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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem ersten Stecker und einem zweiten Stecker, wobei der erste Stecker eine Mehrzahl von Steckkontakten oder Buchsen derart aufweist und der zweite Stecker eine Mehrzahl von Buchsen bzw. Steckkontakten derart aufweist, dass im zusammengesteckten Zustand der Stecker ein jeweiliger Steckkontakt und eine jeweilige Buchse eine elektrische Verbindung ausbilden.
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Steckverbinder haben in verschiedenen Anwendungsgebieten, wie in der industriellen Verbindungstechnik, eine große Bedeutung und dienen beispielsweise zum Anschließen von elektrischen Komponenten und/oder elektrischen Geräten, wie Maschinen, Sensoren und/oder Aktoren. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von elektrischen Steckverbindern bekannt, die hinsichtlich der unterschiedlichsten Einsatzgebiete ausgestaltet sind.
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Derartige Steckverbinder weisen zum Verriegeln eines ersten Steckers und eines zweiten Steckers vielfach ein Verriegelungssystem auf, das ein ungewolltes Entriegeln der miteinander verbundenen Stecker verhindern soll. Ferner weisen die Steckverbinder mechanische Bauteile, wie Federn oder Federbleche, auf, die ein Rückstellen des Verriegelungssystem nach dem gewollten Entriegeln der Stecker realisieren.
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Diese Bauteile benötigen jedoch Bauraum, der insbesondere bei beengten Platzverhältnissen nicht immer zur Verfügung steht, und verursachen Kosten, zum einen durch das für die zusätzlichen Bauteile benötigte Material, zum anderen durch den damit einhergehenden weitaus aufwendigeren Herstellungsvorgang, der eine zusätzliche Anzahl an Arbeitsschritten erfordert. Zudem ist oftmals die Entriegelung nur aufwendig zu betätigen und verklemmt sich, so dass ein Zurückstellen zur Ermöglichung einer erneuten Verriegelung ausbleibt.
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Aus der
US 2006/0 003 629 A1 ist ein koaxialer elektrischer Steckverbinder für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen bekannt. Die Gegenstecker sind koaxial verbunden und gemeinsam mittels einer Schraubverbindung gekoppelt. Wenn die zusammenpassenden Verbinder verbunden sind, können sie nicht manuell getrennt werden. Vielmehr ist ein Werkzeug erforderlich, um die Anschlüsse zu trennen.
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Aus der
DE 103 03 243 B3 ist ein elektrischer Schnellkupplungssteckverbinder mit einem Stecker und einem Gegenstecker bekannt, wobei jeweils einer der beiden ein Rastelement und der andere ein Gegenrastelement aufweist.
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Aus der
DE 43 25 895 C1 ist ein Steckverbinderpaar mit einem Stecker und einer Buchse bekannt, die jeweils ein Gehäuse mit jeweils wenigstens einem Kontakteinsatz aufweisen, in dem wenigstens ein Kontakt angeordnet ist, wobei die freien Enden der Gehäuse so zusammenführbar sind, dass in den stirnseitig offenen Innenraum des einen Gehäuses das freie Ende des anderen Gehäuses hineinragt und die Kontakte des Steckers und der Buchse miteinander in Eingriff kommen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Steckverbinder anzugeben, der mit einer verringerten Anzahl an Bauteilen ein besonders einfaches Verriegeln der Stecker miteinander ermöglicht, wobei jedoch die Entriegelung der Stecker, also das Lösen der Verriegelung, auch durch Einhandbetrieb und/oder nur mit einem Werkzeug möglich ist und wobei nach erfolgter Entriegelung eine automatische Rückstellung der Verriegelung bewirkt wird, damit ein erneutes Verbinden der Stecker möglich ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Insofern ist eine Lösung der Erfindung ein Steckverbinder, mit einem ersten Stecker und einem zweiten Stecker, wobei der erste Stecker eine Mehrzahl von Steckkontakten oder Buchsen derart aufweist und der zweite Stecker eine Mehrzahl von Buchsen bzw. Steckkontakten derart aufweist, dass im zusammengesteckten Zustand der Stecker ein jeweiliger Steckkontakt oder eine jeweilige Buchse eine elektrische Verbindung ausbilden, der erste Stecker eine Rastnase aufweist und der zweite Stecker ein Überwurfelement aufweist, das Überwurfelement einen Rasthaken zum Verrasten mit der Rastnase im zusammengesteckten Zustand der Stecker aufweist, der zweite Stecker derart ausgestaltet ist und das Überwurfelement derart an dem zweiten Stecker angeordnet ist, dass das Überwurfelement zwischen einer Verriegelungsposition, in der im zusammengesteckten Zustand der Stecker der Rasthaken mit der Rastnase verrastet ist, und einer Entriegelungsposition, in der der Rasthaken aus der Rastnase ausgerastet ist, tangential um die Steckrichtung des zweiten Steckers verdrehbar ist.
