-
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, in beliebiger Ausgestaltung, insbesondere Rundsteckverbinder, mit zwei ineinander steckbaren Komponenten, wobei jede der Komponenten ein Gehäuse mit einem mindestens einen elektrischen Kontakt umfassenden Einsatz aufweist, wobei beide Komponenten Abdichtmittel aufweisen, die beim Trennen der Komponenten den jeweiligen Einsatz nach außen vorzugsweise automatisch, abdecken und ggf. abdichten.
-
Gattungsbildende Steckverbinder, insbesondere auch sogenannte Rundsteckverbinder, sind hinlänglich aus der Praxis bekannt, nämlich in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Lediglich beispielhaft sei dazu auf die
DE 100 21 377 A1 verwiesen.
-
Der hier in Rede stehende elektrische Steckverbinder kann unterschiedlichst konstruiert und konzipiert sein. So kann es sich dabei beispielsweise um Kupplungsteile und Flanschteile in Form ineinander steckbarer Komponenten handeln, wobei es durchaus möglich ist, dass eine der beiden Komponenten einem Gehäuse oder einer Steckerleiste zugeordnet ist. Üblicherweise werden die Komponenten elektrischer Steckverbinder, beispielsweise Kupplungs- und Flanschteile, durch manuell aufsteckbare Schutzkappen bzw. Klappdeckel abgedichtet, wenn sie außer Eingriff sind.
-
Außerdem ist es bei herkömmlichen Steckverbindern üblich, diese mit erheblichem konstruktivem Aufwand herzustellen, nämlich dahingehend, dass jede Komponente für sich gesehen, d. h. individuell, gefertigt wird. Eine universelle Verwendbarkeit der die jeweilige Komponente definierenden Bauelemente, so beispielsweise des funktionalen Einsatzes, ist nicht möglich.
-
Letztendlich sind die aus der Praxis bekannten Steckverbinder und deren Komponenten auf die jeweilige Applikation zugeschnitten, so dass immer nur eine konkrete Anwendung der Steckverbinder realisiert ist.
-
Aus der
DE 101 42 196 A1 ist eine gattungsbildende Buchse für eine schmutzgeschützte Steckverbindung sowie Steckverbindung vorbekannt. Die Steckverbindung umfasst zwei ineinander steckbare Komponenten, die jeweils elektrische Kontakte aufweisen. Die elektrischen Kontakte werden beim Trennen der Komponenten automatisch von Abdichtmitteln abgedeckt.
-
Die aus der
DE 101 42 196 A1 bekannte Steckerverbindung hat den Nachteil, dass die Abdichtung bei raueren Bedingungen nicht ausreichend Schutz bietet. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass während des Steckvorgangs die elektrischen Kontakte der einen Komponente bewegt werden. Durch diese Bewegung kommt es bereits nach wenigen Steckvorgängen zu Kontaktproblemen (Kabelbruch) zwischen den elektrischen Kontakten und den daran befestigten elektrischen Leitern.
-
Aus der
DE 26 25 648 A1 ist ein Kontaktstecker und eine Steckverbindung aus Kontaktstecker und Kontaktbuchse vorbekannt. Die zwei ineinander steckbaren Komponenten umfassen jeweils elektrische Kontakte, die über Abdichtmittel beim Trennen der Komponenten automatisch abgedeckt werden. Die Abdichtmittel sind als Membrane mit eindrückbaren Stellen ausgeführt.
-
Die
DE 10 2007 026 815 A1 zeigt ein Universalgehäuse für einen Steckverbinder. Das Gehäuse dient dazu, einen beliebigen Rundsteckverbinder aufzunehmen und im zusammengesteckten Zustand ein hohes Maß an Dichtigkeit zu gewähren.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder der gattungsbildenden Art, insbesondere einen Rundsteckverbinder, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass jede der beiden Komponenten ein hohes Maß an Betriebssicherheit aufweist, wobei sich die Komponenten je nach Bedarf modular aufbauen bzw. gestalten lassen.
