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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die einen Klappdeckel, der aus einer geschlossenen Endstellung heraus um eine Rotationsachse in eine offene Endstellung schwenkbar ist, sowie ein flexibles Element, welches mit einer Kraft entlang einer Federwirklinie an dem Klappdeckel angreift, aufweist. Das flexible Element wird in mindestens einer Endstellung des Deckels axial belastet und in mindestens einer weiteren Position mit Querkräften in Biegung belastet. Die Federwirklinie nähert sich in geöffneter Stellung des Deckels der Rotationsachse des Deckels an, so dass der Deckel in offener Endstellung fixierbar ist, oder die Federwirklinie überschneidet sich in offener Stellung des Deckels mit der Rotationsachse des Deckels, so dass der Deckel in offener Endstellung arretierbar ist. Ebenfalls Bestandteil der Erfindung ist eine Steckdose, die durch einen Feder-Klappdeckel abgedeckt wird und eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist.
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Die vorliegende Erfindung findet vorzugsweise aber nicht ausschließlich Verwendung bei elektrischen Steckdosen, die zum Schutz vor äußeren Einflüssen über einen Feder-Klappdeckel verfügen.
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Für den Schutz von elektrischen Steckdosen werden häufig selbstschließende Feder-Klappdeckel eingesetzt.
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Insbesondere Fahrzeugen, wie beispielsweise Lieferwagen können mit einer derartigen Steckdose versehen sein, dessen Einsetzöffnung zur Außenseite des Fahrzeugs für den Zweck des Zuführens von Energie zu einem zu ziehenden Fahrzeug oder unter einer Verwendung eines Elektromotors außerhalb des Fahrzeugs freiliegt. In einer solchen Steckdose ist ein selbstschließender Feder-Klappdeckel vorgesehen, um zu verhindern, dass Wasser und Staub in die Einsetzöffnung eintreten können. Die Verwendung einer Feder in einer solchen Fahrzeugsteckdosen-Abdeckung beaufschlagt den Deckel in einer Schließrichtung, um die Einsetzöffnung sicher zu verschließen, wenn die Steckdose nicht verwendet wird.
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In der
DE 38 09 289 A1 ist zum Beispiel eine Steckdose einer Steckverbindung für den elektrischen Anschluss von Kraftfahrzeuganhängern beschrieben, mit einem sich bei nicht eingestecktem Stecker selbsttätig unter der Wirkung einer Feder an das Dosengehäuse anlegenden Deckel, wobei die Feder mit einem freien Schenkel in den mittigen Bereich des Deckels eingreift.
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Bei der Verwendung von Schraubenfedern, ist die Kraft, die auf einen Klappdeckel wirkt größer, wenn der Klappdeckel geöffnet ist und geringer, wenn der Klappdeckel geschlossen ist. Wenn eine solche Vorrichtung im Freien verwendet wird, ist eine beaufschlagende bzw. Vorspannkraft der Feder sehr stark eingestellt, damit der Deckel in der verschlossenen Position gehalten wird, um sich nicht in einer Öffnungsrichtung durch Einspritzdruck von Hochdruck-Waschwasser oder einer Vibration während des Fahrens zu bewegen. Die maximale Vorspannkraft der Feder ist jedoch durch das Verletzungsrisiko des Benutzers eingeschränkt.
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Um dieses Problem zu umgehen, wird in der
DE 10 2004 056 009 A1 eine Fahrzeugsteckdosen-Abdeckung vorgeschlagen, bei der Torsionsschraubenfedern Kräfte auf die Abdeckung ausüben und Gleitkontakte zum Dämpfen der beaufschlagenden Kräfte ausgebildet sind. Dafür sind der Deckel und ein Abdeckungshauptkörper mit Gleitkontaktabschnitten ausgebildet, indem sie in gleitenden bzw. Gleitkontakt miteinander, unmittelbar bevor der Deckel eine Deckelschließposition erreicht, in einem Verlagerungsweg des Deckels von einer Deckelöffnungsposition zu der Deckelschließposition gebracht werden. Hierbei wird jedoch ein vergleichsweise komplizierter Aufbau vorgeschlagen.
