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Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung gemäß Anspruch 1, die ein Kontaktgehäuse, einen Sockel und eine Rasteinrichtung aufweist. Das Kontaktgehäuse greift in einen Sockelinnenraum des Sockels ein und ist drehbar gegenüber dem Sockel verdrehbar. Die Rasteinrichtung verhindert ein ungewolltes Verdrehen des Kontaktgehäuses gegenüber dem Sockel.
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Aus der
EP 3 089 284 A1 ist eine Kontakteinrichtung in Form eines Winkelsteckers mit einem gewinkelten Steckergehäuse bekannt. Eine Flanschhülse umgreift das Steckergehäuse im Bereich eines ersten Steckergehäuseabschnitts umfangsseitig, wobei die Flanschhülse mittels einer in Richtung einer Längsachse des ersten Steckergehäuseabschnitts wirkenden Axial-Haltevorrichtung an dem ersten Steckergehäuseabschnitt befestigt ist. Die Axial-Haltevorrichtung weist einen Radialanschlag auf, der sich von einer Innenseite der Flanschhülse in Richtung einer Außenseite des ersten Steckergehäuseabschnitts erstreckt und eine Gegenlagerung aufweist, welche mit dem ersten Steckergehäuseabschnitt zur Festlegung der axialen Position zueinander in Wirkverbindung steht. Die Axial-Haltevorrichtung weist ein Federelement auf, welches in einem Zwischenraum zwischen der Innenseite der Flanschhülse und einer Außenseite des Steckergehäuseabschnitts angeordnet ist und eine erste axiale Federkraft erzeugend zwischen dem Radialanschlag und der Gegenhaltung vorgespannt gehalten ist. Die Gegenlagerung weist einen Verrastring auf, der mit einer Rasteinrichtung in einer Rastnut in der Außenseite des ersten Steckergehäuseabschnitts verrastet ist.
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Werden lange Kabel an dem Steckergehäuse angeschlossen, können die Kabel sich aufschwingen und/oder Vibrationen in das Steckergehäuse einleiten. Die dabei auftretenden Kräfte können unter ungünstigen Umständen zu einem Aufhebeln des Steuergehäuses aus der Flanschhülse und somit zu einer irreparablen Beschädigung der Kontakteinrichtung führen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine besonders ergonomische und gleichzeitig besonders stabile verdrehbare Kontakteinrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels einer Kontakteinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Kontakteinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Kontakteinrichtung ein Kontaktgehäuse, einen Sockel und eine Rasteinrichtung aufweist. Der Sockel begrenzt einen Sockelinnenraum, wobei das Kontaktgehäuse zumindest abschnittweise in den Sockelinnenraum eingreift, wobei die Rasteinrichtung an einer äußeren Gehäuseumfangsseite des Kontaktgehäuses eine Raststruktur und wenigstens einen Verraststift aufweist, wobei die Raststruktur eine Stirnverzahnung und einen in axialer Richtung an die Stirnverzahnung angrenzenden Entrastungsabschnitt aufweist, wobei der Entrastungsabschnitt nutförmig in Umfangsrichtung zumindest abschnittsweise umlaufend um das Kontaktgehäuse ausgebildet ist, wobei der Verraststift mit dem Sockel verbunden ist und in den Sockelinnenraum hineinragt, wobei das Kontaktgehäuse relativ zum Sockel zwischen einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei in der ersten Axialposition der Verraststift in die Stirnverzahnung eingreift und in Umfangsrichtung eine Position des Kontaktgehäuses gegenüber dem Sockel sichert, wobei in der zweiten Axialposition der Verraststift in den Entrastungsabschnitt eingreift und das Kontaktgehäuse in Umfangsrichtung verdrehbar um eine Drehachse gegenüber dem Sockel ist.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Kontakteinrichtung besonders stabil ist. Insbesondere wird vermieden, dass das Kontaktgehäuse durch eine Querkraft quer zur Drehachse aus dem Sockel ausgehebelt werden kann. Ferner ist die Verrastung des Kontaktgehäuses im Sockel besonders einfach und kostengünstig ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Stirnverzahnung wenigstens einen ersten Zahn und einen zweiten Zahn auf, wobei in Umfangsrichtung der erste Zahn beabstandet zu dem zweiten Zahn angeordnet ist, wobei zwischen den Zähnen die Stirnverzahnung einen Zahngrund aufweist, wobei der Verraststift einen Stiftabschnitt aufweist, wobei der Stiftabschnitt in dem Sockelinnenraum angeordnet ist und umfangsseitig auf einer der