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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zugentlastungselement zum Anbringen an einem Steckverbinder, mit dem sich Zugkräfte einer Leitung auf ein in dem Steckverbinder angeordnetes Kontaktteil reduzieren lassen. Ferner betrifft die Erfindung einen Steckverbinder mit einem solchen Zugentlastungselement.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Elemente bekannt, die Bewegungen oder Kräfte, die von einer Leitung auf einen Steckverbinder wirken können, reduzieren sollen.
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Das US Patent
US 3 989 340 Abeschreibt einen isolierenden Verbinder zur Befestigung an einer Kappe, wobei der Verbinder mit der Kappe abschließt. Der isolierende Verbinder enthält eine isolierende untere Abdeckung, einen Satz Klemmklammern, und eine isolierende obere Abdeckung, die mit der unteren Abdeckung durch Gewinde an gegenüberliegenden Oberflächen in Eingriff steht. Die untere Abdeckung ist rohrförmig und weist an ihrem unteren Ende eine äußere Handgreiffläche und Befestigungen um die Drahtanschlüsse auf. Die Klemmklammern sind symmetrisch auf einem biegsamen Band montiert und sie besitzen eine Doppelkeilform. Des Weiteren offenbart das US Patent
US 4 688 873 A eine elektrische Verbindervorrichtung zum Koppeln eines elektrischen Stromkabels, wobei das Stromkabel in einem Verbindergehäuse mit einer Verbindungsöffnungen versehenen Kragen geführt wird. Eine Partikelabschirmung ist innerhalb des Verbindergehäuses angeordnet, wobei die Abschirmung mit den Kragen derart zusammenwirkt, dass beim Aufschrauben auf das Verbindergehäuse die durch die Blattsegmente gebildete Öffnung um das Kabel herum schließt und eine schützende Abdeckung für das Verbindergehäuse bildet.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 20 2015 103 733 U1 eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Bewegungen einer elektrischen Leitung. Die darin beschriebene Dämpfungseinrichtung weist eine zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmige Überwurfkappe auf, die eine zentral angeordnete Durchgangsöffnung zum Hindurchführen der elektrischen Leitung hat. An der Überwurfkappe sind eine Mehrzahl von Klemmelementen ausgebildet, die an einem stirnseitigen Steg der Überwurfkappe so angeordnet sind, dass zwischen einer Innenmantelfläche und den Klemmelementen ein Zwischenraum ausgebildet ist. Die Dämpfungseinrichtung weist ferner einen Steckerteil zum Zusammenstecken mit der Überwurfkappe auf, wobei an einer Innenmantelfläche des Steckerteils eine Mehrzahl von Andrückelementen angeordnet ist. Beim Zusammenstecken der Überwurfkappe und des Steckerteils kommen die Andrückelemente in dem Zwischenraum mit den Klemmelementen in Kontakt und drücken dadurch die Klemmelemente von der Innenmantelfläche her unter Aufbringung einer Klemmkraft an die elektrische Leitung an. Obwohl damit eine gute Dämpfung von Bewegungen, insbesondere eine Zugentlastung, realisiert werden kann, hat sich gezeigt, dass sich die Anordnung nur mit einem gewissen Kraftaufwand auf die Leitung aufschieben lässt. Insbesondere bei einer silikonummantelten Leitung ist der für das Aufschieben zu überwindende Widerstand so hoch, dass der Wunsch nach einer verbesserten Montierbarkeit besteht.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine einfach zu montierende Möglichkeit für eine Zugentlastung eines Steckverbinders zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Zugentlastungselement eignet sich zum Anbringen an einem Steckverbinder und lässt sich auf eine Leitung, insbesondere auf einen Leitungsmantel aus Silikon aufbringen. Hierzu verfügt das Zugentlastungselement über ein aus einem ersten Kunststoffmaterial gefertigtes, erstes und zweites Halbschalenelement, die über zwei diametrale Scharnierabschnitte miteinander verbunden sind. Idealerweise liegen sich die Scharnierabschnitte also diametral gegenüber und verbinden die Halbschalenelemente zu einer umlaufend geschlossenen Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Leitung hin zu dem Steckverbinder. Die Durchgangsöffnung ist zwar geschlossen, indem diese durch Halbschalenelemente und die Scharnierabschnitte umschlossen bzw. definiert wird, jedoch müssen diese keinen gleichmäßigen Kreisring ausbilden.