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Ebenfalls ist
DE 18 80 788 U aus dem Stand der Technik bekannt. Diese zeigt eine mit einem Klappdeckel versehene Abdeckplatte, die insbesondere für Steckdosen verwendet wird, um diese gegen Feuchtigkeit zu schützen und gleichzeitig unauffällig und zuverlässig an der Abdeckplatte befestigen zu können. Wobei die Abdeckplatte rechteckig ausgebildet ist und eine als Schraubenfeder ausgebildete Schließfeder lösbar mithilfe von eingesetzten Stiften an der Abdeckplatte und im Deckel gehalten wird. Nachteilig hierbei ist, dass der so geartete Deckel keine definierte geöffnete Position besitzt und sich die schraubenförmige Feder beim einer entsprechenden Position überdehnen würde und verformt werden würde.
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Aus der
DE 76 00 675 U ist eine Steckerkupplung mit verriegelbarem Dosendeckel und verriegelbarem Kupplungszustand bekannt. Konkret offenbart dieser Stand der Technik eine Steckerkupplung, die mit einem schließbaren einfachen Verriegelungssystem versehen ist, um mit ein und demselben Schlüssel und unter Ausnutzung eines Schloßmechanismusses sowohl im entkuppelten Zustand den Dosendeckel zu verriegeln und im gekoppelten Zustand ein Lösen der Steckverbindung zu vermeiden und beide Funktionen unter Verwendung eines gegen eine erste Feder schwenkbaren Verriegelungskörpers aufzuheben. Die
DE 76 00 675 U zeigt also eine Vorrichtung mit einen speziellen Schlüssel, welcher einen Dosendeckel betätigen kann.
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Ebenfalls dem Stand der Technik zuzuordnen ist das Dokument
DE 11 41 714 A , welches eine rohrförmige Wandleuchte mit einer an der Stirnwand angebrachten, durch einen Klappdeckel verschlossenen Steckdose beschreibt. Der wesentliche Nachteil dieser Erfindung ist, dass hier der Deckel nicht so fixierbar ist, dass dieser ohne Hilfsmittel in der geöffneten Stellung verharrt, ohne das Federelement zu beschädigen.
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Die
US 40 36 396 A beschreibt einen Verteilerkasten dessen Deckel mit einer Schraubenfeder verbunden ist und eine bohnenförmige Aussparung für die Rotationsachse R ausweist, um dort offensichtlich durch eine entsprechende Bedienung des Deckels ein Fixieren des Deckels ermöglicht. Hierbei ist aufgrund der bohnenförmigen Aussparung für die Rotationsachse, der Deckel in der Rotationsachse manuell fixierbar, was nachteilig zu einem manuellen Lösen der Fixierung des Deckes führt. Der Benutzer muss also den mithilfe der bohnenförmigen Aussparung fixierten Deckel abermals manuell so verändern, dass die Rotationsachse des Deckels wieder frei rotierbar ist. Nachteilig hierbei erweist sich, dass es keine Möglichkeit gibt, den Deckel ohne manuellen Eingriff so auszuführen, dass er in geöffneter Stellung fixierbar ist.
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Weiter aus dem Stand der Technik bekannt ist
DE 88 00 544 U1 , demnach eine mit einem Klappdeckel versehene Abdeckplatte offenbart wird, die insbesondere eine Steckdose vor Feuchtigkeit schützt und dies über eine auf den Deckel einwirkende Schließfeder bewerkstelligt.