-
Die voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist der gattungsbildende elektrische Steckverbinder, insbesondere Rundsteckverbinder, derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Einsatz ggf. über einen Adapter in das Gehäuse integriert ist, dass die Einsätze ortsfest in den Gehäusen der Komponenten angeordnet sind und dass das Kupplungsteil eine gegen Federkraft verschiebbare, den Einsatz zumindest teilweise umgebende Schutzhülse umfasst, die im entkoppelten Zustand die elektrischen Kontakte des Einsatzes ab-/überdeckt und durch Einstecken des Flanschteils in eine die elektrischen Kontakte freigebende hintere Position verschiebbar ist.
-
In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass die voranstehende Aufgabe durch eine geschickte Ausgestaltung der Einsätze in überraschend einfacher Weise gelöst werden kann. Dazu sind die Einsätze ortsfest – ggf. über einen Adapter – in den Gehäusen der Komponenten angeordnet. Da die elektrischen Kontakte integrale Bestandteile der Gehäuse sind, sind diese somit stets – insbesondere während des Steckvorgangs – fixiert. Kabelbruch, der durch die Bewegung der elektrischen Kontakte beim Einstecken der Komponenten ineinander entsteht, wird dadurch vermieden.
-
In erfindungsgemäßer Weise umfasst das Kupplungsteil eine gegen ein elastisches Mittel, beispielsweise gegen Federkraft, verschiebbare, den Einsatz zumindest teilweise umgebende Schutzhülse. Im entkoppelten Zustand werden die elektrischen Kontakte des Einsatzes von der Schutzhülse ab-/überdeckt und durch Einstecken der anderen Komponente, nämlich des Flanschteils, in eine die elektrischen Kontakte freigebende hintere Position verschoben. Die Schutzhülse dient somit zum Ab-/Überdecken der seitlich in Längsrichtung ausgebildeten elektrischen Kontakte, wobei die Schutzhülse diese elektrischen Kontakte nur dann freigibt, wenn sie aufgrund des eingesteckten Flanschteils in ihre hintere, die elektrischen Kontakte freigebende Position verschoben worden ist. Nur dann sind die elektrischen Kontakte des Einsatzes des Kupplungsteils zur Kontaktierung freigegeben.
-
Des Weiteren ist erkannt worden, dass durch die Ausgestaltung des Einsatzes mit einer diesen teilweise umgebenden Schutzhülse die elektrischen Kontakte des Einsatzes auch unter rauester Außenbedingung in idealer Weise geschützt werden.
-
Die Abdichtmittel können dem Adapter und/oder dem Einsatz innerhalb des Gehäuses zugeordnet sein. Im Konkreten ist es denkbar, dass die Abdichtmittel in den Einsatz integriert sind bzw. im Außenbereich des Einsatzes angeordnet sind. So können die Abdichtmittel zwischen dem Adapter bzw. Gehäuseteil und dem Einsatz angeordnet sein und dort entsprechend wirken.
-
In ganz besonders vorteilhafter Weise werden beim Ineinanderstecken der Komponenten die Abdichtmittel im Gehäuse gegen elastische Mittel, beispielsweise gegen Federkraft, verschoben. Dabei gelangen die Einsätze mit ihren Kontakten übereinander, wodurch ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Eine fakultativ vorhersehbare mechanische Kodierung sorgt dafür, dass die beiden Komponenten mit definierter Position ineinander steckbar sind.
-
Im Konkreten kann die eine Komponente als Kupplungsteil und die andere Komponente als Flanschteil ausgeführt sein, wobei das Kupplungsteil in das Flanschteil einsteckbar ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Kupplungsteil und das Flanschteil vorzugsweise über deren Adapter (der nicht zwingend erforderlich ist) eine Verrastung, Sicherung oder dgl. definieren, wonach die Komponenten im zusammengesteckten Zustand aneinander arretiert bzw. ineinander gehalten sind. Ein unbeabsichtigtes Lösen der Komponenten voneinander ist damit wirksam vermieden.
-
Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Schutzhülse und/oder der Adapter bzw. der Einsatz des Kupplungsteils weitere Dichtelemente zur radialen Abdichtung im Sinne eines Feuchteschutzes aufweist. Die weiteren Dichtelemente wirken im entkoppelten Zustand der Komponenten.
