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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung mit einem ersten
Steckerteil, welches mit einem zweiten Steckerteil in Richtung einer
Steckachse zusammensteckbar ist, wobei im zusammengesteckten Zustand
Kontakte des ersten Steckerteils in leitender Verbindung zu Kontakten
des zweiten Steckerteils stehen, wobei das zweite Steckerteil ein konzentrisch
zur Steckachse angeordnetes Gewinde und das erste Steckerteil ein
Fesselungsorgan aufweist mit zumindest einem von einem Tragelement getragenen
Gewindeeingriffselement, welches durch Verlagern eines dem Fesselungsorgan
zugeordneten Betätigungsgliedes radial zur Achse von einer
Außereingriffsstellung zum Gewinde in eine Eingriffsstellung
zum Gewinde bringbar ist.
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Eine
derartige elektrische Steckverbindung ist aus der
DE 10 2004 028 060 A1 vorbekannt.
Die gattungsbildende Steckverbindung besteht aus zwei Steckerteilen,
die wahlweise über eine Schraubverbindung oder über
eine Schnappverbindung aneinander fesselbar sind. Eines der beiden
Steckerteile bildet hierzu ein Gewinde aus. Es kann sich dabei um eine
Innengewinde, oder um ein Außengewinde handeln. Das andere
Steckerteil bildet ein Fesselungsorgan aus, welches zweiteilig gestaltet
ist. Es besitzt ein erstes Teil, welches unmittelbar mit dem Gewinde zusammen
wirkt. Hierzu bildet das Tragteil Gewindeeingriffselement in Form
von in Richtung auf die Gewindegänge weisenden Vorsprünge
aus. Diese Vorsprünge sind durch Verlagerung eines Betätigungsgliedes
in Form einer Hülse in Radialrichtung verlagerbar. Die
Gewindeeingriffselemente können somit in eine Eingriffsstellung
in das Gewinde gebracht werden. Zum Verbinden der beiden Steckerteile
werden sie zusammengesteckt, wobei ein Kontaktträger des
einen Steckerteiles in eine Einstecköffnung des anderen
Steckerteiles hineingesteckt wird. Dabei überlaufen die
in einer Außerwirkungsstellung liegenden Gewindeeingriffselemente
die Gewindegänge des Gewindes. Durch anschließende
Verlagerung des Betätigungsgliedes werden die Gewindeeingriffselemente
in die Eingriffsstellung zum Gewinde gebracht. Jetzt kann das gesamte
Fesselungsorgan gedreht werden, um die beiden Steckerteile aneinander zu
fixieren, wobei damit eine Axialverlagerung hergeht, die einen Dichtring
komprimiert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße
Steckverbindung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene
Erfindung, wobei jeder Anspruch eine eigenständige Lösung
der Aufgabe darstellt und mit jedem anderen Anspruch kombinierbar ist.
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Zunächst
und im Wesentlichen ist vorgesehen, dass das erste Steckerteil ein
Gewindeeingriffselement in Form einer Kugel aufweist. Die Kugel liegt
lose in einem Fenster des Tragelementes ein und ist in Radialrichtung
zwischen Außereingriffsstellung und Eingriffsstellung verlagerbar.
Wie beim Stand der Technik kann das Gewindeeingriffselement, welches
erfindungsgemäß von einer Kugel ausgebildet wird,
durch eine Verlagerung eines Betätigungsgliedes gegenüber
einem Tragelement in eine Gewindeeingriffsstellung gebracht werden.
In dieser Position wirkt das Fesselungsorgan wie ein Gegengewinde
zum Gewinde des zweiten Steckerteils. Durch Drehen des Fesselungsorgans
kann auch hier ein Dichtring komprimiert werden. Handelt es sich
bei dem Gewinde um ein Außengewinde, so ist die Kugel durch
Verschieben oder Drehen eines Betätigungsgliedes, welches
bevorzugt von einer Betätigungshülse gebildet
ist, radial einwärts zu verlagern. Handelt es sich bei
dem Gewinde um ein Innengewinde, so muss die Kugel in Radialaußenrichtung
verlagert werden. Das Tragelement wird bevorzugt von einer drehbar
auf einem Kontaktträger gelagerten Traghülse gebildet.