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Hier zeigt sich grundsätzlich bei allen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, dass die Feder nicht begrenzt ist und bei unsachgemäßer Verwendung diese Feder verformt werden würden. Weiter ist nachteilig zu sehen, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen meist lediglich zum Schließen eines Deckels verwendet werden können. Ein Fixieren in einer geöffneten Deckelposition ist nicht erkennbar, bzw. wird dieses Fixieren der geöffneten Deckelposition nur so erreicht, dass der Benutzer beispielsweise die Rotationsachse aushängen muss, wie beispielsweise durch die bohnenförmigen Aussparung bereits beschrieben.
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Durch besondere Gestaltung (veränderlicher Windungsdurchmesser, Gummiformkörper, Luftfedern) lassen sich Federn herstellen, deren Kraft/Weg-Zusammenhang nicht linear ist. Die Verwendung von nicht-linearen Federn hat den Vorteil, dass sich die Federkonstante in Abhängigkeit von der Verformung der Feder ändert. Federn zur Stoßdämpfung besitzen oft ein Progressiv-Verhalten, was bedeutet dass die Federkraft überproportional mit dem Weg zu nimmt. Dadurch wird beispielsweise ein Durchschlagen der Feder vermieden und ein schnelles Abklingen von Schwingungen beschleunigt. Dies ist besonders im Fahrzeugbau erwünscht. Diese Kennlinie weisen unter Anderem geschichtete Blattfedern und kegelige Schraubendruckfedern auf.
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Federn mit einer degressiven Federkennlinie werden mit jeweils steigender Last weicher. Dies ist erwünscht, wenn nach einer bestimmten Belastung ein weiterer größerer Federweg bei kleinerem Kraftanstieg benötigt wird. Degressive Federn sind beispielsweise Gummifedern oder zugbelastete Federn.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine einfach konstruierte Feder zur Verwendung in einem Feder-Klappdeckel vorzuschlagen, die eine große Federkraft auf den Klappdeckel im geschlossenen Zustand ausübt und eine geringere, wenn sich der Klappdeckel in einer geöffneten Position befindet. Der Klappdeckel soll in geöffneter Stellung möglichst einfach fixierbar sein und die Feder soll nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.
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Da die meisten festen Körper einen gewissen Verformungswiderstand aufweisen, kann die größere Federkraft, die im Zustand der geringsten Verformung der Feder benötigt wird, nicht durch die Verformung des Federmaterials bewerkstelligt werden.
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Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, die einen Klappdeckel, der aus einer geschlossenen Endstellung heraus um eine Rotationsachse in eine offene Endstellung schwenkbar ist, sowie ein flexibles Element, welches mit einer Kraft entlang einer Federwirklinie an dem Klappdeckel angreift, aufweist. Das flexible Element wird in mindestens einer Endstellung des Deckels axial belastet und in mindestens einer weiteren Position mit Querkräften in Biegung belastet. Die Federwirklinie nähert sich in geöffneter Stellung des Deckels der Rotationsachse des Deckels an, so dass der Deckel in offener Endstellung fixierbar ist oder die Federwirklinie überschneidet sich in offener Stellung des Deckels mit der Rotationsachse des Deckels, so dass der Deckel in offener Endstellung fixierbar ist. Um das flexible Element, welche als Blattfeder ausgeführt ist, nicht zu beschädigen, wurde ein Anschlag für die Blattfeder so positioniert, dass die Bewegung der Blattfeder durch diesen Anschlag so begrenzt ist, dass der Umschlagpunkt der Feder nicht erreicht wird.
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Für die Wirkweise werden vorliegend zwei alternative Ausführungen unterschieden, die eine unterschiedliche Belastung des flexiblen Elements in der offenen Endstellung aufweisen.
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Wenn sich die Federwirklinie in geöffneter Stellung des Deckels der Rotationsachse des Deckels annähert, ist das Drehmoment, durch welches das flexible Element am Deckel angreift nicht ausreichend, um den Reibungswiderstand gegen die Bewegung des Deckels zu überwinden. Somit bewegt sich der Deckel in offener Endstellung nicht.
