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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbindung, insbesondere auf eine elektrische Rundsteckverbindung und ein Stecksystem.
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Bei Rundsteckverbindungen werden häufig Sicherungsmittel angebracht, die ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung verhindern sollen. Diese Sicherungsmittel sind üblicherweise fest an den jeweiligen Steckverbindungen angebracht wodurch generell verschiedene Typen von Steckverbindern hergestellt werden müssen, sofern Steckverbinder in Gebrauch sind die Sicherungsmittel benötigen, als auch solche, die keine Sicherungsmittel benötigen. Dies führt zu hohen Produktionskosten, da zwei unterschiedliche Produktlinien, sowohl entwickelt als auch gepflegt werden müssen. Die Sicherungsmittel, die hier üblicherweise verwendet werden sind meist federartige Anordnungen, die mit entsprechenden Öffnungen in Eingriff stehen und dadurch eine Verriegelung von zwei Teilen einer Rundsteckverbindung bewirken.
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Weiterhin sind Rundsteckverbinder bekannt, bei denen über sogenannte Bajonettverschlüsse die Steckverbindungen hergestellt werden. Diese Art von Verschlüssen hat den Vorteil der schnellen und präzisen Kontaktierung. Zum Beispiel zeigt die US 2009 / 0 163 066 A1 einen elektrischen Steckverbinder mit einem Steckerelement und einem Buchsenelement, der eine erste Verriegelung bestehend aus einem Bajonettverschluss aufweist. Der Steckverbinder hat auch einen zweiten Verriegelungsmechanismus, der aus einem drehbaren Federverriegelungsring besteht, der am Stecker oder der Buchse getragen und im Inneren eines drehbaren und axial beweglichen Kragens positioniert ist. Der Federring hat einen radial vorgespannten Federfinger, der in eine Öffnung des Kragens einrasten kann, um den Kragen gegen ein Verdrehen zu sichern, wobei eine entsprechende Drehung notwendig ist, um eine Bajonettverriegelung zwischen den Elementen zu lösen.
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Ferner zeigt die US 2003 / 0 100 213 A1 einen Steckverbinder mit einem Steckerelement und einem Buchsenelement, die über einen drehbaren Kragen an einem der Elemente verriegelbar sind. Wenigstens eines der Elemente und der Kragen tragen eine Markierung, die anzeigen, ob die Elemente vollständig in Eingriff stehen.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Steckverbindung insbesondere eine Rundsteckverbindung mit montier- und demontierbaren Sicherungsmitteln vorzusehen, die einfach und kostengünstig ist und eine schnelle, präzise und sichere Kontaktierung erlaubt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, sowie ein Stecksystem gemäß Anspruch 15, gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Die Erfindung bezweckt ferner eine Rundsteckverbindung vorzusehen, die die Vorzüge des Bajonettverschlusses mit denen einer federartigen, modularen Verriegelung von Rundsteckverbinderkomponenten verbindet.
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Insbesondere hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt ein Stecksystem bestehend aus einem Gehäusestecker und einer Kabeldose, verriegelt durch einen Bajonettverschluss vorzusehen, bei dem ein unbeabsichtigtes Öffnen des Stecksystems, beziehungsweise ein Öffnen nur unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird ein Ring mit einem federnden Element vorzugsweise aus Kunststoff über einen Flansch der Kabeldose geschoben und verrastet. Dadurch wird die ein unbeabsichtigtes Öffnen verhindernde Verriegelung bei einem Rundstecker unter weitgehender Beibehaltung der Baugröße erhalten. Das federnde Element greift nach Schließen der Steckverbindung in eine Aussparung des Überwurfrings ein und verhindert das unbeabsichtigte Öffnen. Ein axialer Druck auf den Federarm bringt diesen außer Eingriff und der Steckverbinder lässt sich öffnen. Eine alternative Variante ist ferner so ausgelegt, dass nur durch radialen Druck mit einem Werkzeug auf den Federarm dieser außer Eingriff gebracht werden kann. Das erfindungsgemäße System wird bei Steckverbindern mit Bajonettverschluss verwendet, wodurch die Vorteile der Bajonettverriegelung mit den Vorteilen der Verriegelung mittels Federarm kombiniert werden.
