durch die Einschubrichtung definierte Normalebene geneigte
Abstützfläche 11 und
postfrontal eine im Bezug auf diese Normalebene komplementär geneigte Verraststruktur 9 mit
einer entsprechenden Anlagefläche
aufweist. Beiderseits des Verrastarms 7 befinden sich in
der Arretiereinrichtung 4 Führungsrinnen für die beiden
Schraubenfedern 6, welche auf diese Weise zwischen den
vorerwähnten
Führungsrinnen der
Arretiereinrichtung 4 und entsprechenden Führungsstrukturen
der Sicherungseinrichtung 5 zuverlässig in Axialrichtung geführt und
vor lateralen Aus weichbewegungen geschützt werden. Die Sicherungseinrichtung 5 weist
in ihrem mittleren Längsbereich
ein Freiraumprofil 8 auf, welches den Bewegungsraum des
Verrastarms 7 der Arretiereinrichtung 4 vorgibt
und begrenzt.
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Das
zweite Verbinderteil 2 weist eine Doppelnasenstruktur 10, 12, 14 auf,
deren in Einschubrichtung erste Nasenstruktur zur Nasenstruktur
des Verrastarms 7 am ersten Verbinderteil 1 komplementär ist und
ebenfalls entsprechend gegenüber
der entsprechenden Normalebene geneigte Abstützgegenflächen 12 und Flächen der
Verrastungsgegenstruktur 10 aufweist, die mit den entsprechenden
zugeordneten Flächen 9, 11 der
Nasenstruktur des Verrastarms 7 während des Montage- und Demontagevorgangs
der beiden Verbinderteile in Interaktion treten.
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Im
Folgenden wird die Funktion der Verrastvorrichtung während des
Montage- und Demontagevorgangs näher
erläutert:
Beim
Zusammenbau des ersten 1 und zweiten 2 Verbinderteils
wird zunächst
das zweite Verbinderteil 2 in die dafür vorgesehene Aufnahmeöffnung des
ersten Verbinderteils 1 eingeführt, bis die Abstützfläche 11 der
Nasenstruktur des Verrastarms 7 der Arretiereinrichtung 4 mit
der Abstützgegenfläche 12 der
Nasenstruktur des zweiten Verbinderteils in Anlage kommt (1a und 1b).
Da die Sicherungseinrichtung 5 ein im Bezug auf die in
Einsteckrichtung verlaufende Mittelachse der Verbindungseinrichtung
radiales Ausweichen des Verrastarms 7 aufgrund des Freiraumprofils 8 nicht
zulässt,
wird die Arretiereinrichtung 4 mit dem Verrastarm 7 durch
weiteren Einschub des zweiten Verbinderteils 2 in das erste
Verbinderteil 1 in Einschubrichtung des zweiten Verbinderteils 2 mitgenommen,
wodurch es zu Kompression der zwischen der Arretiereinrichtung 4 und
der Sicherungseinrichtung 5 eingespannten Schraubenfedern 6 kommt
und somit eine Auswurfkraft auf das zweite Verbinderteil 2 ausgeübt wird.
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Bei
weiterem Zusammenschieben des ersten 1 und zweiten 2 Verbinderteils
gelangt der Verrastarm 7 in einen sich erweiternden Bereich
des Freiraumprofils 8 der Siche rungseinrichtung 5 und kann
so aufgrund seiner Vorspannung in Richtung Freigabestellung und
aufgrund der durch die im Bezug auf die Normalebene geneigte Anordnung
der Auflageflächen
auftretenden Kraft in Richtung der Freigabestellung des Verrastarms 7 bewegt
werden, bis die Nasenstruktur des Verrastarms 7 über die
entsprechende Nasengegenstruktur des zweiten Verbinderteils hinweggleiten
kann (Zustand in den 2a und 2b dargestellt)
und aufgrund der Kraft der vorgespannten Feder 6 sowie
der Formgebung des Freiraumprofils 8 der Sicherungseinrichtung 5 vollständig in
die Eingriffsposition der Verraststruktur 9 des Verrastarms 7 und
der Verrastungsgegenstruktur 10 des zweiten Verbinderteils 2 bewegt
werden kann, wobei Verrastarm 7 durch das Freiraumprofil 8 der
Sicherungseinrichtung 5 in der Verriegelungsposition angepresst
und sicher gehalten wird (Zustand in den 3a und 3b dargestellt).
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Dabei
kann es aufgrund der geometrischen Gegebenheiten von Sicherungseinrichtung 5 mit Freiraumprofil 8,
Arretiereinrichtung 4 mit Sicherungsarm 7 und
den entsprechenden Verrastungs- und Verrastungsgegenstrukturen dazu
kommen, dass nach dem Überwinden
der Nasenstruktur des Verrastarms 7 der Nasengegenstruktur
des zweiten Verbinderteils 2 der Verrastarm 7 in
Einschubrichtung des ersten Verbinderteils 1 so weit vorschnellt,
dass die Abstützfläche 11 der
Nasenstruktur des Verrastarms 7 gegen eine zweite Nasenstruktur 14 anschlägt, welche
am zweiten Verbinderteil 2 in Einschubrichtung hinter der
ersten Nasenstruktur des zweiten Verbinderteils 2 angebracht
ist. Die beiden Verbinderteile 1 und 2 weisen
dabei einen gewissen Überschiebeweg
auf, welcher es zulässt,
dass die beiden Verbinderteile 1 und 2 in Bezug
auf die Montageendstellung geringfügig weiter zusammengeschoben
werden können
und sich nach dem vollständigen
Verrasten der Verrastvorrichtung 3 um diesen Überschiebeweg
wieder auseinander bewegen.
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Zum
Lösen der
Verbindung wird eine Betätigungsfläche 13 der
Sicherungseinrichtung 5 in Einschubrichtung des ersten
Verbinderteils 1 entgegen der Federkraft vorgeschoben,
bis das Freiraumprofil 8 der Sicherungseinrichtung 5 mit
dem sich erweiternden Bereich über
dem Verrastarm 7 angeordnet ist, wodurch der Verrastarm 7 aufgrund
seiner Vorspannung in Richtung Freigabestellung sowie aufgrund der
Neigung der korrespondierenden Flächen von Verraststruktur 9 am
Verrastarm 7 und Verrastungsgegenstruktur 10 am
zweiten Verbinderteil 2 gegenüber der Normalebene aufgrund
der Keilwirkung in Freigaberichtung bewegt wird und so die beiden
Verbinderteile 1 und 2 wieder voneinander getrennt
werden können.