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Wenn sich jedoch die Federwirklinie in offener Stellung des Deckels mit der Rotationsachse des Deckels überschneidet, wird das Drehmoment, durch welches das flexible Element am Deckel angreift in Öffnungsrichtung anstatt in Schließrichtung des Deckels. Hieraus folgt, dass der Deckel in offener Endstellung mittels der Kraft des flexiblen Elements gehalten wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem flexiblen Element um eine Blattfeder.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird eine erhöhte Federkraft durch die Änderung des Belastungszustands eines flexiblen Elements in Abhängigkeit von der Position des Klappdeckels ermöglicht. Wenn sich der Deckel in einer anderen als der geschlossenen Position befindet, wird die Feder mit Querkräften in Biegung belastet. Wenn sich der Deckel jedoch in der geschlossenen Position befindet, wird die Feder axial belastet. Damit sich die Feder aus der axialen Belastung heraus verbiegen kann, muss diese sich vorher knicken. Die Kraft, die benötigt wird, um diese Knickung zu erreichen ist deutlich höher als die Kraft, die dazu benötigt wird, die Blattfeder zu verbiegen.
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Um zu verhindern, dass Biegungsmomente auf die Blattfeder wirken und um die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zu verbessern, sind bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform die Enden der Blattfeder drehgelagert. Wenn beide Enden der Blattfeder als Drehgelenk ausgebildet sind, wirkt die Federkraft entlang einer Linie (Federwirklinie) zwischen den zwei Einspannstellen der Feder. Wenn sich diese Federkraft mit der Rotationsachse des Deckels überschneidet, wirkt die Federkraft derart, dass der Deckel in der offenen Position gehalten wird.
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Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Einspannstelle der Blattfeder am Gehäuse der Vorrichtung vorgesehen ist und die zweite Einspannstelle der Blattfeder am Deckel vorgesehen ist.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist zunächst eine grolle Federkraft, die auf die Dichtung des Klappdeckels wirkt, ohne dass diese Federkraft eine Verletzungsgefahr für den Nutzer darstellt. Gleichzeitig wird das Dichtungsmaterial nicht überbelastet, da die Endposition des Deckels festgelegt ist und dieser nicht mit sehr großer Kraft auf das Gehäuse und die Dichtung gepresst wird. Außerdem kann der Deckel durch die Federkraft in offener Stellung gehalten werden, so dass eine einhändige Bedienung von beispielsweise einer Steckdose ermöglicht wird. Durch eine so erzielte effektive Abdichtung des Deckels wird die darin-liegende Technik effektiv vor Dreck und anderen äußeren Einflüssen geschützt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Knickung des flexiblen Elements, damit der Deckel aus der geschlossenen Endstellung heraus bewegbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Vorrichtung einen Anschlag für das flexible Element auf, welcher als Lasche ausgebildet ist und die Bewegung des flexiblen Elements so begrenzt, dass der Umschlagpunkt der Feder nicht erreicht wird. Dadurch wird sichergestellt, dass sich das flexible Element lediglich in eine Richtung verformen kann. Je nachdem, wie viel Kraft der Anschlag auf das flexible Element ausübt, kann dieser dafür sorgen, dass eine Öffnung des Deckels ohne weitere Entriegelung nicht möglich ist. Dies ist der Fall, wenn das flexible Element über den Umschlagspunkt heraus entspannt ist. Alternativ kann dieser Anschlag so ausgebildet sein, dass dieser eine gewisse Kraft auf das flexible Element ausübt, so dass das flexible Element leicht verformt wird und es möglich ist, den Klappdeckel ohne Entriegelung zu öffnen.