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Insbesondere ist eine elektrische Steckverbindung, vorzugsweise eine Rundsteckverbindung vorgesehen, die einen ersten Rundsteckverbinder mit einem Befestigungsring aufweist, wobei der Befestigungsring drehbar auf dem ersten Rundsteckverbinder angeordnet ist. Weiterhin ist ein zweiter Rundsteckverbinder, eine Primärverriegelung und eine Sekundärverriegelung mit einem auf den zweiten Rundsteckverbinder aufsteckbaren Verriegelungsring vorgesehen, die dadurch gebildet wird, dass der Befestigungsring und der Verriegelungsring in Verriegelungseingriff stehen, wenn der erste Rundsteckverbinder und der zweite Rundsteckverbinder die Steckverbindung bilden. Vorteilhaft ist hierbei die lösbare Anordnung des Verriegelungsrings, wodurch es möglich ist, ein und dieselbe Rundsteckverbindung sowohl mit als auch ohne Sekundärverriegelung herzustellen. Es müssen also an den ersten und zweiten Rundsteckverbindern keine strukturellen Änderungen vorgenommen werde, wenn auf eine Sekundärverriegelung verzichtet werden soll.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Befestigungsring wenigstens ein steckerseitiges Sekundärverriegelungsmittel und der Verriegelungsring wenigstens ein buchsenseitiges Sekundärverriegelungsmittel aufweisen. Wobei gemäß einer alternativen Ausführungsform das wenigstens eine steckerseitige Sekundärverriegelungsmittel wenigstens eine Ausnehmung und das buchsenseitige Sekundärverriegelungsmittel wenigstens ein Federarm mit einer Verriegelungsnase ist der sich in axialer Richtung erstreckt und mit der wenigstens eine Ausnehmung in Eingriff steht und dadurch die Sekundärverriegelung bildet. Durch eine derartige Anordnung kann eine kostengünstige und sichere Verriegelung der einzelnen Komponenten der Rundsteckverbindung gewährleistet werden.
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In einem Ausführungsbeispiel kann der erste Rundsteckverbinder ein Stecker sein, wobei der Befestigungsring an einer Innenfläche wenigstens ein steckerseitiges Primärverriegelungsmittel aufweist und der zweite Rundsteckverbinder eine Buchse, die an einer Außenfläche eines Buchsenkörpers wenigstens ein buchsenseitiges Primärverriegelungsmittel aufweist. Vorzugsweise kann das wenigstens eine steckerseitige Primärverriegelungsmittel wenigstens ein Bajonettstift und das wenigstens eine buchsenseitige Primärverriegelungsmittel wenigstens eine Bajonett-Nut sein, die mit dem wenigstens einen Bajonettstift in Eingriff steht und dadurch die Primärverriegelung bildet. Hierbei können auch alternative mehrere Bajonett-Nute vorgesehen sein in die eine entsprechende Anzahl von Bajonettstiften eingreift und dadurch eine sichere Verbindung des ersten und zweiten Rundsteckverbinders gewährleistet.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die wenigstens eine Bajonett-Nut an einem Rastende eine Rastung aufweisen, in die der wenigstens eine Bajonettstift nach dem Erreichen des Rastendes einrasten kann. Hierdurch kann die Verbindungssicherheit der beiden Rundsteckverbinder noch erhöht werden, da ein versehentliches Zurückdrehen des Befestigungsrings erschwert wird.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Buchsenkörper wenigstens eine Aussparung aufweisen, die eine radiale Bewegung des wenigstens einen Federarms erlaubt.
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Ferner kann der wenigstens eine Federarm eine Öffnung aufweisen, in die ein Entriegelungswerkzeug eingesetzt werden kann. Alternativ kann ein Verriegelungsring vorgesehen sein der mehrere Federarme besitzt, wodurch das Lösen der Verriegelung durch eine Person erschwert werden kann. Insbesondere kann der Verriegelungsring eine Ausnehmung im Bereich des Federarms aufweisen, wobei der Federarm vorgespannt aus der Ausnehmung gebogen ist und dadurch eine Vorspannung gegenüber dem Befestigungsring aufweist was eine sichere Verriegelung begünstigen kann.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verriegelungsring auf einer Auflagefläche des Buchsenkörpers aufliegen und dabei an einem Verriegelungsringanschlag anliegen wodurch eine nicht verkantete Lage des Verriegelungsrings unterstützt wird. Der Verriegelungsring kann hierbei auf Rastnasen aufgebracht und eingerastet werden, wodurch eine Verdrehen des Verriegelungsrings während des Herstellens der Steckverbindung unterbunden werden kann.
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Alternativ ist ein Stecksystem vorgesehen, das einen Gerätestecker, eine Kabeldose, eine Primärverriegelung, und eine Sekundärverriegelung aufweist. Die Primärverriegelung ist hierbei vorzugsweise ein Bajonettverschluss ist und die Sekundärverriegelung wird durch einen auf die Kabeldose aufsteckbaren Verriegelungs- oder Überwurfring und einen am Gerätestecker drehbar angeordneten Befestigungsring gebildet.
