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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Stecksystem mit einem Stecker und einem Steckmodul.
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Stand der Technik
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In einem Fahrzeug werden im Motorraum und im Karosserieraum zahlreiche elektrische und elektronische Steuergeräte verbaut, die miteinander und mit weiteren Komponenten des Fahrzeugs, wie beispielsweise Sensoren und Aktoren, elektrisch verbunden werden müssen.
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Dazu kann sich an einem Steuergerät ein Steckmodul befinden, dessen Messerleiste einige 100 Pole aufweisen kann. Ein entsprechender Stecker, der mit einem Kabelbaum verbunden ist, kann zum Herstellen der elektrischen Verbindung auf das Steckmodul gesteckt werden. Dazu kann der Stecker einen Hebel aufweisen, der in eine Zahnstange am Steckmodul eingreift und bei einer Schließbewegung den Stecker in Richtung des Steckmoduls zieht.
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Für einen derartigen Stecker mit Steckhebel ist die Steckverbindung zwischen Kabelbaumstecker und Messerleiste nicht-dichtend ausgelegt, da die Zahnstange, die innenliegend an einem Kragen des Steckmoduls angeordnet ist, und die Welle am Hebel, die in die Zahnstange eingreift, verhindern, dass zwischen dem Kragen und dem Stecker eine Dichtung angeordnet werden kann.
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Durch die fehlende Dichtung sind die elektrischen Kontakte des Steckmoduls und des Steckers den teilweise aggressiven Medien im Motorraum oder Karosserieraum ausgesetzt.
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Ferner kann der Steckerhebel in der Regel nur in einer Orientierung an dem Stecker montiert werden. Auch kann die Steckverbindung in der Regel nur einseitig verschlossen bzw. verrastet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein flexibel zusammenbaubares Stecksystem für einen Kabelbaum eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Stecksystem mit einem Stecker und einem Steckmodul, wobei der Stecker zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Steckmodul ausgeführt ist. Das Steckmodul kann beispielsweise an einer Steuereinheit eines Fahrzeugs, wie etwa einer Motorsteuerung, angebracht sein und der Stecker kann mit einem Kabelbaum des Fahrzeugs verbunden sein. Stecker und Steckmodul können mehr als 100 elektrische Einzelkontakte aufweisen, die beispielsweise über miniaturisierte elektrische Kontakte hergestellt werden können, die beispielsweise einen Querschnitt von 0,5 mm auf 0,4 mm aufweisen und die in einem Rastermaß von 1,8 mm angeordnet sind. Derartige Stecksysteme können beispielsweise in einem Fahrzeug (Pkw, Lkw, Bus) zum Einsatz kommen. Das Steckmodul kann beispielsweise an einem Steuergerät angebracht sein. Der Stecker kann dazu verwendet werden, das Steuergerät, beispielsweise ein Motorsteuergerät, mit einem Kabelbaum zu verbinden.
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Ausführungsformen der Erfindung erlauben in vorteilhafter Weise, ein variables Stecksystem für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem der Steckerhebel und eine Führung der elektrischen Leitungen in den Stecker, d.h. ein Kabelgang, in mehreren Orientierungen am Stecker montiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stecker des Stecksystems einen Steckerkörper, in dem eine Mehrzahl elektrischer Kontakte aufgenommen ist und der eine Steckerbasis aufweist, die dazu ausgeführt ist, einen Kragen des Steckmoduls aufzunehmen. Weiter umfasst der Stecker einen Steckerhebel, der dazu ausgeführt ist, von einer Startstellung in eine Endstellung bewegt zu werden und dabei den Stecker mittels eines Hebelarms, der in das Steckmodul eingreift, in Richtung des Steckmoduls zu ziehen. Auf diese Weise kann der Stecker mit der Steckerbasis auf dem Kragen positioniert werden und durch eine Hebelbewegung mit dem Hebel kontrolliert mit dem Steckmodul verbunden werden. Durch die Bewegung des Steckerhebels, an dem sich beispielsweise eine Welle mit Zähnen befindet, die in entsprechende Vorsprünge am Kragen eingreifen, kann eine Translationsbewegung erzeugt werden, bei der etwa die mehr als 100 elektrischen Kontakte ineinandergeschoben werden, ohne dass sie versehentlich beschädigt (umgeknickt) werden. Weiter kann mit dem Steckerhebel ein sehr großes mechanisches Übersetzungsverhältnis erreicht werden, so dass die Vielzahl von elektrischen Kontakten ohne Schwierigkeiten ineinandergeschoben werden kann.
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Weiter weist der Stecker wenigstens ein Dichtelement auf, das dazu ausgeführt ist, den in das Steckmodul gesteckten Stecker bezüglich einer Umgebung des Steckers abzudichten. Insbesondere ist der Steckerhebel so ausgeführt, dass das Innere des Steckers durch Dichtelemente, wie etwa eine Radialdichtung und/oder eine Mattendichtung, abgedichtet werden kann. Beispielsweise kann der Steckerhebel von außen an den Kragen des Steckmoduls angreifen, während das Dichtelement an eine Innenseite des Kragens angedrückt wird.
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Beispielsweise kann der Stecker derart ausgebildet sein, dass der Steckerhebel in zwei Orientierungen an dem Steckerkörper montierbar ist und der Hebelarm und das Steckmodul in den beiden Orientierung derart ineinandergreifen, dass der Stecker in Richtung des Steckmoduls ziehbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stecksystems kann so ermöglicht werden, den Steckerhebel in zwei etwa um 180° zueinander gedrehten Positionen an dem Stecker anzubringen und den Stecker in beiden Positionen mittels des Steckerhebels sicher mit dem Steckmodul zu verbinden.