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In einer alternativen Ausgestaltungsform ist ein zusätzliches Entriegelungselement vorgesehen, wobei das Entriegelungselement an dem flexiblen Element angreift, so dass dieses aus dem axial belasteten Zustand heraus biegbar ist Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Entriegelungselement mit dem Klappdeckel verbunden ist. In einer alternativen Ausgestaltungsform ist das Entriegelungselement am fixierten Gehäuse befestigt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Entriegelungselement einen Entriegelungshebel auf, über welchen das Entriegelungselement bewegt werden kann. Weiter ist von Vorteil, wenn das Entriegelungselement mittels eines Drehgelenks mit dem Deckel verbunden ist. Es ist zudem bevorzugt, wenn zusätzlich ein Anschlag am Deckel vorhanden ist. Dies hat zur Folge dass bei Betätigung des Entriegelungshebels, die auf diesen Hebel wirkende Kraft auf den Klappdeckel übertragen wird und nach Entriegelung der Vorrichtung der Klappdeckel geöffnet werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung wird der Belastungszustand des flexiblen Elements durch das Einstecken eines weiteren Bauteils verändert, so dass der Deckel durch die Federkraft des flexiblen Elements schließbar ist. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt, wenn die Vorrichtung in einer Steckdose mit einem Feder-Klappdeckel vorgesehen ist. Bei dem weiteren Bauteil handelt es sich dann vorzugsweise um einen elektrischen Stecker, welcher in eine Steckdose eingeführt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich der Klappdeckel bei eingeführtem Stecker selbstständig soweit schließt, wie es möglich ist und den Stecker somit vor äußeren Einflüssen schützt. Diese Ausführungsform hat ebenfalls den Vorteil, dass sich beim Herausziehen des Steckers der Klappdeckel automatisch schließt, so dass hierfür kein zusätzlicher Handgriff notwendig ist.
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In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kontaktiert ein Teil des Deckels in offener Endstellung ein weiteres Gehäuseteil, so dass ein Reibungswiderstand in offener Endstellung erzeugt wird oder der Deckel in die offene Endstellung einrastbar ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform greift das flexible Element über ein zusätzliches Bauteil an dem Deckel an und/oder das zusätzliche Bauteil beaufschlagt ein eingestecktes weiteres Bauteil. Das zusätzliche Bauteil beaufschlagt den Deckel in geschlossener Endstellung mit einer Kraft in Schließrichtung. Dies hat den Vorteil, dass das flexible Element vom Deckel entkoppelt werden kann. Bei dem zusätzlichen Bauteil handelt es sich vorzugsweise um einen Verriegelungshebel. Bei dem eingesteckten weiteren Bauteil handelt es sich vorzugsweise um einen Stecker, der in eine Steckdose eingesteckt wird. In dieser vorteilhaften Ausgestaltungsform kann der Verriegelungshebel den eingesteckten Stecker kontaktieren und diesen mit einer zusätzlichen Haltekraft beaufschlagen. Somit wird eine zusätzliche Sicherung des eingesteckten Steckers gewährleistet. Eine solche Vorrichtung kann vorzugsweise bei elektrischen Schnittstellen zwischen Fahrzeugen und Arbeitsgeräten bei landwirtschaftlichen Arbeits- beziehungsweise Anbaugeräten eingesetzt werden (Steckdosen der ISO 11783-2 Norm).