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Die Scharnierabschnitte sind so ausgeformt und/oder angeordnet, dass sie in einer Andrückstellung, in der sich die Halbschalenelemente an die durch die Durchgangsöffnung geführte Leitung andrücken oder zumindest eng daran anliegen können, eine radial nach außen gerichtete Auswölbung, z.B. eine Art Wulst, aufweisen. Die Auswölbung bedeutet anschaulich eine Materialzugabe im Vergleich zu dem Fall, dass die Scharnierabschnitte mit den Halbschalenelementen im Bereich der Durchgangsöffnung auf einem gemeinsamen Kreisring angeordnet wären. Durch die Materialzugabe ergibt sich jedoch die Auswölbung radial nach außen. Durch ein Strecken der Auswölbung, z.B. durch Drücken der Auswölbung radial nach innen, lässt sich die Auswölbung in eine Montageposition überführen, in der die Halbschalenelemente gegenüber der Andrückstellung radial voneinander beabstandet sind, so dass die Durchgangsöffnung gegenüber der Andrückstellung aufgeweitet ist. Bei gestreckten Scharnierabschnitten bewirkt die Materialzugabe also, dass sich die Halbschalenelemente aufweiten lassen, indem die Auswölbung zu einem Kreisring größeren Durchmessers beiträgt. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung in der Andrückstellung ist vorzugsweise an den Außendurchmesser der Leitung angepasst, um damit eine Presspassung auszubilden. Von den Halbschalenelementen erstrecken sich parallel zur Durchgangsöffnungsachse (A) wenigstens zwei Führungsstege und der jeweilige Führungssteg weist einen ersten Axialerstreckungsteil auf, der an das erste Halbschalenelement angeformt ist. Der jeweilige Führungssteg weist ebenfalls einen zweiten Axialerstreckungsteil auf, der an das zweite Halbschalenelement angeformt ist, und die beiden Axialerstreckungsteile sind über einen senkrecht zur Durchgangsöffnungsachse (A) verlaufenden Verbindungssteg verbunden.
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Dieses Zugentlastungselement lässt sich besonders einfach montieren, da es zum Aufschieben auf die Leitung mit einem Handgriff aufgeweitet werden kann und sich so mit einem radialen Abstand zum Leitungsmantel locker aufbringen lässt. Sobald das Zugentlastungselement in der gewünschten Position angeordnet ist, werden die Scharnierabschnitte wieder entlastet, so dass die Streckung zurück in die Auswölbung überführt wird und sich die Halbschalenelemente durch eine Rückstellkraft wieder in die Andrückstellung zurück bewegen.
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Für eine besonders einfache Fertigung des Zugentlastungselements, z.B. in einem Kunststoff-Spritzgussverfahren, können die Scharnierabschnitte als Filmscharniere, zumindest aber einstückig mit den Halbschalenelementen, ausgeführt sein.
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Damit nicht nur Zugkräfte der Leitung auf den Steckverbinder, sondern auch Schwingungen oder Vibrationen der Leitung auf den Steckverbinder reduziert werden, können die Halbschalenelemente zum Anliegen an die Leitung einen Vibrationsdämpfer aufweisen.
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Für einen konstruktiv einfachen Aufbau und eine einfache Fertigung kann der Vibrationsdämpfer als an das jeweilige Halbschalenelement angespritzter Innenkragen aus einem zu dem ersten Kunststoffmaterial unterschiedlichen, zweiten Kunststoffmaterial ausgeführt sein. Idealerweise ist dies ein Kunststoffmaterial, das weicher ist als das erste Kunststoffmaterial, damit es Dämpfungseigenschaften aufweist. Der Innenkragen kann dann in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren einfach angespritzt werden.
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Als besonders geeignetes Kunststoffmaterial haben sich Silikon und TPE herausgestellt, da sie jeweils ein gutes Dämpfungsverhalten aufweisen. Dementsprechend kann der Vibrationsdämpfer aus Silikon oder einem thermoplastischen Elastomer gefertigt sein.
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Der Führungssteg ist vorteilhafterweise U-förmig an die Halbschalenelemente angeformt. Durch die Materialsteifigkeit des ersten Kunststoffmaterials, aus dem auch der Führungssteg gefertigt ist, werden die Scharnierabschnitte nach deren Entlastung wieder aus der Montagestellung in die Andrückstellung zurück gedrängt.