-
In Bezug auf das Flanschteil ist eine ähnliche Vorkehrung getroffen, ist nämlich innerhalb des Einsatzes ein gegen elastische Mittel, beispielsweise Federkraft, verschiebbarer Schutzbolzen vorgesehen, der im entkoppelten Zustand der Komponenten den Zugriff auf die elektrischen Kontakte des Einsatzes des Flanschteils sperrt. So ist sowohl eine mechanische Schutzfunktion als auch eine Abdichtfunktion realisiert.
-
Durch Einstecken des Flanschteils in das Kupplungsteil drückt der Einsatz des Kupplungsteils gegen den federkraftbeaufschlagten Schutzbolzen des Flanschteils und drückt diesen dabei in eine die elektrischen Kontakte des Flanschteils freigebende hintere Position in dem Flanschteil. Entsprechend wird der Schutzbolzen verschoben, nämlich solange, bis die im Innern des Flanschteils ausgebildeten elektrischen Kontakte komplett zur Kontaktierung durch die entsprechenden elektrischen Kontakte des Kupplungsteils freigegeben sind.
-
Auch der Schutzbolzen und/oder der Adapter bzw. der Einsatz umfasst (umfassen) weitere Dichtelemente zur radialen Abdichtung im Sinne eines Feuchteschutzes. Diese Dichtelemente wirken im entkoppelten Zustand der Komponenten.
-
Voranstehende Ausführungen machen deutlich, dass die beiden Komponenten des elektrischen Steckverbinders, beispielsweise das Kupplungsteil und das Flanschteil, derart gegeneinander bzw. aufeinander wirken, dass sie beim Zusammenstecken die Abdichtmittel in ihre die elektrischen Kontakte freigebende Position verschieben. Werden dagegen die Komponenten außer Eingriff gebracht, gelangen beidseits die Abdichtmittel aufgrund ihrer Federkraftbeaufschlagung in ihre die elektrischen Kontakte abdeckende bzw. überdeckende Position.
-
In Bezug auf die Abdichtmittel sei noch einmal hervorgehoben, dass diese durch einen Federkörper, vorzugsweise über eine Spiralfeder, in ihre die elektrischen Kontakte abdeckende Position gedrückt werden. Entsprechend werden die Abdichtmittel durch die jeweils andere Komponente in ihre die elektrischen Kontakte freigebenden Position verbracht.
-
Die ggf. vorgesehenen weiteren Dichtelemente wirken zwischen dem jeweiligen Einsatz und dem Adapter oder dem Gehäuse. Sie kommen dann zum abdichtenden Einsatz, wenn die Abdichtmittel die elektrischen Kontakte abdecken bzw. überdecken. Somit ist auch deren Wirkung durch die Federkraft begünstigt.
-
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
-
1 in einer schematischen Ansicht, geschnitten, ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders am Beispiels eines Kupplungsteils und eines Flanschteils,
-
2 in einer perspektivischen Ansicht den Gegenstand aus 1 von der Seite des Flanschteils her gesehen,
-
3 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, den Gegenstand aus den 1 und 2, teilweise geschnitten, im zusammengesteckten Zustand mit deaktivierten Abdichtmitteln im Kontaktbereich; die Schnittstelle ist über ein Gehäusedichelement abgedichtet, wobei dieses Element auch die Rückstellkraft des Bajonettverschlusses generiert,
-
4 in einer perspektivischen Ansicht, teilweise geschnitten, den Gegenstand aus 3,
-
5 in einer schematischen Ansicht den modular verwendbaren Einsatz des Flanschteils aus den 1 bis 4,
-
6 in einer schematischen Ansicht den modular verwendbaren Einsatz des Kupplungsteils aus den 1 bis 4,
-
7 in einer schematischen Ansicht den Gegenstand aus 6, ohne Schutzhülse, jedoch mit eingezogenen Kontaktstiften,
-
8 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten und weggebrochen, das Kupplungsteil aus den 1 bis 4 mit einem zum Verriegeln dienenden Bajonettring, wobei der Adapter zur Aufnahme des in der Figur nicht gezeigten Einsatzes erkennbar ist,
-
9 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders am Beispiel eines Kupplungsteils und eines Flanschteils mit Bajonett-Adapter und zusätzlichen Dichtelementen zum Feuchteschutz, wobei die Komponenten außer Eingriff sind,
-
10 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kupplungsteils mit besonderen Dichtelementen zum Feuchteschutz, bzw. zur Minimierung der Verschlusskräfte,
-
11 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kupplungsteils mit besonderen Dichtelementen zum Feuchteschutz, bzw. zur Minimierung der Verschlusskräfte,
-
12 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kupplungsteils mit besonderen Dichtelementen zum Feuchteschutz und mit Bremsnopppen zum Realisieren einer geschwindigkeitsunabhängigen Abdichtung der Kontakte mittels Schutzhülse, und
-
13 in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, den Gegenstand aus 12, gekoppelt mit einem dazu passenden Flanschteil.