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Insgesamt kann das Stecksystem dazu ausgeführt sein, eine bezüglich einer Positionierung des Steckers flexible und variable Steckverbindung und gleichzeitig eine langlebige und stabile elektrische Verbindung zwischen elektrischen Leitungen eines Kabelbaums in einem Fahrzeug und einem Steuergerät bereitzustellen.
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Eine Anzahl von in Fahrzeugen verbauten Sensoren und Aktuatoren sowie entsprechende Steuereinheiten, die Informationen der Sensoren verarbeiten und die die Aktuatoren steuern können, nimmt stetig zu. In einem Fahrzeug kann ein für Sensoren, Aktuatoren und Steuereinheiten zur Verfügung stehender Raum jedoch stark begrenzt sein, so dass diese Komponenten des Fahrzeugs zunehmend in miniaturisierter Bauweise hergestellt werden. Dies betrifft ebenso die zugehörigen Stecker und Steckmodule, mit denen elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten hergestellt werden können. Daher kann es auch erforderlich sein, die Stecker und Steckmodule in flexibler und variabler Bauweise herzustellen, damit sie dem zur Verfügung stehenden Bauraum in einem Fahrzeugtyp entsprechend in unterschiedlichen Positionen an einer Steuereinheit angebracht werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umgreift der Steckerhebel den Steckerkörper mit zwei Hebelarmen, die mit einem Querbalken verbunden sind. An den beiden Hebelarmen, die parallel zueinander verlaufen können und zu den der Querbalken als Hebelgriff orthogonal verlaufen kann, können sich an den Enden Wellen befinden, die in der Steckerbasis aufgenommen sind und um die der Steckerhebel bewegt werden kann. Die Wellen können etwa in entsprechenden Öffnungen in der Steckerbasis aufgenommen und bewegbar sein. Die Öffnungen können dabei symmetrisch in der Steckerbasis ausgebildet sein und symmetrisch an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Steckerkörpers angeordnet sein, so dass der Steckerhebel in zwei etwa um 180° zueinander gedrehten Positionen am Stecker montierbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Hebelarm des Steckerhebels eine Welle auf, um die der Hebel bewegbar ist und die in Richtung des Steckerkörpers gerichtet ist. Die Welle kann Zähne, wie etwa einen Hebelzahn und/oder einen Anschlagzahn, aufweisen, die dazu ausgeführt sind, in das Steckmodul einzugreifen. Beispielsweise können die Zähne in eine entsprechende Zahnstange am Steckmodul eingreifen. Der Steckerhebel kann ein Zahnstangenhebel sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Welle einen Anschlagzahn auf, der dazu ausgeführt ist, in der Startstellung auf einen Vorsprung am Kragen abgestützt zu werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Welle einen Hebelzahn auf, der dazu ausgeführt, ist den Vorsprung zu umgreifen, wobei der Hebelzahn beim Bewegen des Hebels von der Startstellung in die Endstellung den Stecker in das Steckmodul zieht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Welle lediglich einen Hebelzahn und lediglich einen Anschlagzahn auf, die orthogonal zu einer Längserstreckungsrichtung der Welle von der Welle abstehend angeordnet sind. Die Längserstreckungsrichtung der Welle kann dabei von der Drehachse, um die die Welle im Steckerkörper bewegt werden kann, definiert werden. Eine Ausgestaltung und Geometrie der Welle mit jeweils nur einem Hebelzahn und einem Anschlagzahn kann ferner verhältnismäßig einfach hergestellt und kostengünstig produziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Hebelzahn länger ausgebildet als der Anschlagzahn, so dass der Hebelzahn weiter von der Welle absteht als der Anschlagzahn. Dadurch können verhältnismäßig große Hebelkräfte erzeugt werden, welche nötig sein können, um den Stecker und das Steckmodul ineinander zu ziehen. Ein verhältnismäßig großer Hebelzahn kann ferner robust ausgestaltet werden, so dass die beim ineinander Stecken des Steckers und des Steckmoduls auftretenden Steckkräfte durch die Hebelkräfte überwunden werden können, ohne dass der Hebelzahn beschädigt, wie etwa abgebrochen werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kragen des Steckmoduls einen Steckkanal auf, der dazu ausgeführt ist, die Welle aufzunehmen, wobei der Steckkanal des Kragens symmetrisch bezüglich der Orientierungen des Steckerhebels ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann die Welle in beiden Orientierungen, in denen der Steckerhebel am Steckerkörper montierbar ist, gleichermaßen von dem Steckkanal des Kragens aufgenommen werden, so dass in beiden Orientierungen durch Bewegen des Steckerhebels von der Startstellung in die Endstellung eine Translationsbewegung erzeugt werden kann, bei der der Stecker und das Steckmodul zum Herstellen einer elektrische Verbindung ineinander geschoben werden. Der Steckkanal kann dabei als Zahnstange und die Welle als Zahnstangenhebel verstanden werden.