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Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben; in der Zeichnung zeigt:
- 1 eine perspektivische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stecksystems, insbesondere einer Rundsteckverbindung mit einem ersten Rundsteckverbinder und einem zweiten Rundsteckverbinder und einem Verriegelungsring einer ersten Bauart;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht des Verriegelungsrings der ersten Bauart und des zweiten Rundsteckverbinders der 1;
- 3 eine perspektivische Seitenansicht des Verriegelungsrings der 1;
- 4 eine perspektivische Seitenansicht eines Verriegelungsrings einer zweiten Bauart;
- 5 eine perspektivische Seitenansicht des zweiten Rundsteckverbinders mit aufgebrachtem Verriegelungsring gemäß 1;
- 6 eine perspektivische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Rundsteckverbindung mit einem ersten Rundsteckverbinder und einem zweiten Rundsteckverbinder;
- 7 eine perspektivische Seitenansicht des zweiten Rundsteckverbinders der 6 mit aufgestecktem Verriegelungsring, gemäß dem zweiten Ausführungsbeipiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung verwendete Orts- bzw. Richtungsangaben beziehen sich primär auf die Darstellungen in den Zeichnungen und sollten daher nicht einschränkend gesehen werden. Sie können sich aber auch auf eine bevorzugte Endanordnung beziehen.
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Die in 1 gezeigte Rundsteckverbindung 1 weist einen ersten Rundsteckverbinder 2, im Folgenden kurz als Stecker 2 vorzugsweise freier oder Kabelsteckverbinder bezeichnet, und einen zweiten Rundsteckverbinder vorzugsweise in der Form einer Kabeldose oder Buchse 3 (im Folgenden kurz Buchse 3 genannt) auf.
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Die Steckverbindung des ersten Rundsteckverbinders 2 mit dem zweiten Rundsteckverbinder 3 wird gewährleistet durch eine Primärverriegelung, vorzugsweise einen Bajonettverschluss, und eine Sekundärverriegelung, vorzugsweise unter Verwendung eines Verriegelungsrings 4, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Der Stecker 2 weist ein Steckergehäuse 5 auf, auf dem ein Befestigungsring 6 an einem steckseitigen Ende des Steckers 2 angebracht ist. Der Befestigungsring 6 weist an seiner Innenseite ein hier nicht dargestelltes steckerseitiges Primärverriegelungsmittel, insbesondere ein erstes Bajonettelement, insbesondere einen nicht dargestellten Bajonettstift, auf. Das steckerseitige Primärverriegelungsmittel bildet zusammen mit einem noch zu beschreibenden buchsenseitigen Primärverriegelungsmittel die Primärverriegelung. Weiterhin sind an der Oberfläche des Befestigungsrings 6 Aussparungen 8 vorgesehen. Zum steckseitigen Ende des Steckers 2 hin weist der Befestigungsring 6 ein steckerseitiges Sekundärverriegelungsmittel, vorzugsweise eine Ausnehmung 10 auf. Am Stecker 2 ist weiterhin an einem kabelseitigen Ende ein Haltering 11 vorgesehen, der vorzugsweise eine Klemmung eines nicht dargestellten Anschlusskabels bewirken kann. An einer Oberfläche des Halterings 11 sind flächige Aussparungen 12 vorgesehen, an die ein Schraubwerkzeug angesetzt werden kann. Außerdem weist der Haltering 11 eine Öffnung 14 zur Durchführung des Anschlusskabels auf. Die Öffnung 14 ist in 6 dargestellt.
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Die in 1 und insbesondere in 2 und 5 dargestellte Buchse 3 weist einen Buchsenkörper 31 auf, der einen sich radial erstreckenden Verriegelungsringanschlag 33 und an einem in 1 rechten Ende der Buchse 3 angeordnete Anschlussöffnungen 35 aufweist. Der Verriegelungsanschlag 33 bildet hierbei eine Anschlagsfläche 133 für den Verriegelungsring 4, welcher auf einem zylindrischen Flansch 302 des Buchsenkörpers 31 aufliegt, in den das buchsenseitige Primärverriegelungsmittel eingebracht ist.