-
Der grundsätzliche Aufbau eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders ergibt sich aus dem allgemeinen Teil der Beschreibung. Die 1 bis 13 zeigen konkrete Ausführungsbeispiele mit weiteren konkreten Merkmalen.
-
1 zeigt in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten und weggebrochen, ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders, nämlich einen Rundsteckverbinder. Im Konkreten sind die beiden ineinander zu steckenden Komponenten als Kupplungsteil 1 und als Flanschteil 2 ausgeführt. Die Komponenten bzw. das Kupplungsteil 1 und das Flanschteil 2 sind ineinander steckbar, wobei jede der Komponenten ein Gehäuse 3, 4 umfasst. In dem Gehäuse ist jeweils ein Einsatz 5, 6 vorgesehen, wobei jeder Einsatz 5, 6 mindestens einen elektrischen Kontakt 7a, 7b umfasst.
-
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in erfindungsgemäßer Weise sowohl der Einsatz 5 des Kupplungsteils 1 als auch der Einsatz 6 des Flanschteils 2 über einen Adapter 8, 4 in das Gehäuse 3, 4 integriert. An dieser Stelle sein angemerkt, dass das Gehäuse die Funktion des Adapters übernehmen kann. Das mit Bezugszeichen 9 gekennzeichnete Teil gehört zum Einsatz.
-
Des Weiteren weisen beide Komponenten 1, 2 besondere Abdichtmittel 10, 11 auf, die beim Trennen der Komponenten 1, 2 den jeweiligen Einsatz 5, 6 nach außen abdecken und – entsprechend ihrer konkreten Ausgestaltung – auch abdichten.
-
1 zeigt weiter deutlich, dass die Einsätze 5, 6 ortsfest in den jeweiligen Gehäusen 3, 4 der Komponenten 1, 2 angeordnet sind. Außerdem sind die Abdichtmittel 10, 11 dem jeweiligen Einsatz 5, 6 zugeordnet und wirken im Falle des Kupplungsteils 1 zwischen dem Einsatz 5 und dem Adapter 8, sowie dem Kontaktkörper 16, und im Falle des Flanschteils 2 innerhalb des Einsatzes 6 und Abdichtmittels.
-
1 zeigt deutlich, dass die Abdichtmittel 10, 11 federkraftbeaufschlagt sind, nämlich durch jeweils eine Spiralfeder 12, 13 in eine die elektrischen Kontakte 7 abdeckende Position gedrückt sind. Die 1 und 2 zeigen dies gemeinsam.
-
Gemäß den Darstellungen in den 3 und 4 ist erkennbar, dass beim Ineinanderstecken der Komponenten 1, 2 die Abdichtmittel 10, 11 im Gehäuse 3, 4 verschoben werden, so dass die Einsätze 5, 6 mit ihren elektrischen Kontakten 7a, 7b übereinander geschoben werden, wie dies bei dem in den 3 und 4 gezeigten Zustand der Fall ist.
-
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass sich die Erfindung grundsätzlich auf eine elektrische Schnittstelle bezieht, die als Steckverbinder zu bezeichnen ist. Beim Öffnen der Schnittstelle werden die elektrischen Kontakte 7 der beiden Komponenten 1, 2, hier am Beispiel eines Kupplungsteils 1 und eines Flanschteils 2, aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus selbsttätigt, d. h. automatisch abgedichtet, ohne dass dabei eine manuelle Betätigung der beiden Komponenten 1, 2 erforderlich ist.