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Ebenfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist eine Steckdose, die durch einen Feder-Klappdeckel abgedeckt wird und eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform handelt es sich bei der Steckdose um eine Anhänger-Steckdose. Eine solche Steckdose ist häufig bei PKW oder Lieferwagen vorzufinden, dessen Einsetzöffnung zur Außenseite des Fahrzeugs für den Zweck des Zuführens von Energie zu einem zu ziehenden Fahrzeug oder unter einer Verwendung eines Elektromotors außerhalb des Fahrzeugs vorgesehen ist.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, wobei sich die Erfindung selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausgestaltungen beschränkt. Dabei zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei 1a) beispielhaft ein flexibles Element in Form einer Blattfeder darstellt, 1b) eine perspektivische Ansicht einer Steckdose mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, sowie 1c) den Querschnitt durch eine Steckdose, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist;
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2 eine detaillierte Darstellung der Vorrichtung aus 1, wobei 2a) den Deckel in geschlossener Endstellung darstellt und 2b) den Deckel in einer teilweise geöffneter Stellung darstellt;
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3 die Federkraft, die entlang der Federwirklinie des flexiblen Elements auf den Deckel in geöffneter Endstellung wirken kann, wobei sich in 3a) die Federwirklinie der Rotationsachse des Deckels annähert, so dass sich der Deckel in offener Endstellung nicht bewegt, oder in 3b) die Federwirklinie mit der Rotationsachse des Deckels überschneidet, so dass der Deckel in offener Endstellung gehalten wird;
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4 eine Übersicht über eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche ein Entriegelungselement aufweist;
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5 eine detaillierte Darstellung der Vorrichtung aus 4, wobei in 5a) der geschlossene und verriegelte Deckel, in 5b) der geschlossene und nicht-verriegelte Deckel und in 5c) der teilweise geöffnete Deckel dargestellt ist;
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6 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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7 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Belastungszustand des flexiblen Elements durch Einsteckung eines weiteren Bauteils verändert wird, wobei 7a) den Zustand vor Einstecken des Bauteils, 7b) während des Einsteckens des Bauteils und 7c) nach dem Einstecken des Bauteils darstellt.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei in 1a) beispielhaft ein flexibles Element in Form einer Blattfeder 2 darstellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Blattfeder im nicht-belasteten und nicht-verformten Zustand dargestellt. Die Dicke des verwendeten Materials für die Blattfeder beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 0,25 mm, wobei der Durchmesser der Federenden 21, 22 etwa jeweils 2 mm beträgt. In 1b) ist eine perspektivische Ansicht einer Steckdose für eine 13-polige Steckverbindungen nach ISO 11446, wie sie in Steckdosen für die Fahrzeugbeleuchtung von Anhängern eingesetzt werden, dargestellt. Das erfindungsgemäße flexible Element ist hierbei zwischen dem Gehäuse der Steckdose 3 und dem Klappdeckel 1 befestigt, wobei beide Federenden drehgelagert sind, damit diese frei rotieren können. In 1c) ist ein Querschnitt durch diese Steckdose dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Hierbei wird deutlich, dass der Deckel an der Stelle, an welcher er Kontakt mit dem Gehäuse 3 aufnimmt, eine Aussparung 11 für einen Dichtungsgummi (nicht dargestellt) aufweist, damit eine ordnungsgemäße Abdichtung der verschlossenen Steckdose ermöglicht wird. Das Gehäuse der Steckdose weist zudem einen Anschlag für das flexible Element 4 auf, der als Lasche ausgebildet ist und den Bewegungsraum des flexiblen Elements 2 nach oben begrenzt. Die Knickung einer Blattfeder, wie sie in diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, kann prinzipiell in beide Richtungen erfolgen. Um sicherzustellen, dass die Blattfeder sich hier jedoch nur in eine Richtung verbiegen kann, ist der Anschlag 4 im Gehäuse ausgebildet.
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In 2 ist eine detaillierte Darstellung der Vorrichtung aus 1 dargestellt, wobei zwei verschiedenen Belastungszustände der Blattfeder in Abhängigkeit von der Position des Deckels dargestellt sind. Die Blattfeder ist mit dem einen Federende 21 im Gehäuse angebracht und mit dem weiteren Federende 22 am Klappdeckel befestigt, wobei beide Federenden drehgelagert sind. Aufgrund dieser Drehgelenke, wirkt die Federkraft entlang einer Linie, die beide Federenden verbindet. Die Rotation des Klappdeckels erfolgt um die Rotationsachse R. 2a) zeigt den Klappdeckel 1 in geschlossener Endstellung, wobei die Blattfeder 2 axial belastet wird. Ein Anschlag am Gehäuse 4 verhindert, dass die Blattfeder in Richtung dieses Anschlages verformt wird. Der Anschlag 4 ist so gewählt, dass die Blattfeder nicht komplett gerade ist, sondern leicht verformt wird. Somit wird der Umschlagspunkt der Feder nicht erreicht. Die Federkraft muss nun eine Knickung der Blattfeder 2 bewirken, damit der Deckel sich öffnen kann. In 2b) ist der Deckel 1 in einer teilweise geöffneten Stellung dargestellt, wobei die Blattfeder 2 in Biegung, quer zur Federachse belastet wird, wenn der Deckel entlang der Rotationsachse R geöffnet wird. Aufgrund des Anschlages am Gehäuse 4 verformt sich die Blattfeder 2 vom Anschlag 4 weg. Die Federkraft, die zwischen den zwei Drehgelenken 21, 22 gebildet wird, resultiert nun aus der Biegung der Blattfeder 2.