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Der Steckkanal kann dabei an einer Außenseite des Kragens angeordnet sein. Es können ferner zwei Steckkanäle an zwei sich gegenüberliegenden Außenseiten an dem Kragen ausgebildet sein, die jeweils eine Welle eines Hebelarms des Steckerhebels aufnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Steckkanal entlang einer Steckrichtung in den Steckkanal einen ersten Abschnitt, der zwei symmetrische Vorsprünge bereitstellt, einen zweiten Abschnitt, der zwei symmetrische Aussparungen bereitstellt, und einen dritten Abschnitt, der zwei weitere symmetrische Vorsprünge bereitstellt, auf. Die symmetrische Ausgestaltung des Steckkanals kann dabei die Funktion der Welle und des Hebelzahns in beiden Orientierungen des Steckerhebels gewährleisten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ragen die Vorsprünge des ersten und des dritten Abschnitts des Steckkanals gleich weit in den Kanal hinein. Dies kann ermöglichen, dass die Welle ein Stück in den dritten Abschnitt des Steckkanals geschoben werden kann, ohne an einem Vorsprung des Kanals anzuliegen, was wiederum sicherstellen kann, dass der Stecker und das Steckmodul weit genug ineinander geschoben werden können, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umgreift der Hebelzahn der Welle in der Startstellung des Steckerhebels einen Vorsprung des Steckkanals, wobei der Hebelzahn dazu ausgeführt ist, beim Bewegen des Steckerhebels von der Startstellung in die Endstellung in eine Aussparung geschoben zu werden und dabei den Stecker und das Steckmodul ineinander zu ziehen. Am Kragen des Steckmoduls muss sich auf diese Weise nur ein einziger Vorsprung bzw. Gegenzahn befinden, mit dem die Hebelbewegung in eine Translationsbewegung umgewandelt werden kann. Bei der Verwendung eines einzigen Vorsprungs kann dieser relativ groß ausgestaltet werden, so dass auch große Kräfte übertragen werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlagzahn der Welle in der Startstellung des Steckerhebels auf dem Kragen auf einem Vorsprung abgestützt, wobei der Anschlagzahn dazu ausgeführt ist, beim Bewegen des Steckerhebels von der Startstellung in die Endstellung den Vorsprung freizugeben. Der Vorsprung kann sich auf der Außenseite des Kragens des Steckmoduls befinden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Stecksystem weiter einen Steckerdeckel, der einen Kabelgang zum Führen von elektrischen Leitungen aus dem Steckerkörper aufweist. Dabei kann der Steckerdeckel in zwei Orientierungen auf dem Steckerkörper befestigbar sein, so dass der Kabelgang in den beiden Orientierungen die elektrischen Leitungen in unterschiedlichen Richtungen aus dem Steckerkörper führen kann. Die Orientierungen des Steckerdeckels und damit die Richtungen, mit denen die elektrischen Leitungen aus dem Steckerkörper geführt werden, können dabei etwa um 180° zueinander gedreht sein. Auch im Hinblick auf einen potentiell begrenzten Bauraum in einem Fahrzeug kann der in unterschiedlichen Orientierungen ausführbare Kabelgang vorteilhaft sein. So kann nach einem Bestückvorgang des Steckers mit elektrischen Leitungen, d.h. einer Verbindung des Steckers mit einem Kabelbaum, etwa durch einen Kabelkonfektionär, der Kabelgang nachträglich geändert oder an einen Bauraum angepasst werden. Auch kann eine Flexibilität hinsichtlich des Kabelgangs eine Kosteneinsparung in der Produktion bedeuten, da für beide Orientierungen des Kabelgangs lediglich ein Stecker bzw. ein Stecksystems produziert werden muss. Ferner kann dadurch die Notwendigkeit für einen Wechseleinsatz für unterschiedliche Orientierungen des Steckerdeckels und des Kabelgangs entfallen.
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Weiter weist der Stecker wenigstens ein Dichtelement auf, das dazu ausgeführt ist, den in das Steckmodul gesteckten Stecker bezüglich einer Umgebung des Steckers abzudichten. Insbesondere ist der Steckerhebel so ausgeführt, dass das Innere des Steckers durch Dichtelemente, wie etwa eine Radialdichtung und/oder eine Mattendichtung, abgedichtet werden kann. Beispielsweise kann der Steckerhebel von außen an den Kragen des Steckmoduls angreifen, während das Dichtelement an eine Innenseite des Kragens angedrückt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Steckerbasis ein Steckelement auf, das dazu ausgeführt ist, in das Steckmodul geschoben zu werden. Die Steckerbasis kann beispielsweise ein Ringelement bzw. Mantelelement aufweisen, das die Welle des Steckerhebels führt, in dessen Inneren ein weiteres ringförmiges Steckelement angebracht ist. Das Ringelement und das Steckelement können zwischen sich den Kragen des Steckmoduls aufnehmen. Das Steckelement kann von einer Radialdichtung (d.h. einem Dichtring) umgeben sein, der dazu ausgeführt ist, zwischen dem Steckelement und dem Kragen aufgenommen zu werden. Die Radialdichtung kann also den Kragen von innen abdichten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Stecker eine Mattendichtung auf, die zwischen der Steckerbasis und einem Steckerdeckel angeordnet ist. Die Mattendichtung kann Kanäle zur Aufnahme von Leitungen zu den elektrischen Kontakten aufweisen. Zusammen mit der Radialdichtung kann die Mattendichtung den von Stecker und Steckmodul gebildeten Raum abschließen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Steckerhebel an einem Ende eines Hebelarms einen Sicherungszapfen auf, der in der Startstellung an einem Anschlagelement an der Steckerbasis anliegt, so dass eine Bewegung des Steckerhebels aus der Startstellung in die Endstellung verhindert wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Stecker in einer ungewollten Stellung auf das Steckmodul positioniert wird, so dass beispielsweise die Zähne am Hebel nicht in der Richtungsposition angeordnet sind oder der Stecker teilweise auf das Steckmodul geschoben werden kann, ohne dass der Steckerhebel zu Hilfe genommen wird.