-
Der konstruktive – modulare – Aufbau des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist derart ausgelegt, dass die komplette Abdeckungs-/Dichtungsfunktion wie auch die eigentliche elektrische Funktion in die jeweiligen Einsätze 5, 6 verlagert ist. Mit Hilfe des Adapters 8, 9, der in vorteilhafter Weise mit einer maßlich standardisierten Einsatz-Kammer ausgestattet ist, werden die erforderlichen Feder- bzw. Stift-Einsätze spezifisch auf die jeweils gewünschte Applikation angepasst. So ist das erfindungsgemäße Konzept derart ausgestaltet, dass die Einsätze 5, 6 über den Adapter 8, 9 in das jeweilige Gehäuse 3, 4 einsetzbar bzw. einfügbar sind.
-
Zur Anwendung eines jeweiligen Einsatzes 5, 6 für eine andere Applikation wird ein entsprechend angepasster Adapter benötigt, um nämlich den universellen Einsatz einer anderen Komponente realisieren zu können. Dadurch sind unterschiedlichste Anwendungen realisierbar, wobei sich die Komponenten modular aufbauen lassen.
-
Als Besonderheit des erfindungsgemäßen Steckverbinders sei erwähnt, dass sich die Komponenten auch direkt in ein Gerätegehäuse einsetzen lassen. Verriegelungen können dem jeweiligen Gehäuse zugeordnet bzw. in das Gehäuse integriert sein. Weiterreichende Miniaturisierungen sind im Rahmen dieser Technik denkbar. Der Montageaufwand ist aufgrund der modularen Auslegung auf ein Minimum herabgesetzt.
-
Zu 4 sei des Weiteren angemerkt, dass zur Verriegelung der beiden Komponenten 1, 2 eine Bajonetthülse 14 vorgesehen ist, durch die die beiden Komponenten 1, 2 im zusammengesteckten Zustand verriegelt sind. Das Abdichtmitte (27) generiert eine Rückstellkraft, die den Bajonettring (14) im geschlossenen Zustand arretiert.
-
Die sich aus der voranstehend erörterten Konstruktion ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Steckverbinders lassen sich stichwortartig wie folgt zusammenfassen:
- – Bajonettverschluss, dient zur Arretierung der zusammengesteckten Komponenten, wobei auch andere Verriegelungssysteme, bspw. Pusch-Pull-Verriegelungen, realisierbar sind.
- – beidseitige, automatische Abdeckung/Abdichtung der im getrennten Zustand sonst offenen Komponenten;
- – modulare Einsätze (standardisierte Kammern innerhalb der Einsätze, verwendbar für Kupplungs- und Flanschteile);
- – rationelle Herstellung (gleichermaßen manuelle wie auch automatische Bestückung der Kontakte möglich);
- – kurze, kompakte Einsätze sind realisierbar;
- – keine beweglichen Teile im Kabelraum;
- – Minimierung der Kupplungs- und Trennkräfte durch minimierte Dichtungskräfte (minimale Reibungskräfte);
- – sichere Dichtung der Komponenten bzw. der Kupplungs- und Flanschteile (Verzögerungsfunktion bei Stifteinheit);
- – geschirmte und ungeschirmte Versionen sind realisierbar.
-
Das Funktionsprinzip einer automatischen Abdichtung der jeweiligen Schnittstelle bzw. des Steckverbinders basiert auf zwei ineinander steckbare Komponenten, bspw. in Form eines Kupplungsteils 1 und eines Flanschteils 2. Die konkrete Funktion ergibt sich aus der voranstehenden Erörterung der 1 bis 4.