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3 illustriert die Federkraft, die entlang der Federwirklinie F des flexiblen Elements 2 auf den Deckel 1 in geöffneter Endstellung wirken kann, wobei die Teilabbildungen 3a) und 3b) jeweils eine andere alternative Ausgestaltung der ersten Ausführungsform darstellen. In 3a) nähert sich die Federwirklinie F der Rotationsachse R des Deckels 1 an. Das Drehmoment, durch welches das flexible Element 2 am Deckel 1 angreift ist hierbei nicht ausreichend, um den Reibungswiderstand gegen die Bewegung des Deckels 1 zu überwinden. Somit bewegt sich der Deckel 1 in offener Endstellung nicht. In 3b) überschneidet sich die Federwirklinie F mit der Rotationsachse R des Deckels 1. Hierdurch wirkt das Drehmoment, durch welches das flexible Element 2 am Deckel 1 angreift in Öffnungsrichtung anstatt in Schließrichtung des Deckels. Somit wird der Deckel in offener Endstellung mittels der Kraft des flexiblen Elements 2 offen gehalten. Zusätzlich ist ein Anschlag am Gehäuse 5 vorgesehen, damit sich der Klappdeckel nicht weiter öffnen kann.
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In 4 ist eine Übersicht über eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, welche ein Entriegelungselement 6 aufweist. Das Entriegelungselement 6 wirkt hierbei direkt auf das flexible Element 2 und ermöglicht eine Bewegung des Klappdeckels 1 aus der geschlossenen Endstellung heraus. Im geschlossenen Zustand liegt der Klappdeckel 1 auf dem Gehäuse 3 auf und ein Anschlag 4 blockiert das flexible Element 2, damit sich dieses nicht in Richtung des Anschlages 4 verformen kann. Das Entriegelungselement 6 weist zur einfachen Betätigung einen Entriegelungshebel 61 auf, der ein einfaches Öffnen des Klappdeckels 1 aus der geschlossenen Endstellung heraus ermöglicht. Das Entriegelungselement 6 ist hierzu mit dem Klappdeckel 1 verbunden und durch ein Drehgelenk D beweglich gelagert. Durch Anheben des Entriegelungshebels 61 kann der Klappdeckel 1 ebenfalls geöffnet werden.