Diese besitzt in Umfangsrichtung an verschiedenen Stellen angeordnete
Fenster. In den Fenstern liegt jeweils eine Kugel ein. Damit die
Kugeln in den Raum zwischen zwei Gewindegängen des Gegengewindes eingreifen
können, liegen die Kugeln auf einer Wendelganglinie, die
der Steigung des Gewindes entspricht. Es können drei und
mehr Kugeln in Umfangsrichtung angeordnet sein, und bevorzugt liegt
die Anzahl der Kugeln bei 3, 6 bzw. 8. Die Fenster können
eine kreisförmige Grundrisskontur besitzen. In jedem der
Fenster liegt eine Kugel ein, wobei der Durchmesser der Kugel größer
ist als die Wandung der Traghülse. Das Fenster bildet auf seiner
zum Gewinde hinweisenden Öffnungsseite eine Tragschulter
aus, damit die Kugel nicht aus dem Fenster herausfallen kann. Die
Tragschulter kann von einem einwärts gerichteten Kragen
ausgebildet sein, und kann sich an eine konisch verlaufende Fensterwand
anschließen. Vor der vom Gewinde wegweisenden Öffnung
des Fensters liegt je nach Betriebsstellung des Betätigungsgliedes
entweder ein Ausweichfreiraum, in den die Kugel in ihrer Außereingriffsstellung
eingetaucht ist, oder eine Halteflanke, die die Kugel in der Eingriffstellung
zum Gewinde beaufschlagt. Die Halteflanke kann von einem Steuervorsprung
gebildet sein. Der Steuervorsprung kann auch eine Steuerschräge
aufweisen, um die Kugel von ihrer Eingriffsstellung in die Eingriffsstellung zum
Gewinde zu steuern. Ist die Betätigungshülse in Achsrichtung
verlagerbar, so wird der Steuervorsprung bevorzugt von einem Umfangswulst
ausgebildet. Bei dieser Variante der Erfindung ist die Betätigungshülse
bevorzugt drehfest der Traghülse zugeordnet, so dass die
Außenwandung der Betätigungshülse auch
als Angriffsfläche zum Drehen des Fesselungsorgans genutzt
werden kann. Alternativ dazu kann die Betätigungshülse
auch gegenüber dem Tragelement um einen gewissen Winkelbetrag
verdreht werden, um die Kugel zu verlagern. Bei dieser Ausgestaltung
wechseln sich Steuervorsprünge und Ausweichfreiräume
in Umfangsrichtung ab. Der Querschnitt der Betätigungshülse
kann bei dieser Variante die Form eines Dreirunds bilden. Das Betätigungsglied
kann anschlagbegrenzt verlagert werden. Eine Anschlagsstellung entspricht
dabei der Außereingriffsstellung der Kugel und eine andere
Anschlagsstellung entspricht dabei der Eingriffsstellung der Kugel
zum Gewinde. Das Gewinde kann einem hülsenartigen Gewindeträger
zugeordnet sein. In einer Variante bildet dieser hülsenartige Gewindeträger eine
Einsteckhülse aus, die in Einsteckrichtung vor einem Kontaktträger
des zweiten Steckerteiles liegt. In die von der Einsteckhülse
ausgebildete Einstecköffnung kann der Kontaktträger
des ersten Steckerteiles eingesteckt werden, so dass Kontakte der
beiden Steckerteile in elektrisch leitende Verbindung zueinander
treten. Der Kontaktträger des ersten Steckerteiles kann
eine Stufe ausbilden, auf der ein Dichtring liegt. Gegen diesen
Dichtring tritt eine Stirnfläche der Einsteckhülse
des zweiten Steckerteils. Zwischen dem Kontaktträger des
ersten Steckerteils und der Traghülse befindet sich ein
Ringspalt, in den beim Zusammenstecken der beiden Steckerteile die Einsteckhülse
eintaucht. Der Kugeldurchmesser ist nicht nur größer
als die Wandstärke der Traghülse. Der Durchmesser
der Kugel ist darüber hinaus auch größer
als der Abstand zweier Gewinderippen, so dass die Kugel an beiden
Flanken des sich zwischen den beiden Gewinderippen erstreckenden
Gewindetales anliegt. Bevorzugt liegt die Kugelaußenfläche auf
den Eckpunkten der Gewinderippenflanken an, in denen die Gewindeflanken