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Der Sicherungszapfen kann dazu ausgeführt sein, durch einen Druck einer Rampe am Steckmodul von der Steckerbasis weggedrückt zu werden, so dass der Sicherungszapfen über das Anschlagelement gleitet und den Steckerhebel freigibt. Mit dem Sicherungszapfen ist auf diese Weise ein Prestop in den Stecker integriert. Der Steckerhebel bleibt so lange in der Startposition, bis der Sicherungszapfen gelöst wird. Der Steckerhebel kann erst dann betätigt werden, wenn der Stecker auf das Steckmodul gesetzt wird und die Rampe den Sicherungszapfen freigibt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist an der Steckerbasis ein weiteres Anschlagelement vorgesehen, an dem der Sicherungszapfen in der Endstellung anliegt, so dass eine Bewegung des Hebels über die Endstellung hinaus verhindert wird. Damit kann verhindert werden, dass der Stecker und das Steckmodul zu weit aufeinander zu gezogen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stecker eine Steckersicherung bzw. Steckerpositionssicherung, die ein Schiebeelement in einem Querbalken des Steckerhebels und einen Entriegelungszapfen an einem Steckerdeckel umfasst, wobei das Schiebeelement von einer entriegelten Stellung in eine verriegelte Stellung schiebbar ist, wenn das Schiebeelement gegen den Entriegelungszapfen gedrückt wird. Mit der Steckersicherung kann der Stecker nur dann verriegelt werden, wenn der Steckerhebel sich sicher in der Endstellung befindet. Die Steckersicherung ist in einen Stecker integriert und prüft, ob der Steckerhebel wirklich in der Endstellung ist, in der alle elektrischen Verbindungen zwischen Stecker und Steckmodul hergestellt wurden und in der alle Dichtelemente dichten. Mit der Stecksicherung kann anschließend der Steckerhebel vor dem Öffnen geschützt werden. Zum Öffnen des Steckerhebels muss die Steckersicherung entriegelt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
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1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Stecksystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Stecksystems aus 1.
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3 zeigt einen Längsschnitt durch das Stecksystem aus 1.
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4 zeigt einen weiteren Längsschnitt durch das Stecksystem aus 1.
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5 zeigt einen Querschnitt durch das Stecksystem aus 1.
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6 zeigt einen Teilquerschnitt durch den Steckerhebel des Stecksystems aus 1.
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7 zeigt einen weiteren Teilquerschnitt durch den Steckerhebel des Stecksystems aus 1.
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8 zeigt einen weiteren Teilquerschnitt durch den Steckerhebel des Stecksystems aus 1.
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9 zeigt einen weiteren Teilquerschnitt durch den Steckerhebel des Stecksystems aus 1.
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10 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Steckerhebels des Stecksystems aus 1
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11 zeigt eine Detailansicht des Steckmoduls des Stecksystems aus 1
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12 zeigt eine Seitenansicht des Stecksystems aus 1.
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13 zeigt eine Seitenansicht des Stecksystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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14 zeigt eine Seitenansicht des Stecksystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Stecksystem 10 aus zwei Kabelbaumsteckern 12a, 12b und zwei Steckmodulen (bzw. Messerleiste) 14a, 14b. Beide Stecker 12a, 12b befinden sich in einer Endstellung, in der der Innenraum des Stecksystems vor äußeren Einflüssen abgedichtet ist und in der alle elektrischen Kontakte in Verbindung stehen.
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Die Stecker 12a, 12b sind symmetrisch zu einer Mittelebene des Stecksystems 10, und das Stecksystem 10 ist derart ausgeführt, dass die Stecker 12a, 12b antisymmetrisch zueinander in die Steckmodule 14a, 14b gesteckt werden können.
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Die beiden Steckmodule 14a, 14b sind in einem gemeinsamen, einstückigen Gehäuse 16 aufgenommen.
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Jeder Stecker 12a, 12b weist einen Steckerkörper 16 mit einer Steckerbasis 18 und einem Steckerdeckel 20 auf, der die Steckerbasis 18 an der Seite verschließt, die der Seite der Steckerbasis 18 gegenüberliegt, die auf das Steckmodul 14a, 14b gesteckt wird.
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Ein Steckerhebel 22 jedes Steckers 12a, 12b umgreift den Steckerkörper 16 U-förmig mit zwei Armen 24. An den Enden der Arme 24 befindet sich jeweils eine Welle 26. Die beiden Wellen 26 eines Steckerhebels 22 sind in gegenüberliegenden Öffnungen 28 in der Steckerbasis 18 aufgenommen.
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Die Steckerbasis 18 umfasst eine Führungsnut 30, in der eine an der Welle 26 befindliche Schiene 32 aufgenommen ist, die eine Bewegung des zugehörigen Hebelarms 24 in axialer Richtung verhindert.
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Der Steckerhebel 22 weist einen Querbalken 34 auf, der die beiden Arme 24 verbindet und in dem eine Steckersicherung 36 montiert ist (siehe dazu 6 ff.).