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Die Erfindung geht damit einen völlig neuen Weg, in dem ein „Schnellverriegelungssystem” für eine Mehrzahl von an einem Stecker vorgesehenen Steckkontakten bzw. Buchsen angegeben wird, das einerseits besonders einfach verriegelbar ist und andererseits ohne Werkzeug im Einhandbetrieb entriegelbar ist, so dass die beiden Stecker voneinander lösbar sind. Zudem erfolgt nach dem vorgenannten Lösen der beiden Stecker voneinander ein automatisches Rückstellen des Verriegelungssystems derart, dass ein erneutes Stecken bzw. Verbinden der Stecker möglich ist.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird also durch das Überwurfelement realisiert, das an dem zweiten Stecker vorgesehen ist, welcher wiederum die Mehrzahl von Buchsen bzw. Steckkontakten aufweist. Das Überwurfelement, welches vorzugsweise als Überwurfring ausgebildet ist, ist um die Steckrichtung des zweiten Steckers verdrehbar an dem zweiten Stecker angeordnet, also beispielsweise „mutterartig” um eine Außenumfangsfläche des zweiten Steckers verdrehbar angeordnet. Aus der Verriegelungsposition, die das Überwurfelement auch dann annehmen kann, wenn die beiden Stecker nicht miteinander verrastet sind, ist das Überwurfelement in die Entriegelungsposition verdrehbar. Das bedeutet, dass, wenn die beiden Stecker miteinander verbunden sind, also eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Stecker und dem zweiten Stecker existiert, mittels des Überwurfelements zum einen eine Verriegelung der beiden Stecker herbeigeführt werden kann und zum anderen eine Entriegelung der beiden Stecker herbeigeführt werden kann.
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Dazu liegen vorzugsweise in der Verriegelungsposition die Rastnase und der Rasthaken korrespondierend aneinander an, bilden ganz besonders bevorzugt eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung derart aus, dass die beiden Stecker nicht voneinander lösbar sind. Durch Verdrehen des Überwurfelements aus der Verriegelungsposition in die Endriegelungsposition wird der Rasthaken aus der Rastnase ausgerastet, so dass die beiden Stecker voneinander lösbar sind. Dazu können die beiden Stecker hinsichtlich ihrer Steckkontakte und/oder Buchsen sowie ihrer Rastnase und/oder Rasthaken beliebig zum Herstellen der elektrischen Verbindung bzw. Verrastung ausgestaltet sein. Somit löst der erfindungsgemäße Steckverbinder die eingangs gestellte Aufgabe mit einer äußerst geringen Anzahl an Bauteilen, nämlich dem drehbar gelagerten Überwurfelement, welcher vorzugsweise verformbare Rasthaken aufweist, so dass durch die Erfindung eine besonders kostengünstige Lösung angegeben wird, die für Stecker mit einer Mehrzahl von Steckkontakten bzw. Buchsen universell einsetzbar ist und eine besonders einfache Verriegelung bei gleichzeitiger Entriegelung nur im Einhandbetrieb ohne Werkzeug ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rasthaken eine erste Rampe und eine zweite Rampe aufweist, die erste Rampe quer zur Steckrichtung der Stecker ausgerichtet ist und die zweite Rampe in Drehrichtung des Überwurfelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist die Rampe als Schräge ausgeführt, wobei unter „ausgerichtet” die Erstreckungsrichtung gemeint ist, in die die Rampe bzw. die Schräge entlang ihrer abfallenden Erstreckung hin abfällt. Ganz besonders bevorzugt weist der Rasthaken anstelle der Rampen eine jeweilige Schräge auf, also eine erste Schräge, die quer zur Steckrichtung der Stecker ausgerichtet ist, und eine zweite Schräge, die in Drehrichtung des Überwurfelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition ausgerichtet ist, also jeweils in die vorgenannte Richtung entlang ihrer Schrägung hin abfällt. Mit anderen Worten sind die zweiten Rampen bzw. die zweiten Schrägungen derart an dem Rasthaken angeordnet und ausgerichtet, dass durch Verdrehen des Überwurfelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition der Rasthaken über die zweite Rampe bzw. Schrägung weg von der mittigen Längsachse des Steckverbinders, also „nach außen”, verformt wird, so dass die Verrastung zwischen dem Rasthaken und der Rastnase gelöst wird und in der Folge die beiden Stecker voneinander lösbar sind. Besonders bevorzugt weist das Überwurfelement zwei Rasthaken auf, wobei die beiden Rasthaken entgegengesetzt gegenüberliegend an dem Überwurfelement derart angeordnet sind, dass die beiden Rasthaken den zweiten Stecker einfassen. Ferner wird durch das Vorsehen der ersten Rampe bzw. der ersten Schrägung das Zusammenstecken der Stecker vereinfacht, da die erste Rampe aufgrund ihrer Schrägung beim Verbinden der Stecker den Rasthaken weg von mittigen Längsachse des Steckverbinders spreizt, so dass dadurch das Verbinden der Stecker bzw. das Einführen des Steckkontakts in die Buchse vereinfacht wird.