-
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 sei hervorgehoben, dass während des Steckens des Kupplungsteils 1 in das Gehäuse 4 des Flanschteils 2 ein Schutzbolzen 15 durch einen Kontaktkörper 16 des Steckereinsatzes 5 entgegen der Federkraft der Spiralfeder 13 nach hinten gedrückt wird, so dass die in 5 erkennbare elektrische Kontakte 7b, die dort als Federkontakte ausgeführt sind, sukzessive freigegeben werden. Gleichzeitig wird eine Schutzhülse 18 des in 6 gezeigten Einsatzes 5 durch die Stirnfläche des Adapters 9 des Flanschteils 2 entgegen der Federkraft der Spiralfeder 12 des Kupplungsteils 1 zurückgeschoben. Damit werden die elektrischen Kontakte 7a freigegeben. Im komplett zusammengesteckten Zustand, d. h. in Endstellung, sind die beiderseitigen elektrischen Kontakte 7a, 7b frei füreinander zugänglich, so dass die als Federkontakte ausgeführten elektrischen Kontakte 7b der Federeinheit auf die elektrischen Kontakte 7a der Steckereinheit 17 drücken und somit ein elektrischer Kontakt hergestellt ist.
-
Das Öffnen der Schnittstelle bzw. das Entkoppeln der Komponenten 1, 2 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge wie folgt:
Durch entgegengesetztes Drehen der Bajonetthülse 14 werden die Komponenten 1, 2 entsichert. Somit wird die Schnittstelle entriegelt.
-
Beim Auseinanderziehen der Komponenten 1, 2 wird die Schutzhülse 18 des Einsatzes 5 aufgrund der Wirkung der dortigen Spiralfeder 12 in Richtung der Federkraft bewegt. Gleichzeitig drückt die Spiralfeder 13 den Schutzbolzen 15 in die äußere Ausgangsposition im Flanschteil 2.
-
Das Flanschteil 2 schließt sich somit selbsttätig, indem nämlich der Schutzbolzen 15 des Einsatzes 6 durch die Federkraft der Spiralfeder 13 gegen den Adapter 9 des Flanschteils 2 gedrückt wird. Eine radiale Abdichtung wird bereits insoweit realisiert. Entsprechend den voranstehenden Ausführungen ist ein mechanischer, elektrischer Schutz und gleichzeitig auch ein gewisser Feuchteschutz gegeben. Während des voranstehend geschilderten Vorgangs wird die Schutzhülse 18 des Kupplungsteils 1 durch die Kraft der dortigen Spiralfeder 12 gegen eine entsprechende Dichtfläche im Kupplungsteil 1 gedrückt, d. h. ein im Kupplungsteil 1 vorgesehener V-Ring wird gegen die Dichtfläche des Adapters 8 des Kupplungsteils 1 gedrückt. Eine zweite Dichtstelle dichtete radial zwischen der Schutzhülse 18 und dem Kontaktkörper 16 ab (siehe 9–13). Analog dazu ist anzumerken, dass der Adapter 9 seinerseits mit einer standardisierten Einheit-Kammer zur Aufnahme des Einsatzes 6 ausgestattet ist.
-
Entsprechend den voranstehenden Ausführungen sind die beiden Komponenten 1 und 2 der zuvor erörterten Schnittstelle im getrennten Zustand selbsttätig abgedichtet und somit gegen Fremdeinwirkung, insbesondere auch in Bezug auf Feuchtigkeit, gesichert.
-
Die Kupplungseinheit 1 ist entsprechend der voranstehenden Ausführungen mit einem elektrischen, mechanischen und Dichtigkeitsschutz ausgestattet. Der Schutz aktiviert sich selbsttätig aufgrund einer Wechselwirkung zwischen den beiden Komponenten 1, 2, nämlich zwischen dem Kupplungsteil 1 und dem Flanschteil 2. Eine automatische Abdeckung/Abdichtung der elektrischen Kontakte 7 ist somit realisiert.
-
In Bezug auf das Kupplungsteil 1 sei angemerkt, dass dieses einen Adapter 8 umfasst, nämlich mit standardisierter Einheit-Kammer. Dabei ist das Kupplungsteil 1 derart ausgelegt, dass es entsprechende Einsätze 5 aufnehmen kann. Damit wird die konkrete Funktion vorgegeben.
-
Die 5, 6, 7 und 8 zeigen Details, einerseits des Kupplungsteils 1 und andererseits des Flanschteils 2, wobei diese Details zuvor bereits unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erörtert worden sind.