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Jeder Stecker 12a, 12b und das zugehörige Steckmodul 14a, 14b weisen ein miniaturisiertes Rastermaß von 1,8 mm auf und sind 6-reihig ausgeführt. Die Pins im Steckmodul 12a, 12b weisen einen Querschnitt von 0,5 mm auf 0,4 mm auf. Damit können mehr Kontakte auf kleinerem Raum untergebracht werden.
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Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Stecksystem 10. Der Stecker 12a ist in einer Startstellung, der Stecker 12b ist in einer Endstellung gezeigt.
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Beim Stecker 12a ist zu erkennen, dass das Steckmodul 14a (wie auch das Steckmodul 14b) einen Rand/Kragen 38 aufweist, auf dem der Stecker 12a in der Startstellung aufgesetzt wird. Der Arm 24 des ersten Steckers 12a ist in der Startstellung auf dem Deckel 20 des zweiten Steckers 12b abgelegt.
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Die 3 zeigt das Stecksystem 10 in einer Querschnittansicht, bei der die beiden Hebel 22 auf der einen Seite des Stecksystems 10 angeschnitten sind. Die 3 zeigt, dass eine Bewegung des Hebels 22 aus der Startstellung in die Endstellung das Steckmodul 14a in den Stecker 12a zieht. Der Kragen 38 befindet sich dabei in der Steckerbasis 18.
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Die 4 zeigt das Stecksystem 10 in einer Querschnittansicht, bei der die beiden Wellen 26 auf der einen Seite des Stecksystems 10 angeschnitten sind. An jeder Welle 26 befinden sich ein Anschlagzahn 40 und ein Hebelzahn 42. Beide Zähne 40, 42 sind Vorsprünge, die von der Welle 26 abstehen.
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In der Startstellung weist der Anschlagzahn 40 in eine Richtung quer zur Steckrichtung und der Hebelzahl 42 längs der Steckrichtung. Am Kragen 38 befindet sich außen ein Vorsprung 44, auf dem der Anschlagzahn 40 in der Startstellung abgesetzt wird. Die Steckerbasis 18 ragt in der Startstellung dabei schon über den Kragen 38, um den Stecker 12a, 12b so zu positionieren, dass der Anschlagzahn 40 entsprechend platziert wird.
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Wird der Hebel 22 in die Endstellung bewegt, dreht sich die Welle 26 und der Hebelzahn 42 greift unter den Vorsprung 44 und zieht den Stecker 12a, 12b bzw. dessen Basis 18 und das Steckmodul 14a, 14b bzw. den Kragen 38 aufeinander zu. Der Anschlagzahn 40 bewegt sich dabei so, dass er den Vorsprung 44 freigibt und am Vorsprung 44 vorbeigleiten kann.
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In der Endstellung weist der Anschlagzahn 40 in eine Richtung entgegen der Steckrichtung und der Hebelzahn 42 in eine Richtung quer zur Steckrichtung.
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Unterhalb des Vorsprungs 44 kann sich ein weiterer Vorsprung 46 befinden, der verhindert, dass der Hebelzahn 42 weiter in Steckrichtung bewegt werden kann, um den Stecker 12a, 12b in der Endstellung zu fixieren.
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Die beiden Vorsprünge 44, 46 können als Zahnstange mit zwei Zähnen 44, 46 aufgefasst werden. Eine spiegelsymmetrische Anordnung von Zähnen bzw. eine Zahnstange kann sich auf der gleichen Seite des Kragens 38 am Steckmodul 14a, 14b befinden. Auf diese Weise können für die beiden Steckmodule 14a, 14b, die gleichen Kragen 38 verwendet werden. Die Zähne 44, 46 sowie die Vorsprünge 44, 46, die zwischen sich eine Steckkanal für die Welle 26 im Steckmodul 14a, 14b bilden, werden weiter unten in Bezug auf die 10 und 11 noch einmal detaillierter beschrieben.
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Die 5 zeigt einen Querschnitt durch den Stecker 12a auf Höhe zweier Rampen 48 des Steckmoduls 14a. Der Stecker 12a wird durch eine Radialdichtung 50 und Mattendichtung 52 abgedichtet.
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Die Steckerbasis 18 weist ein Ring- bzw. Mantelelement 54 auf, das den Kragen 38 in der Endstellung umschließt und das außen mit dem Kragen 38 bündig ist. Das Mantelelement 54 kann genauso wie der Kragen 38 einen rechteckigen Querschnitt haben und ringförmig geformt sein.
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Weiter weist die Steckerbasis 18 ein Zentral- bzw. Steckelement 56 auf, das in der Endstellung vom Kragen 38 umschlossen wird. Zwischen dem Mantelelement 54 und dem Steckelement 56 befindet sich eine ringförmige Vertiefung zur Aufnahme des Kragens 38.
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Die Radialdichtung 50 umgibt das Steckelement 56 auf einer Außenwand. Um Platz für die Radialdichtung 50 zu schaffen, kann der Kragen 38 an der Innenseite an einem äußeren Ende verjüngt sein.
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Das Steckelement 56 ist in Steckrichtung kürzer als das Mantelelement 54 und wird von der Radialdichtung 50 umschlossen, die in der Endstellung zwischen der Innenwand des Kragens 38 und der Außenwand des Steckelements 56 dichtend anliegt.