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Nach einer anderen Weiterbildung des Steckverbinders ist bevorzugt, dass das Überwurfelement derart ausgestaltet ist, dass das Überwurfelement von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition strebt. Vorzugsweise ist dazu der Rasthaken mit Federkraft derart beaufschlagt, dass die durch die Federkraft ausgehende Rückstellkraft zu einem „Zurückdrehen” des Überwurfelements von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition führt. Dadurch wird ohne manuelles Hinzutun ermöglicht, dass bei einem erneuten Stecken der Stecker eine Verriegelung der Stecker durch den Rasthaken bzw. die Rastnase automatisch erfolgen kann.
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Nach einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Überwurfelement als Überwurfring ausgebildet ist, der Überwurfring den zweiten Stecker entlang seiner Außenumfangsfläche umlaufend und anliegend umgreift, der zweite Stecker eine Öffnung aufweist und in der Verriegelungsposition der Rasthaken durch die Öffnung hindurch mit der Rastnase verrastet ist. In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt, dass die Rastnase als Verriegelungskante ausgeführt ist, in die der Rasthaken in der Verriegelungsposition zum Verrasten der Stecker eingreift. Ferner ist bevorzugt, dass das Überwurfelement auf den zweiten Stecker zum Befestigen an dem zweiten Stecker aufrastbar ist, und in der aufgerasteten Position entlang der Außenumfangsfläche des zweiten Steckers verdrehbar gelagert an dem zweiten Stecker angeordnet ist. Ebenfalls ist bevorzugt, dass der Rasthaken in der Verriegelungsposition durch die Öffnung hindurch in die Rastnase zum Verrasten eingreift, während der Rasthaken in der Entriegelungsposition wenigstens teilweise nicht durch die Öffnung hindurch greift. Weiterhin ist bevorzugt, dass das Überwurfelement derart ausgestaltet ist, dass beim Verdrehen des Überwurfelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition die zweite Rampe über eine Kante der Öffnung derart gleitet, dass der Rasthaken aus der Rastnase ausgerastet wird. Ferner ist bevorzugt, dass der Rasthaken in seiner Entriegelungsposition weiter von der Längsachse des Steckers entfernt ist als in seiner Verriegelungsposition, vorzugsweise durch das Verschieben des Überwurfelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition der Rasthaken aufgrund des Gleitens der zweiten Rampe über die Kante der Öffnung von der mittigen Längsachse des Steckers weg bewegt wird.
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In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Überwurfelement als Überwurfring ausgebildet ist, der zweite Stecker den Überwurfring entlang seiner Außenumfangsfläche umlaufend und anliegend umgreift, der zweite Stecker eine Öffnung aufweist und das Überwurfelement derart ausgestaltet ist, dass beim Verdrehen des Überwurfelements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition der Rasthaken in Richtung der Öffnung strebt. Während also bei vorab beschriebener Ausführungsform vorgesehen war, dass das Überwurfelement als Überwurfring ausgebildet den zweiten Stecker „mutterartig” umgreifend einfasst, ist bei dieser nunmehr in Rede stehenden Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Stecker den Überwurfring umgreifend einfasst, also beispielsweise im Sinne einer „Hülse” einfasst, so dass der Überwurfring durch den zweiten Stecker wenigstens teilweise bedeckt wird. Dadurch kann das Überwurfelement durch externe, ungewollte Einflüsse gegen Verdrehen geschützt werden.