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Im Bereich des Flansches 302 und des Verriegelungsanschlags 33 sind weiterhin Rastnasen 34 der buchsenseitigen Primärverriegelungsmittel vorgesehen, die ein Verdrehen des Verriegelungsringes 4, nachdem dieser auf den Flansch 302 des Buchsenkörpers 31 aufgebracht wurde, verhindern können. Des Weiteren weist die Buchse 3 einen Buchsenkörperbefestigungsring 36 auf, der vorzugsweise über ein Innengewinde, welches in 1 nicht dargestellt ist, mit dem Buchsenkörper 31 schraubbar verbunden ist.
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Am anderen (in 2 linken) Ende der Buchse 3 befindet sich eine Öffnung 50, in die das steckerseitige Ende des Steckers 2 eingeführt wird. Des Weiteren sind innerhalb der Öffnung elektrische Kontakte 52 angeordnet. Das Gehäuse 31 der Buchse 3 weist außerdem ein buchsenseitiges Primärverriegelungsmittel, insbesondere ein zweites Bajonettelement oder eine Bajonettnut 54 auf. Die Bajonettnut 54 bildet zusammen mit dem steckerseitigen Primärverriegelungsmittel, speziell dem Bajonettstift, die Primärverriegelung, insbesondere, wie gezeigt, eine Bajonettverriegelung. Hierbei stehen der Bajonettstift und die Bajonettnut 54 in gegenseitigem Eingriff. Vorzugsweise können auch mehrere Bajonettnuten 54 mit einer entsprechenden Anzahl von Bajonettstiften vorgesehen sein.
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In 1 ist der Verriegelungsring 4 dargestellt, der zwischen dem Stecker 2 und der Buchse 3 angeordnet ist. Der Verriegelungsring 4 weist ein buchsenseitiges Sekundärverriegelungsmittel, insbesondere einen Federarm 40 auf. Der Federarm 40 weist ferner ein festes und ein freies Ende auf. Das freie Ende des Federarms 40 weist außerdem eine Verriegelungsnase 42 auf. Die vorzugsweise in Axialrichtung ragende Verriegelungsnase 42 bildet zusammen mit der Ausnehmung 10 des Befestigungsrings 6 die Sekundärverriegelung der Rundsteckverbindung 1. Am freien Ende des Federarms 40 ist weiterhin eine Öffnung 44 vorgesehen, in die ein Entriegelungswerkzeug eingeführt werden kann. Der Verriegelungsring 4 weist weiterhin in einem Bereich des Federarms 40 eine Aussparung 45 auf, die eine axiale Bewegung des Federarms 40 gewährleisten kann.
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2 zeigt die Buchse 3 und den nicht aufgebrachten Verriegelungsring 4. In dieser Figur ist weiterhin zu erkennen, dass der Verriegelungsring 4 an einer Innenseite 47 Rastöffnungen 48 aufweist.
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3 zeigt nochmals den Verriegelungsring 4 mit dem Federarm 40 und der Verriegelungsnase 42.
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4 zeigt eine alternative Bauart eines Verriegelungsrings 60, der im Wesentlichen wie der Verriegelungsring 4 aufgebaut ist, jedoch über zwei Federarme 62 verfügt. Die beiden Federarme 62 sind identisch aufgebaut wie der Federarm 40 aus 3. In diesem Fall weist der Befestigungsring 6 zwei gegenüberliegende Ausnehmungen 10 auf. Der Verriegelungsring 60 weist außerdem an einer Innenseite 67 Rastöffnungen 68 auf.
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In 5 ist die Buchse 3 mit auf deren Auflagefläche aufgestecktem Verriegelungsring 4 dargestellt. Die sich vorzugsweise in axialer Richtung erstreckenden Rastnasen 34 stehen hierbei in Eingriff mit den vorzugsweise schlitzförmigen axialen, in Längs- oder Steckrichtung verlaufenden Rastöffnungen 48 des Verriegelungsrings 4, was ein Verdrehen des Verriegelungsrings 4 auf der Buchse 3 verhindert. Weiterhin ist in 5 innerhalb der Öffnung 50 der Buchse 3 eine Indexerhebung 56 angeordnet. Diese Indexerhebung 56 verhindert eine falsche Kontaktierung des Steckers 2 mit der Buchse 3.
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6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rundsteckverbindung 100. Die Rundsteckverbindung 100 weist einen Stecker 102, eine Buchse 103 und einen in 7 dargestellten Verriegelungsring 104 auf. Auf einem Steckergehäuse 105 ist ein Befestigungsring 106 angeordnet. Der Befestigungsring 106 weist an seiner Oberfläche Aussparungen 108 auf. Der Befestigungsring 106 weist ferner ein in 6 nicht dargestelltes steckerseitiges Primärverriegelungsmittel auf, insbesondere ein erstes Bajonettelement, insbesondere einen Bajonettstift. An einem steckseitigen Ende des Befestigungsrings 106 ist ein steckerseitiges Sekundärverriegelungsmittel, insbesondere eine Ausnehmung 110 vorgesehen. Die Ausnehmung 110 verläuft dabei in radialer Richtung und kann vorzugsweise als Durchbruch oder Loch in dem Befestigungsring 106 ausgebildet sein.