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Durch das Steckelement 56 verlaufen Führungskanäle 58 zur Aufnahme von Leitungen eines Kabelbaums. Das Zentralelement 56 enthält Kammern 60 zur Aufnahme von Kontaktelementen, in die Pins aus dem Steckmodul 14a eingeschoben werden können.
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Zwischen der Steckerbasis 18 und dem Steckerdeckel 20 befindet sich eine Mattendichtung 52, die Kanäle 62 aufweist, durch die Leitungen geführt werden können und die den Innenraum des Steckers 12a gegenüber der Umgebung abdichtet.
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Am Steckerhebel 22, an den Enden der Arme 24 befindet sich ein Sicherungszapfen 64, der in Richtung Steckerkörper 16 (nach innen) weist und der, wenn sich der Steckerhebel 22 in der Startstellung befindet und keine Kraft auf den Zapfen 64 wirkt, an einem Gehäuseelement 66 anliegt, so dass der Steckerhebel 22 nicht in Richtung Endstellung bewegt werden kann.
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Die Kante des Gehäuseelements 66, an der der Zapfen 64 anliegt, verläuft im Wesentlichen orthogonal zur Unterkante des Steckers 12a.
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Neben dem Kragen 38 befindet sich eine Rampe 48, auf der der Zapfen 64 zum Liegen kommt, wenn der Stecker 12a auf das Steckmodul gesetzt wird. Durch einen Druck auf den Stecker 12a wird der Zapfen 64 auf die Rampe 48 gedrückt und von der Rampe 48 so nach außen vom Steckerkörper 16 weggedrückt, dass der Zapfen 64 über das Gehäuseelement 66 gleitet und den Steckerhebel 12a freigibt. Dabei verformt sich der Bereich des Hebels 22, der mit dem Zapfen 64 verbunden ist.
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Bei der Bewegung von der Startstellung in die Endstellung des Hebels 22 wird der Zapfen 64 über eine Rampe 68 am Steckerkörper 16 geführt, bis er in der Endstellung an einem weiteren Gehäuse- bzw. Anschlagelement 70 (siehe 3) anliegt, das eine Bewegung des Hebels 22 über die Endstellung hinaus verhindert.
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Die Steckerbasis 18 und der Kragen 38 sind symmetrisch einer Längs- und einer Querrichtung aufgebaut. Der Hebel 22 ist symmetrisch zur Längsrichtung aufgebaut. Die Zapfen 64 befinden sich auf beiden Seiten des Hebels. 22. Die Rampe 38, Rampe 68 und Anschlagelemente 66, 70 befinden sich auf beiden Seiten der Steckerbasis 18 bzw. des Kragens, wobei auf jeder Seite jeweils zwei dieser Komponenten angeordnet sind.
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Die 6 zeigt einen Querschnitt durch den Stecker 12a entlang einer Ebene parallel zur Längsrichtung des Stecksystems 10, die außerhalb der Symmetrieebene liegt.
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Die Steckersicherung 36 bzw. Steckerpositionssicherung 36 umfasst ein Schiebeelement 72, das im Querbalken 34 des Hebels 22 gleitend gelagert ist. Das Schiebeelement 72 wird aber in der in der 6 gezeigten entriegelten Stellung von einem Rastelement 74 des Steckerhebels 22 darin gehindert, in eine verriegelte Stellung zu gleiten. Das Schiebeelement 72 weist in seiner Vorderkante eine Nut 76 auf, die eine Kante des Rastelements 74 aufnehmen kann.
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Am Steckerdeckel 20 befindet sich ein Entsicherungszapfen 78, der beim Drücken des Hebels 22 auf den Deckel 20 gegen das Schiebeelement 72 drückt und dieses verformt, so dass dieses nicht mehr am Rastelement 74 anliegt und darüber geschoben werden kann. Dazu weist das Schiebeelement 72 anschließend an die Nut 76 eine erste Rampe 80 auf.
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Der Deckel 20 und der Querbalken 34 sind symmetrisch zu einer Mittelebene des Stecksystems 10 aufgebaut. Das Schiebeelement kann also zwei Nuten 76, der Hebel 22 zwei Rastelemente 74 und der Deckel 20 zwei Entsicherungszapfen 78 aufweisen.
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Die 7 zeigt einen Querschnitt durch den Stecker 12a entlang der Symmetrieebene. Analog der 6 befindet sich das Schiebeelement 72 in der entriegelten Stellung, bei der der Hebel 22 und der Deckel 20 nicht miteinander verriegelt sind.
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Das Schiebeelement 72 weist einen Riegel 82 auf, der dazu ausgeführt ist, in einen Bügel 84 am Deckel 20 geschoben zu werden, so dass der Hebel 22 nicht mehr vom Deckel 20 weg bewegt werden kann.
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Die 8 zeigt einen Querschnitt analog der 6, bei dem sich das Schiebeelement in der verriegelten Stellung befindet. Das Schiebeelement 72 weist einen Schalter 86 auf, mit dem es in die verriegelte Stellung bewegt werden kann. Dazu wird das Schiebeelement 72 über das Rastelement 74 geschoben, wo es an einer weiteren Rampe im Hebel 22 an einer Rampe anschließend an das Rastelement 74 anliegt. In dieser Stellung kann das Schiebeelement 72 durch die Betätigung des Schalters 86 wieder in die entriegelte Stellung zurück bewegt werden, in dem es sich von dem Rastelement 74 weg biegt, da die beiden Rampen aneinander gleiten.