Stirnverzahnung zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist, wobei in der ersten Axialposition die Anlagefläche zumindest abschnittweise am Zahngrund anliegt, oder wobei in der ersten Axialposition die Anlagefläche beabstandet zum Zahngrund angeordnet ist. Dadurch kann in der ersten Axialposition eine zuverlässige Verrastung sichergestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Stirnverzahnung wenigstens einen ersten Zahn mit einer ersten Zahnflanke auf, wobei der Verraststift einen Stiftabschnitt aufweist, wobei der Stiftabschnitt in dem Sockelinnenraum angeordnet ist und umfangsseitig auf der Stirnverzahnung zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist, wobei die erste Zahnflanke zumindest abschnittsweise schräg geneigt zu einer Ebene in der Drehachse verläuft, ausgerichtet ist, oder wobei die erste Zahnflanke und die Drehachse parallel zueinander verlaufend ausgerichtet sind, wobei in der ersten Axialposition die Anlagefläche an der ersten Zahnflanke anliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Stirnverzahnung wenigstens einen ersten Zahn mit einer ersten Zahnflanke auf, wobei der Verraststift einen Stiftabschnitt aufweist, wobei der Stiftabschnitt in dem Sockelinnenraum angeordnet ist und umfangsseitig auf einer der ersten Zahnflanke zugewandten Seite eine Anlagefläche aufweist, wobei die erste Zahnflanke zumindest abschnittsweise schräg geneigt zu einer Ebene in der Drehachse verläuft, ausgerichtet ist, oder wobei die erste Zahnflanke und die Drehachse parallel zueinander verlaufend ausgerichtet sind, wobei in der ersten Axialposition die Anlagefläche an der ersten Zahnflanke anliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Zahnflanke derart ausgerichtet, dass in Zusammenwirkung mit der Anlagefläche bei Verdrehung des Kontaktgehäuses relativ zum Sockel um die Drehachse durch eine Gleitbewegung der ersten Zahnflanke an der Anlagefläche eine axiale Verschiebung des Kontaktgehäuses von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition bewirkt wird. Dadurch muss vom Nutzer keine zusätzliche Axialkraft in das Kontaktgehäuse eingeleitet werden, um das Kontaktgehäuse relativ zum Sockel zu verschieben und die Drehbewegung des Kontaktgehäuses um die Drehachse relativ zum Sockel durchzuführen. Dies ist besonders ergonomisch bei engen Bauraumverhältnissen. Ferner kann die Verdrehung zur Ausrichtung des ersten Kontaktgehäuses relativ zum Sockel besonders schnell durchgeführt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der erste Zahn einen Zahnkopf und einen Zahnfuß auf. In axialer Richtung wird an einer ersten axialen Seite der Entrastungsabschnitt durch den Zahnkopf begrenzt und der Zahnfuß ist auf einer dem Entrastungsabschnitt abgewandten Seite des ersten Zahns angeordnet. An einer zur ersten axialen Seite in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten axialen Seite wird der Entrastungsabschnitt durch eine Nutseitenfläche begrenzt. Vorzugsweise ist die Nutseitenfläche in einer Drehebene zur Drehachse angeordnet. Dadurch kann die Verraststruktur besonders kompakt und einfach an dem Kontaktgehäuse ausgebildet werden. Insbesondere kann dadurch das Kontaktgehäuse beispielsweise mittels eines Sinterverfahrens oder eines Spritzgussverfahrens besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Anlagefläche des Stiftabschnitts im Querschnitt zumindest abschnittweise bogenförmig und/oder plan und/oder polygonförmig und/oder konkav und/oder konvex ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Zahn auf einer dem ersten Zahn zugewandten Seite eine zweite Zahnflanke auf, wobei in der ersten Axialposition die Anlagefläche an der ersten Zahnflanke und an der zweiten Zahnflanke.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die erste Zahnflanke, der Zahngrund und die zweite Zahnflanke auf einem gemeinsamen Bogen, insbesondere auf einer gemeinsamen Kreisbahn, mit einem Mittelpunkt angeordnet, wobei der Mittelpunkt im Entrastungsabschnitt angeordnet ist, oder wobei der Mittelpunkt außerhalb des Entrastungsabschnitts vorzugsweise auf einer der Stirnverzahnung abgewandten Seite des Entrastungsabschnitts angeordnet ist. Dadurch können ein besonders einfacher Verraststift und eine besonders einfach ausgebildete Stirnverzahnung bereitgestellt werden, die besonders einfach und kostengünstig herstellbar sind.