in die Rippenstirnflächen übergehen. Optional
besitzt das das Fesselungsorgan ausbildende Steckerteil eine Rüttelsicherung, um
ein selbsttätiges Lösen der Verschraubung der beiden
Steckerteile zu verhindern. Hierzu kann ein Federglied des Tragelementes
in die Zahnlücken eines verzahnten Abschnittes des Kontaktträgers
eingreifen. Beim Drehen werden die einzelnen Zähne unter Überwindung
einer Rastkraft überlaufen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend und anhand beigefügter
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Steckerteils,
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2 das
Steckerteil gemäß 1 mit teilweise
aufgeschnittenem Fesselungsorgan 5,
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3 einen
Längsschlitz durch zwei ineinander gesteckte Steckerteile 1, 2 in
nicht-verriegeltem Zustand,
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4 eine
Darstellung gemäß 3 im verriegelten
Zustand,
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5 einen
vergrößerten Ausschnitt V in 4,
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6 einen
Schnitt etwa gemäß der Linie VI-VI in 3,
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7 einen
Schnitt etwa gemäß Linie VII-VII in 4,
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8 schematisch
einen Schnitt wie 6 eines zweiten Ausführungsbeispiels,
und
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9 schematisch
einen Schnitt wie 7 des zweiten Ausführungsbeispiels.
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Die
elektrische Schaltverbindung besteht aus zwei Steckerteilen 1, 2,
die zusammengesteckt werden können, damit in den Zeichnungen
nicht dargestellte elektrische Kontakte in elektrisch leitende Berührung
zueinander treten. Dabei stoßen Kontaktträger 18, 19 der
beiden Steckerteile 1, 2 mit ihren Stirnseiten
gegeneinander. Der Kontaktträger 18 des ersten
Steckerteils 1 wird dabei in eine Einsteckhülse 17 des
zweiten Steckerteils 2 hineingeschoben. Die Einsteckhülse 17 besitzt
auf ihrer Außenwandung ein Außengewinde 4.
Beim Ausführungsbeispiel besitzt das Außengewinde 4 nur
wenige Gewindegänge.
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Der
Kontaktträger 18 des ersten Steckerteils 1 steckt
ebenso wie der Kontaktträger 19 des zweiten Steckerteils 2 in
einer Kunststoffumspritzung 24. Der Kontaktträger 18 bildet
eine Ringschulter 21 aus, auf der ein Dichtring 20 liegt,
der auf der der Schulter 21 gegenüberliegenden
Seite im zusammengesteckten Zu stand von der Stirnfläche 22 der
Einsteckhülse 17 beaufschlagt wird. Erfolgt dies
mit einer Axialkraft, so wird der Dichtring 20 komprimiert
und bildet eine wasserfeste Abdichtung.
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Auf
dem Kontaktträger 18, der im Wesentlichen eine
kreiszylindrische Gestalt aufweist, ist ein aus mehreren Teilen
bestehendes Fesselungsorgan 5 verlagerbar gelagert. Das
Fesselungsorgan 5 kann gedreht werden, damit ein mit der
Bezugsziffer 7 bezeichnetes Gewindeeingriffselement sich
in den Gewindegängen des Gewindes 4 verlagern
kann, damit die besagte Axialkraft aufgewandt werden kann. Hierzu
stützt sich das Fesselungsorgan 5 an einem Vorsprung
des Kontaktträgers 18 in Achsrichtung ab.
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Bei
den Ausführungsbeispielen besteht das Fesselungsorgan 5 aus
einer innenliegenden Hülse, die ein Tragelement 6 ausbildet.
Diese Hülse 6 kann um die Achse 3 des
Kontaktträgers 18 gedreht werden. Sie ist aber
dem Kontaktträger 18 axial fest zugeordnet. Eine
geringfügige Axialbewegbarkeit ist aber durchaus möglich.