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Die 9 zeigt einen Querschnitt analog der 7. In der verriegelten Stellung ist der Riegel 72 in den Bügel 84 geschoben. Der Riegel 72 weist an seiner Vorderkante einen abgeschrägten Abschnitt auf, der das Einführen in den Bügel 84 erleichtert.
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Die 10 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Steckerhebels 22 mit den beiden U-förmig ausgebildeten Hebelarmen 24, die mit dem Querbalken 34 verbunden sind. In dieser Darstellung sind die beiden Wellen 26, die sich jeweils an den Enden der Hebelarme 24 befinden deutlich zu erkennen.
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Jede Welle 26 weist eine Schiene 32 auf, die in eine Führungsnut 30 in die Öffnung 28 der Steckerbasis 18 aufgenommen ist und die Hebelarme 28 bezüglich einer axialen Richtung, die durch die Steckrichtung definiert sein kann, fixiert. Weiter weist jede Welle 26 jeweils lediglich einen Hebelzahn 42 und einen Anschlagzahn 40 auf, die etwa 90° versetzt zueinander orthogonal zu einer Längserstreckungsrichtung der Welle 26 von der Welle 26 abstehen.
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Die Öffnung 28 der Steckerbasis 18 kann vornehmlich kreisförmig ausgebildet sein, wobei eine weitere Aussparung in der Steckerbasis 18 vorgesehen sein kann, die komplementär zu dem Hebelzahn 42 ausgestaltet sein kann und die an die Öffnung 28 angrenzen kann, so dass die Welle 26 mit dem Hebelzahn 42 durch die Öffnung 28 geführt werden kann. Weiter kann die Öffnung 28 symmetrisch bezüglich einer Mittelebene durch die Öffnung 28 ausgebildet sein, d.h. es können zwei zum Hebelzahn 42 komplementär ausgebildete Aussparungen an der Öffnung 28 vorgesehen sein, durch die der Hebelzahn 42 geführt werden kann. Ferner können zwei Öffnungen 28 symmetrisch an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Steckerkörpers 16 angeordnet sein.
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Der Hebelzahn 42 steht weiter als der Anschlagzahn 40 von der Welle 26 ab, so dass bei Bewegen des Steckerhebels 22 von der Startstellung in die Endstellung und der damit verbundenen Rotation der Welle 26 mittels dem Hebelzahn 42 ausreichend große Hebelkräfte erzeugt werden können, um etwa die für ein ineinander Stecken des Steckers 12a, 12b und des Steckmoduls 14a, 14b nötigen Steckkräfte aufbringen zu können.
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Die 11 zeigt eine perspektivische Detailansicht des Steckmoduls 14a, 14b des Stecksystems aus 1. An zwei sich gegenüberliegenden Außenseiten des Kragens 38 befindet sich jeweils ein Steckkanal 90. Die beiden Steckkanäle 90 eines Steckmoduls 14a, 14b sind dazu ausgeführt jeweils eine Welle 26 der beiden Hebelarme 24 eines Steckerhebels 22 aufzunehmen.
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Der Kragen 38 bildet dabei einen Boden 91 eines Steckkanals 90. Auf einer dem Boden 91 gegenüberliegenden Seite, d.h. einer dem Kragen 38 abgewandten Seite, ist der Steckkanal 90 zur Aufnahme der Welle 26 offen. Wird der Stecker 12a, 12b auf das Steckmodul 14a, 14b gesteckt, so sind die beiden Wellen 26 des Steckerhebels 22 an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Steckerkörpers 16 jeweils in den Öffnungen 28 der Steckerbasis 18 aufgenommen, wobei jede Welle 26 von einem Steckkanal 90 am Steckmodul 14a, 14b aufgenommen ist.
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Jeder Steckkanal 90 weist entlang der Steckrichtung einen ersten Abschnitt 92, der zwei symmetrische Vorsprünge 44 bereitstellt, einen zweiten Abschnitt 94, der zwei symmetrische Aussparungen 96 bereitstellt, und einen dritten Abschnitt 98, der zwei weitere symmetrische Vorsprünge 46 bereitstellt, auf. Die Vorsprünge 44 des ersten Abschnitts 92 ragen dabei gleich weit in den Steckkanal 90 hinein wie die Vorsprünge 46 des dritten Abschnitts 98.
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Insgesamt können der erste, der zweite und der dritte Abschnitt 92, 94, 98 des Steckkanals 90 als Verdickungen des Kragens 38 ausgestaltet sein, wobei sie den Boden 91 des Steckkanals 90 einfassen und von dem Kragen 38 abstehen. Kragen 38 und Steckkanal 90 können dabei einstückig oder mehrstückig ausgestaltet sein. Der erste, der zweite und der dritte Abschnitt 92, 94, 98 des Steckkanals 90 können somit Kanalwände des Steckkanals 90 bilden. In einer mehrstückigen Ausgestaltung können die Kanalwände des Steckkanals 90 beispielsweise durch Kunststoffspritzverfahren, Kunststoffschweißen, Ultraschallschweißen, Kleben oder Nieten an dem Kragen 38 befestigt sein.
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Die Steckkanäle 90 sind bezüglich dem ersten, dem zweiten und dem dritten Abschnitt 92, 94, 98 symmetrisch ausgestaltet. Mit anderen Worten sind die Steckkanäle 90 bzw. die Kanalwände spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene durch den Steckkanal entlang der Steckrichtung ausgestaltet.