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Die buchsenseitigen Primärverriegelungsmittel der Buchse 103 bilden zusammen mit den steckerseitigen Primärverriegelungsmitteln die Primärverriegelung.
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7 zeigt die Buchse 103 mit einem aufgesteckten Verriegelungsring 104. Der Verriegelungsring 104 weist ebenfalls wie der Verriegelungsring 4 an einer Innenseite Rastöffnungen auf, die jedoch in 7 nicht dargestellt sind. Weiterhin weist der Verriegelungsring 104 ein buchseinseitiges Sekundärverriegelungsmittel, insbesondere einen Federarm 140 auf. Der Federarm 140 weist ferner ein festes und ein freies Ende auf. Am freien Ende ist eine Verriegelungsnase 142 vorgesehen. In einem Bereich des Federarms 140 weist der Verriegelungsring 104 weiterhin eine Aussparung 145 auf. Die Verriegelungsnase 142 bildet zusammen mit der Ausnehmung 110 eine Sekundärverriegelung der Rundsteckverbindung 100.
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Die Buchse 103 ist im Wesentlichen aufgebaut wie die Buchse 3 aus dem ersten Ausführungsbeispiel, weist jedoch im Bereich des Federarms 140 eine Aussparung 150 auf. Diese Aussparung 150 ermöglicht eine radiale Bewegung des Federarms 140 damit dieser bei einem Aufsetzen des Steckers 102 und Drehen des Befestigungsringes 106 in die Ausnehmung 110 einrasten kann. Dies gilt analog für das Lösen der Rundsteckverbindung 100.
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Die Primärverriegelung des zweiten Ausführungsbeispiels ist also identisch zu der des ersten Ausführungsbeispiels.
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Im weiteren Verlauf soll nun im Wesentlichen anhand der 1 und 2 die Steckverbindung des Steckers 2 mit der Buchse 3 beschrieben werden.
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Der Stecker 2 wird mit dem Befestigungsring 6 auf den Buchsenkörper 31 aufgesetzt. Hierbei greifen die Bajonettstifte, welche an der Innenseite des Befestigungsring 6 angebracht sind, in die Bajonettnut 54 der Buchse 3 ein. Durch eine Drehbewegung des Befestigungsring 6, bewegt sich der Bajonettstift in der Bajonettnut 54 wodurch die Primärverriegelung des Steckers 2 mit der Buchse 3 erfolgt. Zwischen dem Stecker 2 und der Buchse 3 befindet sich der Verriegelungsring 4, der mit seinen Rastöffnungen 48 auf den Rastnasen 34 der Buchse 3 derart eingerastet ist, dass ein Verdrehen des Verriegelungsrings 4 nicht möglich ist. Gelangen die Bajonettstifte des Steckers 2 an das Ende der Bajonettnut 54, rastet die Verriegelungsnase 42 des Federarms 40 des Verriegelungsrings 4 in die Ausnehmung 10 des Befestigungsrings 6 ein. Hierdurch kommt es zu der Sekundärverriegelung des Steckers 2 mit der Buchse 3. Soll die Steckverbindung wiederum gelöst werden, so ist es notwendig, dass mittels eines Werkzeugs, das in die Öffnung 54 am Federarm 40 eingeführt wird, der Federarm 40 axial aus der Ausnehmung 10 bewegt wird und somit ein Drehen des Steckers 2 entgegen der vorherigen Drehbewegung erlaubt und dadurch die Steckverbindung gelöst werden kann.
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Das Herstellen der Steckverbindung im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels verläuft im Wesentlichen identisch zum oben dargestellten Verlauf, jedoch bewegt sich hierbei der Federarm 142 aus 7 nicht axial wie im ersten Ausführungsbeispiel, sondern radial um dann, sobald der Bajonettstift der Primärverriegelung das Ende der Bajonett-Nut erreicht hat in die Ausnehmung 110 einzurasten. Zum Lösen dieser Steckverbindung muss der Federarm 142 mit einem geeigneten Werkzeug radial in die Öffnung 150 der Buchse 103 bewegt werden, wodurch ein Lösen der Steckverbindung durch das Freigeben der Ausnehmung 110 möglich wird.