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In diesem Zusammenhang ist weiterhin nach einer anderen Ausgestaltung bevorzugt, dass das Überwurfelement derart ausgestaltet ist, dass durch Einführen eines Werkzeugs zwischen das Überwurfelement und den zweiten Stecker das Überwurfelement in die Entriegelungsposition verdrehbar ist. Dabei ist vorzugsweise das Werkzeug, beispielsweise ein Schraubendreher, in Steckrichtung des zweiten Steckers in den zweiten Stecker einführbar, so dass durch eine derartige Ausgestaltung eine Entriegelung des Überwurfelements auch bei beengten Platzverhältnissen ermöglicht wird. Vorzugsweise ist das Überwurfelement derart ausgestaltet, dass der Drehwinkel zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition ≤ 15°, vorzugsweise ≤ 10° und ganz besonders bevorzugt ≤ 5° beträgt. Das bedeutet, dass durch derartige Ausgestaltungen bereits ein Lösen der Stecker durch Verdrehen des Überwurfelements nur um einige wenige Grad erreicht wird, also eine besonders einfache Bedienung des Steckverbinders ermöglicht wird.
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Grundsätzlich kann der Rasthaken als ein beliebiger aus dem Stand der Technik bekannter Rasthaken zum Verrasten mit der Rastnase ausgeführt sein, wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch vorgesehen ist, dass der Rasthaken als federnder und/oder elastisch verformbarer Kragarm ausgestaltet ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist bevorzugt, dass der erste Stecker oder der zweite Stecker ein Kodierungselement aufweist und der zweite Stecker bzw. der erste Stecke eine Einrichtung zur Aufnahme des Kodierungselements aufweist, so dass durch eine derartige Ausgestaltung ein „definiertes” Zusammenstecken der Stecker in einer oder mehrerer möglicher Drehwinkelpositionen ermöglicht wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen
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1 einen Steckverbinder in einer Verriegelungsposition gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Ansicht,
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2 den Steckverbinder in einer Entriegelungsposition gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Ansicht,
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3 den Steckverbinder in der Verriegelungsposition gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht,
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4 den Steckverbinder in der Entriegelungsposition gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Schnittansicht,
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5 den Ausschnitt des Steckverbinders in der Verriegelungsposition gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht,
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6 den Ausschnitt des Steckverbinders in der Entriegelungsposition gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Schnittansicht,
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7 einen Steckverbinder gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Draufsicht,
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8 den Steckverbinder in der Verriegelungsposition gemäß dem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht, und
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9 den Steckverbinder in der Entriegelungsposition gemäß dem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht.
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Gemäß der beiden nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist ein Steckverbinder mit einem ersten Stecker 1 und einem zweiten Stecker 2 vorgesehen, wobei der erste Stecker 1 zum Einbau in eine Wand, beispielsweise eine Schaltschrankwand, ausgestaltet ist.
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Gemäß dem in 1 bis 6 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der zweite Stecker 2 eine Mehrzahl von Steckkontakten 3 auf, während gemäß dem zweiten in 7 bis 9 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung der zweite Stecker 2 eine Mehrzahl von Buchsen 4 aufweist, so dass im zusammengesteckten Zustand der Stecker 1, 2 ein jeweiliger Steckkontakt 3 bzw. eine jeweilige Buchse 4 des zweiten Steckers 2 eine elektrische Verbindung mit einem jeweiligen dem ersten Stecker 1 zugeordneten Buchse 4 bzw. Steckkontakt 3 ausbilden. Dazu wurden in den Figuren der besseren Übersichtlichkeit halber die den ersten Stecker 1 zugeordneten Steckkontakte 3 bzw. Buchsen 4 nicht dargestellt. Die Steckkontakte 3 sowie die Buchsen 4 sind als aus dem Stand der Technik bekannte Steckkontakte 3 bzw. Buchsen 4 zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen den Steckern 1, 2 ausgestaltet.
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Der zweite Stecker 2 weist ein Überwurfelement 5 auf, welches als ein Überwurfring ausgestaltet ist und den zweiten Stecker 2 anliegend entlang seiner Außenumfangsfläche umgreift, wobei das Überwurfelement 5 tangential um die Steckrichtung 6 des zweiten Steckers 2 verdrehbar an dem zweiten Stecker 2 angeordnet ist. Das Überwurfelement 5 ist um einen Drehwinkel von 5° von einer Verriegelungsposition, dargestellt in 1, 3, 5 und 8, in eine Entriegelungsposition, dargestellt in 2, 4, 6 und 9 tangential um die Steckrichtung 6 des zweiten Steckers 1 verdrehbar, also entlang der Längsachse 7 des zweiten Steckers 2 verdrehbar.