-
5 zeigt im Konkreten den sog. Federeinheit 6 mit den elektrischen Kontakten 7b und dem die elektrischen Kontakte 7b haltenden Federkörper 19. Stirnseitig ist der Schutzbolzen 15 als besonderes Abdichtmittel 2 erkennbar. Die Dichtwirkung wird realisiert, indem der Schutzbolzen 15 gegen die umlaufende innere Dichtgeometrie des Gehäuses gepresst wird. Alternativ sind auch angespritzte Dichtelemente am Federkörper 19 möglich.
-
6 zeigt den Steckereinsatz 5, der eine gegen Federkraft der Spiralfeder 12 drückbare Schutzhülse 18 als Abdichtmittel umfasst. Die elektrischen Kontakte 7 sind in den Kontaktkörper 16 integriert.
-
7 zeigt in einer Schnittdarstellung den Steckerkörper 16 des Steckereinsatzes 5 aus 6, jedoch ohne die Schutzhülse 18 aus 6. Der Kontaktkörper 16 sowie die elektrischen Kontakte 7a sind erkennbar.
-
8 zeigt in einer Schnittdarstellung eine weitere Baugruppe des Kupplungsteils 1, nämlich den innen liegenden Adapter 8, der zur Aufnahme bzw. Anpassung des in 8 nicht gezeigten Einsatzes dient. Der Adapter 8 ist von der Bajonetthülse 14 umgeben, mit deren Hilfe die Verriegelungsfunktion realisiert wird.
-
Außerdem ist dort ein axial wirkendes Dichtelement 27 gezeigt, das zum einen den Feuchtigkeitsschutz der Kontaktkammer im geschlossenen Zustand ermöglicht und zum Anderen die Rückstellkraft der Bajonett-Verriegelung generiert.
-
Die 9 bis 13 zeigen weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Steckverbinder, wobei sich diese Ausführungsbeispiele gegenüber den zuvor erörterten Ausführungsbeispielen dadurch unterscheiden, dass dort weitere radiale Dichtelemente – bzw. Dichtgeometrien vorgesehen sind, nämlich zur Generierung eines weiterreichenden Feuchteschutzes. Zum grundsätzlichen Aufbau und zur Funktion sei auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel verwiesen.
-
Gemäß der Darstellung in 9 sind sowohl auf Seiten des Kupplungsteils 1 als auch auf Seiten des Flanschteils 2 weitere radiale Dichtelemente 20, 21 vorgesehen. Die dort jeweils verwendete Spiralfeder 12, 13 ist zur Realisierung einer leichten Betätigbarkeit nicht zu stark ausgelegt, jedoch hinreichend stark, um die erforderliche radiale Abdichtung unter Zugrundelegung der dort vorgesehenen Dichtelemente zu bewirken. Dies gilt sowohl für das Kupplungsteil 1 als auch für das Flanschteil 2.
-
Aus Komfortgründen gilt es die Steckkraft der Steckverbindung, d. h. von Kupplungsteil 1 und Flanschteil 2, zu minimieren. Gleichzeitig soll die Dichtungssicherheit maximiert bzw. optimiert werden. Entsprechende Einflussgrößen sind unter Anderem die Gleitreibung, die es dabei zu minimieren gilt. Die Geometrie ist dabei derart auszulegen, dass Überlappungen bzw. Überdeckungen minimiert sind, so dass man mit einer möglichst kleinen Federrückstellkraft sowohl in Bezug auf den Schutzbolzen 15 des Flanschteils 2 als auch in Bezug auf die Schutzhülse 18 des Kupplungsteils 1 auskommt.
-
Üblicherweise dichtet ein Elastomer gegen eine feste Geometrie mit speziellem Material ab, wie dies in 10 durch das Dichtelement 21 angedeutet ist. Das Material des Kontaktkörpers muss zum einen den elektrischen und zum anderen den geometrischen Anforderungen genügen. Dabei ist regelmäßig ein Kompromiss erforderlich.
-
Abhilfe schafft ein doppeltes Dichtsystem, wie es in 11 dargestellt ist.