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5 zeigt eine detaillierte Darstellung der zweiten Ausführungsform aus 4, wobei in den Teilabbildungen unterschiedliche Belastungszustände des flexiblen Elements in Abhängigkeit von der Position des Klappdeckels und des Entriegelungselements dargestellt sind. In 5a) ist der verriegelte Deckel in geschlossener Endstellung dargestellt. In dieser geschlossenen Endstellung ist die Blattfeder 2 überspannt, so dass diese über den Umschlagspunkt heraus gerade gestellt ist. Bei Öffnung des Deckels 1, ohne Entriegelung durch das Entriegelungselement, wirkt die Kraft derart auf die Blattfeder 2, dass diese in Richtung des Anschlages 4 verformt wird. Der Anschlag verhindert jedoch eine Knickung der Blattfeder 2, so dass der Deckel nicht geöffnet werden kann. In 5b) ist der Zustand dargestellt, wenn der Entriegelungshebel 61 angehoben wurde. Das Entriegelungselement 6 wirkt hierbei auf die Blattfeder 2 und drückt diese nach unten über den Umschlagspunkt hinaus. Dies ermöglicht es, dass die Blattfeder in Abwärtsrichtung knicken kann, wo sie nicht durch einen Anschlag 4 aufgehalten wird. Ein weiterer Anschlag 7 zwischen dem Entriegelungselement 6 und dem Deckel 1 überträgt die auf den Entriegelungshebel 61 wirkende Kraft auf den Deckel 1, so dass dieser geöffnet werden kann, nachdem sich die Blattfeder 2 über den Umschlagspunkt verformt hat, was schließlich in 5c) dargestellt ist. Dadurch, dass der Entriegelungshebel 61 auf der Außenseite des Deckels 1 angebracht ist, kann das Entriegelungselement 6 durch einen Nutzer zusammen mit dem Deckel 1 geöffnet werden, so dass eine einhändige Bedienung möglich ist. Wenn eine Kraft lediglich auf den Deckel 1 wirkt, kann diese den Deckel 1 nicht aus der geschlossenen Endstellung heraus bewegen, da die Blattfeder 2 in Kombination mit dem Entriegelungselement 6 dies verhindert.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist ein Federende am Gehäuse befestigt und das andere Federende ist mit einem Verriegelungshebel 9 verbunden. Somit greift in dieser Ausführungsform die Blattfeder 2 über den Verriegelungshebel 9 an dem Klappdeckel 1 an. Da bei dieser Variante kein Anschlag am Gehäuse vorgesehen ist, ist die Blattfeder 2 in geschlossener Endstellung des Verriegelungshebels 9 axial belastet. Die Federkraft ist hierbei viel stärker als die Federkraft, die nach Knickung der Blattfeder ausgebildet wird. Somit kann diese Feder dazu eingesetzt werden, einen Verriegelungsarm 9 zu schließen.
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In 7 ist eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei der der Belastungszustand des flexiblen Elements durch Einsteckung eines weiteren Bauteils verändert wird und die verschiedenen Belastungszustände der Blattfeder in den einzelnen Teilabbildungen dargestellt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem weiteren Bauteil um einen Stecker, der in eine erfindungsgemäße Steckdose eingesteckt wird. 7a) zeigt den Zustand vor Einstecken des Steckers 8 mit dem Klappdeckel 1 in offener Endstellung. Die Blattfeder 2 ist hierbei in Biegung belastet und da die Federkraft, die entlang der Federwirklinie F wirkt, sich mit der Rotationsachse des Deckels R überschneidet, wird der Deckel in der offenen Endstellung gehalten. 7b) zeigt die Vorrichtung während des Einsteckens des Steckers, wobei der Stecker 8 auf die Blattfeder 2 wirkt und diese verformt, so dass sich die Federwirklinie F verschiebt. Der Zustand nach dem Einstecken des Steckers 8 ist in 7c) dargestellt. Hierbei hat sich durch die Einwirkung des Steckers 8 die Blattfeder 2 soweit verformt, dass die Federwirklinie F sich nicht mehr mit der Rotationsachse des Deckels R überschneidet. Aus diesem Grund schließt sich der Deckel 1 selbstständig, bis dieser auf dem Stecker 8 aufliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klappdeckel
- 11
- Aussparung in Klappdeckel für Dichtungsgummi
- 2
- flexibles Element (Blattfeder)
- 21, 22
- Enden der Blattfeder
- 3
- Gehäuse
- 4
- Anschlag für flexibles Element
- 5
- Anschlag für Klappdeckel
- 6
- Entriegelungselement
- 61
- Entriegelungshebel
- 7
- Anschlag für Entriegelungselement
- 8
- Bauteil (Stecker), der in die Steckdose gesteckt wird
- 9
- Zusätzliches Bauteil, das am Deckel angreift (Verriegelungshebel)
- F
- Federwirklinie
- R
- Rotationsachse des Deckels
- D
- Drehgelenk des Entriegelungselements