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Das
Tragelement 6 ist von einer äußeren Hülse 8 umgeben,
die ein Betätigungsglied ausbildet. Das Betätigungsglied 8 besitzt
einen radial einwärts ragenden Vorsprung 23, der
eine Halteflanke 11 ausbildet. Dem Steuervorsprung 23 ist
ein Ausweichfreiraum 12 benachbart. Der Ausweichfreiraum 12 geht in
Form einer Steuerschräge 10 in die Halteflanke 11 über.
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Das
Tragelement 6 besitzt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
in gleicher Winkelverteilung angeordneter Fenster 9. Die
im Wesentlichen auf einer Kreiszylinderumrisskontur laufende Fensterwandung 13 verläuft
konusförmig radial einwärts und bildet im durchmessergeringen
Bereich Tragschultern 14 aus, auf denen eine im jeweiligen
Fenster 9 einliegende Kugel 7 aufliegen kann.
Die Ku gel 7 besitzt einen Durchmesser, der größer
ist als die Wandungsstärke der Hülse 6.
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Durch
eine Relativverlagerung des Betätigungsgliedes 8 gegenüber
dem Tragelement 6 können die Kugeln 7 von
einer in den 3 bzw. 8 dargestellten
Freigabestellungen in eine in den 4 bzw. 9 dargestellte
Verriegelungsstellung verlagert werden. In der Freigabestellung 3 befindet
sich der Ausweichfreiraum 12 vor der radial nach außen weisenden Öffnung
des Fensters 9, so dass ein Abschnitt der Kugel 7 in
den Ausweichfreiraum 12 eintreten kann. Der gegenüberliegende
Abschnitt der Kugel 7 liegt in dieser Freigabestellung
außerhalb des Gegengewindes 4 und im Wesentlichen
vollständig im Fenster 9.
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Wird
das Betätigungsglied 8 gegenüber dem Tragelement 6 verlagert,
so schiebt sich zunächst die Steuerschräge 10 über
das Fenster 9 und verdrängt die Kugel 7 in
Radialrichtung, wobei der radial einwärts gerichtete Abschnitt
der Kugel 7 in ein Gewindeteil 16 zwischen zwei
Gewinderippen 15 eintaucht. Die Kugel 7 wirkt
dadurch als Gewinde-Eingriffselement. In der Verriegelungsstellung
liegt die Halteflanke 11 vor der nach radial außen
weisenden Seite der Kugel 7 und hält die Kugel 7 in
der Gewindeeingriffsstellung.
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Bei
dem in den 1–7 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel ist das Betätigungsglied 8 drehfest
mit dem Tragelement 6 verbunden. Das Betätigungsglied 8 kann
aber anschlagbegrenzt gegenüber dem Tragelement 6 in
Achsrichtung verlagert werden. In der in 3 dargestellten
Freigabestellung stützt sich eine Stirnrandkante 8' des
Betätigungsgliedes 8 auf einer Stirnkante 24' der
Umspritzung 24 ab. In dieser Position befindet sich ein
den Ausweichfreiraum bildender Ringfreiraum 12 in Radialrichtung
außen vor den Fenstern 9. Wie aus den 6 und 7 ersichtlich
ist, sind insgesamt 8 Fenster vorgesehen, die in Umfangsrichtung
gleich verteilt um das Zentrum 3 angeordnet sind. In jedem dieser
Fenster 9 liegt eine Kugel 7. Die Mittelpunkte der
Fenster 9 liegen auf einer Wendelganglinie, die dem Gewindegang
des Gewindes 4 entspricht. Die Halteflanke 11 verläuft
bei diesem Ausführungsbeispiel ebenso wie die Rückwand
des Ausweichfreiraumes 12 auf einer Zylindermantelinnenfläche.
Die Steuerschräge 10 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel
eine konische Fläche aus. Der Durchmesser der Halteflanke 11 ist
so gewählt, dass mit ihr in der in 4 dargestellten
Verriegelungsstellung das Fenster 9 verschlossen ist. Die
Halteflanke 11 liegt somit an der Außenwandung
des Tragelementes 6 an.