-
11 zeigt ein doppeltes Dichtungssystem, wonach zwei gegeneinander dichtende Dichtelemente vorgesehen sind, nämlich zum einen ein in die Schutzhülse 18 integriertes Dichtelement 21 und ein dem Steckereinsatz 5 zugeordnetes weiteres Dichtelement 23, welches ähnlich einer Kolbendichtung ausgelegt ist und gegenüber dem Dichtelement 21 der Schutzhülse 18 wirkt. Es ergeben sich aufgrund der zwei gegeneinander wirkenden Dichtelemente 21, 23 zahlreiche Vorteile:
- – spezieller gleitmodifizierter Elastomer mit entsprechender Shore-Härte einsetzbar;
- – optimaler Kontaktkörper 16 bezüglich elektrischer Anforderungen bzw. Rundheit (Glaskugeln);
- – aufgrund der Anpassung beider Dichtelemente spielt die Geometrie/Rundheit bei entsprechender Shore-Härte keine signifikante Rolle, da sich die Elastomere gegenseitig anpassen/ausgleichen.
-
Letztendlich stehen hier mehrere Einflussgrößen zur Verfügung, die man unabhängig voneinander – aufeinander – abstimmen kann. Die Komponenten der erfindungsgemäßen Steckverbindung zeichnen sich aus durch eine einfache Montage insbesondere aber auch durch eine einfache mechanische Rückhaltung der Schutzhülse 18 im Kupplungsteil 1, wie es in 11 gezeigt ist.
-
Es gelten grundsätzlich folgende Anforderungen, denen die erfindungsgemäße Steckverbindung zu genügen hat:
- – Minimierung der Anzahl der Teile, um eine möglichst rationellen Montage zu ermöglichen;
- – einfache manuelle und automatische Bestückung soll gleichermaßen möglich sein.
-
Um das modulare System realisieren zu können, muss die Schutzhülse auf dem Stiftkörper fixierbar sein. Die Schutzhülse darf nach der Montage nicht einfach abspringen. An der Schutzhülse ist ein Anschlag vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß ist eine sichere Dichtung ohne Erhöhung der Federkraft bzw. unabhängig von der Entriegelungsgeschwindigkeit realisiert.
-
Die Verriegelung muss unabhängig von der Entriegelungsgeschwindigkeit der einzelnen Komponenten sicher erfolgen. Die Verriegelungskraft setzt sich zusammen aus der Federkraft und der kinetischen Kraft der beschleunigten Schutzhülse. Wird die Schnittstelle extrem langsam geöffnet, entfällt der kinetische Anteil und die Dichtung wird nur noch über die Federkraft realisiert bzw. aufrecht erhalten. Da aber in diesem Bereich die Federkraft bei weitestgehend entspannter Feder reduziert ist, reicht die restliche Kraft nicht mehr aus, die Schutzhülse 18 über die Gegendichtung 23 zu drücken. Die Dichtwirkung wäre in diesem Falle nicht mehr ausreichend.
-
Abhilfe kann durch unterschiedliche Maßnahmen geschaffen werden.
-
Üblicherweise wird man die Federkraft erhöhen, damit auch die Nachsetzkraft ausreicht. Die Erhöhung der Federkraft wird jedoch nicht angestrebt, weil sich damit die Verriegelungskraft erhöht. Bei erhöhter Federkraft würde sich somit der Bedienkomfort verringern. Dies gilt es zu vermeiden.
-
In vorteilhafter Weise lässt sich die kinetische Kraft der Schutzhülse 18 realisieren, indem man die Verriegelung der Schutzhülse 18 zeitlich verzögert.
-
Unter Bezugnahme auf die 12 und 13 ergibt sich, dass beim Verriegeln der Schnittstelle bzw. der Komponenten 1, 2 der Schutzbolzen 15 des Flanschteils 2 zurückgeschoben wird. Ein Fixierhaken 24 der Schutzhülse 18 wird dabei auf Bremsnoppen 25 aufgeschoben, die sich am Kontaktkörper 16 befinden. Öffnet man nun die Schnittstelle, so schießt die Schutzhülse 18 nicht sofort aufgrund der Federkraft der Feder 12 nach vorne, sondern es muss zunächst die Reibungskraft zwischen dem Fixierhaken der Schutzhülse 18 und der Bremsnoppe 25 überwunden werden. Erst wenn dies erfolgt ist, beschleunigt die Schutzhülse 18 wieder. Somit stehen die beiden Kraftkomponenten unabhängig von der Entriegelungsgeschwindigkeit zur Verfügung.
-
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