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Die symmetrische Ausgestaltung der Vorsprünge 44, 46 und der Aussparungen 96 bzw. die symmetrisch Ausgestaltung der Kanalwände eines Steckkanals 90 erlaubt es, den Steckerhebel 22 in zwei Orientierungen am Steckerkörper 16 zu montieren, wobei die Hebelarme 24 und das Steckmodul 14a, 14b in beiden Orientierungen derart ineinandergreifen, dass der Stecker 12a, 12b durch Bewegen des Steckerhebels 22 von der Startstellung in die Endstellung in das Steckmodul 14a, 14b gezogen wird. Mit anderen Worten sind die Steckkanäle 90 symmetrisch bezüglich der Orientierungen des Steckerhebels 22 ausgeführt, so dass die Steckkanäle in beiden Orientierungen des Steckerhebels 22 die Wellen 26 aufnehmen können.
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Wie bereits bei 4 im Detail erläutert, ist der Anschlagzahn 40 in der Startstellung quer zur Steckrichtung auf dem Vorsprung 44 des ersten Abschnitts 92 des Steckkanals 90 abgestützt und der Hebelzahl 42 ragt längs der Steckrichtung in den Steckkanal 90 hinein und umgreift den Vorsprung 44.
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Bei Bewegen des Steckerhebels 22 in die Endstellung dreht sich die Welle 26, der Anschlagzahn 40 gibt den Vorsprung 44 frei und gleitet am Vorsprung 44 vorbei. Gleichzeitig greift der Hebelzahn 42 unter den Vorsprung 44 und zieht den Stecker 12a, 12b in das Steckmodul 14a, 14b bzw. in den Kragen 38. Der Hebelzahn 42 wird dabei in die Aussparung 96 des Steckkanals 90 geschoben. In der Endstellung weist der Anschlagzahn 40 in eine Richtung entgegen der Steckrichtung und befindet sich im ersten Abschnitt 92 des Steckkanals 90, wohingegen der Hebelzahn 42 in eine Richtung quer zur Steckrichtung weist und in eine Aussparung 96 im zweiten Abschnitt 94 des Steckkanals 90 ragt (siehe auch 4).
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Die 12 zeigt eine Seitenansicht des Stecksystems 10 aus 1, wobei die Steckerhebel 22 der Stecker 12a, 12b in der Endstellung gezeigt sind und spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene durch das Stecksystem 10, die orthogonal zur Zeichenebene der 12 verläuft, angeordnet sind.
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Die Stecker 12a, 12b weisen jeweils einen Steckerdeckel 20 auf. Ein Steckerdeckel 20 kann beispielsweise eine zu einem Randbereich des Steckerkörpers 16 komplementär ausgebildete Berandung 101 aufweisen, so dass der Steckerdeckel 20 beispielsweise durch Formschluss und/oder durch Kraftschluss auf dem Steckerkörper 16 befestigt werden kann.
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Der Randbereich des Steckerkörpers 16 und die dazu komplementär ausgebildete Berandung 101 des Steckerdeckels 20 sind ferner symmetrisch bezüglich zweier Orientierungen, in denen der Steckerdeckel 20 auf dem Steckerkörper 16 montiert werden kann. Die Orientierungen des Steckerdeckels 20 können etwa um 180° zueinander gedreht sein.
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Der Steckerdeckel 20 weist ferner einen Kabelgang 100 zum Führen von elektrischen Leitungen aus dem Steckerkörper 16 auf. Der Orientierung des Steckerdeckels 20 entsprechend führt der Kabelgang 100 in den beiden Orientierungen die elektrischen Leitungen in unterschiedlichen Richtungen aus dem Steckerkörper 16.
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Bei dem in 12 gezeigten Stecksystem 10 sind die Steckerhebel 22 und die Steckerdeckel 20 jeweils in antisymmetrischer Orientierung zueinander auf dem Stecker 12a, 12b montiert. D.h. die Steckerdeckel 20 und die Steckerhebel 22 sind spiegelsymmetrisch bezüglich der Mittelebene durch das Stecksystem 10 angeordnet, so dass die Kabelgänge 100 in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die elektrischen Leitungen werden daher durch die Kabelgänge 100 in entgegengesetzten Richtungen aus dem Stecker 12a, 12b geführt.
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Die 13 zeigt ein Stecksystem 10, bei dem die Steckerhebel 22 und die Steckerdeckel 20 jeweils in gleicher Orientierung zueinander auf dem Stecker 12a, 12b montiert sind, so dass auch die Kabelgänge 100 in die gleiche Richtung weisen. Bei dem in 13 gezeigten Stecksystem 10 werden daher die elektrischen Leitungen jeweils auf der rechten Seite aus dem Steckerkörper 16 geführt.
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Die 14 zeigt ein Stecksystem 10, bei dem die Steckerhebel 22 und die Steckerdeckel 20 ebenfalls jeweils in gleicher Orientierung zueinander auf dem Stecker 12a, 12b montiert sind, so dass auch die Kabelgänge 100 in die gleiche Richtung weisen. Bei dem in 14 gezeigten Stecksystem 10 werden die elektrischen Leitungen jeweils auf der linken Seite aus dem Steckerkörper 16 geführt.
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Insgesamt ist zu verstehen, dass die in den 12 bis 14 gezeigten Stecksysteme 10 aus den gleichen Komponenten 12a, 12b, 20, 22 aufgebaut sind, die aber jeweils in einer anderen Orientierung zueinander zusammengefügt sind.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