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Wird
das Betätigungsglied 8 von der in 3 dargestellten
Freigabestellung in die in 4 dargestellte
Verriegelungsstellung geschoben, so beaufschlagt die Steuerschräge 10 entweder
gleichzeitig oder nacheinander sämtliche Kugeln 7 und
steuert die Kugeln 7 radial einwärts zwischen
zwei Gewinderippen 15. Der Durchmesser der Kugel 7 ist
somit bevorzugt größer als der Scheitelabstand
zweier benachbarter Gewinderippen 15. Sind die Kugeln 7 bis in
die Verriegelungsstellung verlagert, so liegt die Halteflanke 11 vor
dem Fenster 9 und verhindert eine Rückverlagerung
der Kugel 7 aus der Eingriffstellung in das Gewinde 4.
In dieser Stellung kann das Betätigungsglied 8 gedreht
werden. Dabei wird das Tragelement 6 und die Kugeln 7 drehmitgeschleppt.
Das Fesselungsorgan 5 wirkt in dieser Stellung als Überwurfmutter
und ist in der Lage, eine Spannkraft auf den Dichtring 20 aufzubringen.
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Eine
nicht dargestellte Rüttelsicherung sorgt dafür,
dass die Spannstellung erhalten bleibt.
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Bei
dem in den 8 und 9 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiel ist das Betätigungsglied 8 gegenüber
dem Tragelement 6 um etwa 60° zu verdrehen, um
ausgehend von einer Freigabestellung die Verriegelungsstellung zu
erreichen. Diese Verdrehung erfolgt anschlagsbegrenzt in beiden Drehrichtungen.
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Nicht
dargestellte Anschlagmittel halten das Betätigungsglied 8 in
der in 8 dargestellten Freigabestellung derart, dass
es um 60° gegenüber dem Tragelement 6 bis
in die in 9 dargestellte Fesselungsstellung
gedreht werden kann. Ein Weiterdrehen des Betätigungsgliedes 8 hat
ein Mitschleppen des Tragelementes 6 zur Folge, so dass
auch mit dieser Ausführungsform eine Spannkraft auf einen
Dichtring 20 aufgebracht werden kann.
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Das
Tragelement 6 des in den 8 und 9 dargestellten
zweiten Ausführungsbeispiels besitzt im Wesentlichen die
gleiche Form wie das Tragelement 6 des ersten Ausführungsbeispiels,
wobei beim zweiten Ausführungsbeispiel lediglich drei Kugeln 7 in
jeweils einem Fenster einliegen. Auch hier sind die Fenster auf
einer Wendelgangkurve angeordnet und in Umfangsrichtung gleichmäßig
um das Zentrum 3 verteilt angeordnet.
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Die
Innenwandung des Betätigungsgliedes 8 wird von
einem Unrund gebildet. Das Unrund besitzt drei jeweils in 120° Winkelabstand
angeordnete Ausweichfreiräume 12. Zwischen den
Ausweichfreiräumen 12 befindet sich jeweils ein
Steuervorsprung 23, der eine Halteflanke 11 ausbildet,
die in der in 9 dargestellten Verriegelungsstellung
vor dem Fenster 9 liegt. Dabei liegt die Halteflanke 11 in
einem geringeren Radialabstand vor dem Fenster 9, als die
Wandung des Ausweichfreiraums 12, so dass in der in 8 dargestellten
Stellung, in der die Wandung des Ausweichfreiraums mit Abstand vor
dem Fenster 9 liegt, die Kugel in eine Freigabestellung
nach radial außen ausweichen kann. Durch Drehen des Betätigungsgliedes 8 überläuft
eine Steuerschräge 10 die Kugel und verdrängt
sie nach radial einwärts, bis sich die Halteflanke 11 über
das Fenster 9 gelegt hat.
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Auch
hier kann eine Rüttelsicherung vorgesehen sein. Hierzu
kann der Kontaktträger 18 eine Umfangsverzahnung
ausbilden, in die ein Federelement des Tragelementes oder des Betätigungsgliedes 8 eingreift.
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Die
beiden Verlagerungsendstellungen des Betätigungsgliedes 8 gegenüber
dem Tragelement 6 können ebenfalls über
Rastmittel gesichert sein.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich.
In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt
der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004028060
A1 [0002]