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Um das Zugentlastungselement als Deckel für das Steckverbindergehäuse auf einfache Weise daran zu befestigen, kann an den Führungsstegen wenigstens ein Rastelement zum in Eingriff bringen mit einem Gegenrastelement des Steckverbinders ausgebildet sein. Das kann z.B. eine Rastnase sein, die beim Einschieben des Führungsstegs mit einem Gegenrastelement des Steckverbindergehäuses in Eingriff gebracht werden kann.
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Um noch besser als Deckel für das Steckverbindergehäuse zu funktionieren, können die Halbschalenelemente einen Außenkragen haben, der zum Verschließen eines Steckverbindergehäuses eingerichtet ist. Dieser ist idealerweise dazu eingerichtet, eine Stirnseite des Steckverbindergehäuses zu verschließen.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Steckverbinder für eine elektrische oder optische Steckverbindung. Der Steckverbinder weist ein Steckverbindergehäuse, in dem z.B. ein elektrisches Kontaktteil angeordnet sein kann und in das stirnseitig eine z.B. elektrische Leitung mit einem Leitungsmantel hineingeführt ist. Stirnseitig, nämlich auf der Seite der Leitung, ist das Steckverbindergehäuse durch ein vorstehend beschriebenes Zugentlastungselement abgeschlossen, durch dessen Durchgangsöffnung die Leitung geführt ist. Der Steckverbinder zeichnet sich durch eine besonders einfache Montage aus, da das Zugentlastungselement durch wenige Handgriffe an dem Steckverbindergehäuse angebracht werden kann. Besonders vorteilhaft lässt sich der Steckverbinder mit einer Leitung nutzen, die einen Leitungsmantel aus vorzugsweisem Silikon aufweist.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Steckverbinder mit einem erfindungsgemäßen Zugentlastungselement in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 ein erfindungsgemäßes Zugentlastungselement als Einzelbauteil in einer perspektivischen Ansicht.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt einen exemplarischen Steckverbinder 1 in einer perspektivischen Ansicht, der sich zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug eignet. Er weist ein Steckverbindergehäuse 2 aus einem Kunststoffmaterial auf, in das auf einer ersten Stirnseite 3 eine elektrische Leitung 4 mit einem Isolationsmantel aus Silikon hineingeführt ist und das auf einer zweiten Stirnseite 5 sein Steckergesicht zur elektrischen Kontaktierung eines elektrischen Gegensteckers hat.
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Auf der ersten Stirnseite 3 ist das Steckverbindergehäuse 2 durch ein Zugentlastungselement 6 deckelartig verschlossen, wobei das Zugentlastungselement 6 durch eine Verrastung an dem Steckverbindergehäuse 2 gehalten ist. Das Zugentlastungselement 6 aus einem ersten Kunststoffmaterial in einem Spritzgussverfahren gefertigt und verfügt über ein erstes und zweites Halbschalenelement 7 bzw. 8, die über zwei diametral angeordnete Scharnierabschnitte 9 bzw. 10 miteinander verbunden sind. Die Halbschalenelemente 7, 8 bilden dabei gemeinsam mit den Scharnierabschnitten 9, 10 eine umlaufend geschlossene Durchgangsöffnung 11, durch die die Leitung 4 in das Steckverbindergehäuse 2 hinein geführt ist. Die Umfangslinie der Durchgangsöffnung 11 liegt dabei nicht auf einem Kreisring einheitlichen Durchmessers, da dieser im Bereich der Scharnierabschnitte 9, 10 eine Auswölbung bzw. Ausbuchtung aufweist. Denn die Scharnierabschnitte 9, 10 sind als eine Art Filmscharnier ausgeführt, bei dem eine Materialzugabe des ersten Kunststoffmaterials die jeweilige konvexe Auswölbung bzw. Ausbuchtung nach radial außen bewirkt.