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An dem Überwurfelement 5 sind zwei entgegengesetzt angeordnete Rasthaken 8 angeordnet, die den zweiten Stecker 2 seitlich einfassen und sich von dem Überwurfelement 5, im zusammengesteckten Zustand der Stecker 1, 2, in Richtung des ersten Steckers 1 hin erstrecken. Derart ausgestaltet ist das Überwurfelement 5 von der Kabelseite des zweiten Steckers 2 auf den zweiten Stecker 2 aufrastbar, wobei zur Fixierung des Überwurfelements 5 an dem zweiten Stecker 2 ein Rastelement 9, welches vorliegend als Rastnase ausgeführt ist, vorgesehen ist. Das als Überwurfring ausgestaltete Überwurfelement 5 ist ferner derart auf den zweiten Stecker 2 aufschiebbar, dass die beiden Rasthaken 8 in an den zweiten Stecker 2 vorgesehene Öffnungen 10 eingreifen.
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Wie aus 3, 4, 5, 6 sowie 8 und 9 ersichtlich ist, weist der erste Stecker 1 zwei gegenüberliegend angeordnete Rastnasen 11 auf, welche in der Verriegelungsposition mit den Rasthaken 8 verrastet sind. Dazu gehen ein jeweiliger Rasthaken 8 und eine jeweilige Rastnase 11 eine formschlüssige Verbindung ein.
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Der zweite Stecker 2 ist nunmehr derart ausgestaltet, dass durch Verdrehen des Überwurfelements 5 tangential um die Steckrichtung 6 des zweiten Steckers 2 von der Verriegelungsposition, in der der Rasthaken 8 mit der Rastnase 11 verrastet ist, in die Entriegelungsposition der Rasthaken 8 aus der Rastnase 11 ausrastet, so dass die beiden Stecker 1, 2 voneinander lösbar sind.
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Wie im Detail in 5 und 6 ersichtlich ist, rastet in der Entriegelungsposition der als federnder Kragarm ausgestaltete Rasthaken 8 aus der Rastnase 11 aus, was dadurch erreicht wird, dass der Rasthaken 8 in der Entriegelungsposition weiter von der Längsachse 7 des zweiten Steckers 2 entfernt ist als in der Verriegelungsposition. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass der Rasthaken 8, der in der Verriegelungsposition vollständig in die Öffnung 10 eingreift, über eine Kante 12 der Öffnung 10 gleitet, und dadurch „nach außen” gebogen wird, wie in Draufsicht in 2 sowie in Schnittansicht in 4 sowie 6 ersichtlich ist.
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Um vorgenanntes Gleiten über die Kante 12 zu erleichtern, ist an dem Rasthaken 8 eine zweite Rampe 13 vorgesehen, die sich in Drehrichtung des Überwurfelements 5 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition erstreckt, also in vorgenannte Richtung abfällt. Zudem ist eine erste Rampe 14 vorgesehen, die sich quer zur Steckrichtung 6 der Stecker 1, 2 hin erstreckt, so dass das Zusammenstecken der Stecker 1, 2 erleichtert wird, indem der Rasthaken 8 über die erste Rampe 14 beim Gleiten über die Rastnase 11 „nach außen” gebogen wird.
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Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das als Überwurfring ausgeführte Überwurfelement 5 „innerhalb” des zweiten Steckers 2 angeordnet, so dass also der zweite Stecker 2 das Überwurfelement 5 anliegend umgreift, wobei gemäß dieser Ausgestaltung der Rasthaken 8 beim Verdrehen des Überwurfelements 5 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition in Richtung der Öffnung 10 strebt.
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Das Überwurfelement 5 bzw. der zweite Stecker 2 ist nunmehr derart ausgestaltet, dass durch Einführen eines Werkzeugs 15, eines Schraubendrehers, zwischen dem Überwurfelement 5 und dem zweiten Stecker 2 das Überwurfelement 5 in die Entriegelungsposition verdrehbar ist, so dass die beiden Stecker 1, 2 voneinander lösbar sind. Dazu ist das Werkzeug 15 in Steckrichtung 6 des zweiten Steckers 2 in den zweiten Stecker 2 einführbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ersten Stecker
- 2
- Zweiter Stecker
- 3
- Steckkontakt
- 4
- Buchse
- 5
- Überwurfelement
- 6
- Steckrichtung
- 7
- Längsachse
- 8
- Rasthaken
- 9
- Rastelement
- 10
- Öffnung
- 11
- Rastnase
- 12
- Kante
- 13
- Zweite Rampe
- 14
- Erste Rampe
- 15
- Werkzeug