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In 1 ist das Zugentlastungselement 6 am Steckverbinder 1 montiert, funktioniert dort durch einen entsprechend ausgeformten Außenkragen zusätzlich als Deckel für das Steckverbindergehäuse 2 und befindet sich in seiner Andrückstellung. In dieser Andrückstellung liegen die Halbschalenelemente 7, 8 mit ihrem die Durchgangsöffnung 11 ausbildenden Innenkragen 12 an dem Isolationsmantel der Leitung 4 an, so dass insbesondere Zugkräfte von der Leitung 4 auf das Zugentlastungselement 6 und davon weiter auf das Steckverbindergehäuse 6 übertragen werden können. Damit ein möglichst starker Kraftschluss zwischen dem Zugentlastungselement 6 und dem Isolationsmantel der Leitung 4 bewerkstelligt werden kann, ist an dem Innenkragen 12 ein zweites Kunststoffmaterial angespritzt, bei dem es sich um Silikon oder einen thermoplastischen Elastomer handeln kann. Der Innenkragen 12 mit dem zweiten Kunststoffmaterial bildet durch seine dämpfenden Materialeigenschaften zugleich einen Vibrationsdämpfer 13 aus, der Vibrationen der Leitung 4 entsprechend dämpfen kann.
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In 2, die das Zugentlastungselement 6 als Einzelbauteil zeigt, ist erkennbar, dass sich von den Halbschalenelementen 7, 8 parallel zur Durchgangsöffnungsachse A wenigstens zwei Führungsstege 14, 15 weg erstrecken. Dabei weist der jeweilige Führungssteg 14, 15 einen ersten Axialerstreckungsteil 16, der an das erste Halbschalenelement 7 angeformt ist, und einen zweiten Axialerstreckungsteil 17 auf, der an das zweite Halbschalenelement 8 angeformt ist. Die beiden Axialerstreckungsteile 16, 17 sind über einen senkrecht zur Durchgangsöffnungsachse A verlaufenden Verbindungssteg 18 miteinander verbunden. Dies bewirkt primär, dass die Scharnierabschnitte 9, 10 zusammengedrückt bzw. gezogen werden, so dass die jeweilige Auswölbung bzw. Ausbuchtung entsteht. Darüber hinaus bewirkt des aber auch eine äußerst intuitive Bedienung des Zugentlastungselements 6, da die Scharnierabschnitte 9, 10 einfach zusammengedrückt werden können, um die Durchgangsöffnung 11 durch radial gerichtetes Aufspreizen der Halbschalenelemente 7, 8 weg von der Durchgangsöffnungsachse A radial aufgeweitet werden kann. Hierbei wird die Materialzugabe der Scharnierabschnitte 9, 10 gelängt, so dass die Auswölbung bzw. Ausbuchtung zumindest kleiner wird, im Gegenzug aber die Durchgangsöffnung 11 aufgeweitet wird.
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Neben der in 2 (und auch 1) gezeigten Andrückstellung kann das Zugentlastungselement 6 somit auch in eine (nicht gezeigte) Montageposition überführt werden. Hierzu wird z.B. manuell bzw. von Hand eine Druckraft auf die Scharnierabschnitte 9, 10 bzw. der Ausbuchtungen aufgebracht, die durch Pfeile D angedeutet ist. Durch das Aufbringen der Druckkraft werden - wie oben beschrieben - die Halbschalenelemente 7, 8 und somit auch die Durchgangsöffnung 11 radial aufgeweitet, so dass das Zugentlastungselement 6 bis zum Loslassen der Scharnierabschnitte 9, 10 leicht entlang der Leitung 4 bewegt werden kann.
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Zum Verrasten des Zugentlastungselements 6 an dem Steckverbindergehäuse 2 ist an den Führungsstegen jeweils ein Rastelement 19, 20 in Form einer Rastnase zum in Eingriff bringen mit einem (nicht gezeigten) Gegenrastelement des Steckverbindergehäuses 2 ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Steckverbindergehäuse
- 3
- Erste Stirnseite
- 4
- Leitung
- 5
- Zweite Stirnseite
- 6
- Zugentlastungselement
- 7
- Erstes Halbschalenelement
- 8
- Zweites Halbschalenelement
- 9
- Erster Scharnierabschnitt
- 10
- Zweiter Scharnierabschnitt
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Innenkragen
- 13
- Vibrationsdämpfer
- 14
- Erster Führungssteg
- 15
- Zweiter Führungssteg
- 16
- Erster Axialerstreckungsteil
- 17
- Zweiter Axialerstreckungsteil
- 18
- Verbindungssteg
- 19
- Rastelement
- 20
- Rastelement
- A
- Durchgangsöffnungsachse
- D
- Druckkraft bzw. deren Richtung