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In einer weiteren Ausführungsform schließt wobei die erste Zahnflanke zu der zweiten Zahnflanke einen Winkel einschließt, wobei der Winkel ein stumpfer oder ein spitzer Winkel ist, wobei der Winkel insbesondere in einem Bereich von 0° bis 170°, insbesondere in einem Bereich von 30° bis 90°, liegt, wobei insbesondere der Winkel 60° beträgt, oder wobei die erste Zahnflanke und die zweite Zahnflanke parallel zueinander ausgerichtet sind.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Kontakteinrichtung eine Spanneinrichtung auf. Die Spanneinrichtung ist zwischen dem Sockel und dem Kontaktgehäuse in dem Sockelinnenraum angeordnet, wobei das Kontaktgehäuse aus der ersten Axialposition gegen die Wirkung der Spanneinrichtung in die zweiten Axialposition verschiebbar ist, wobei in der zweiten Axialposition die Spanneinrichtung eine Axialkraft zur Überführung des Kontaktgehäuses zurück in die erste Axialposition bereitstellt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist in der ersten Axialposition die Spanneinrichtung entspannt. Alternativ ist in der ersten Axialposition die Spanneinrichtung vorgespannt und presst mit einer weiteren Axialkraft die Stirnverzahnung gegen die Anlagefläche. Dadurch werden auch in der ersten Axialposition ein Anliegen der Stirnverzahnung an der Anlagefläche sichergestellt und ein Klappern der Kontakteinrichtung aufgrund von Vibrationen zuverlässig vermieden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Spanneinrichtung vorzugsweise wenigstens eine Tellerfeder und/oder eine Wellfeder und/oder eine Druckfeder auf.
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Der Sockel weist auf einer dem Sockelinnenraum zugewandten Seite einen ersten Absatz und das Kontaktgehäuse einen radial außenseitig angeordneten zweiten Absatz auf. Die Spanneinrichtung ist axial zwischen dem ersten Absatz und dem zweiten Absatz angeordnet, wobei sich die Spanneinrichtung an einer Seite an dem ersten Absatz und an der anderen Seite an dem zweiten Absatz abstützt. Dadurch kann eine besonders in radialer Richtung kompakte Kontakteinrichtung bereitgestellt werden, durch die eine große Anzahl von elektrischen Leitungen geführt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Sockel wenigstens eine Aussparung auf, wobei die Aussparung geneigt zu der Drehachse, vorzugsweise in einer weiteren Drehebene zu der Drehachse angeordnet ist. Der Verraststift weist einen weiteren Stiftabschnitt auf. Der weitere Stiftabschnitt greift zumindest abschnittweise in die Aussparung ein, wobei der weitere Stiftabschnitt vorzugsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Sockel verbunden ist. Vorzugsweise ist der weitere Stiftabschnitt in der Aussparung verpresst.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Kontakteinrichtung ein erstes Radiallager auf. Das erste Radiallager weist an einer inneren Sockelumfangsseite des Sockels axial zwischen einer unteren Sockelstirnseite und dem Verraststift eine erste Radiallagerfläche auf. Das erste Radiallager weist an der äußeren Gehäuseumfangsseite des Kontaktgehäuses axial zwischen einer unteren Stirnseite des Kontaktgehäuses und der Verraststruktur eine zur ersten Radiallagerfläche korrespondierend ausgebildete zweite Radiallagerfläche auf, wobei die erste Radiallagerfläche und die zweite Radiallagerfläche vorzugsweise zylindrisch um die Drehachse verlaufend ausgebildet sind, wobei sich die zweite Radiallagerfläche an der ersten Radiallagerfläche abstützt. Dadurch kann ein Verkippen des Kontaktgehäuses in dem Sockel bei Einleitung einer Kraft senkrecht zur Drehachse zuverlässig vermieden werden bzw. die eingeleitete Kraft zuverlässig aus dem Kontaktgehäuse am Sockel abgestützt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Kontakteinrichtung ein zweites Radiallager auf, wobei das zweite Radiallager axial gegenüberliegend zu dem ersten Radiallager angeordnet ist, wobei das zweite Radiallager an der äußeren Gehäuseumfangsseite des Kontaktgehäuses eine dritte Radiallagerfläche aufweist, wobei das zweite Radiallager an der inneren Sockelumfangsseite des Sockels eine axial zwischen einer der unteren Sockelstirnseite gegenüberliegenden oberen Sockelstirnseite und dem Verraststift angeordnete vierte Radiallagerfläche aufweist, wobei die dritte Radiallagerfläche und die vierte Radiallagerfläche, vorzugsweise zylindrisch, um die Drehachse verlaufend ausgebildet sind, wobei sich die dritte Radiallagerfläche an der vierten Radiallagerfläche abstützt, wobei vorzugsweise das erste Radiallager in radialer Richtung schmäler ausgebildet ist als das zweite Radiallager. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Kontakteinrichtung besonders in radialer Richtung kompakt gehalten werden kann. Ferner wird ein besonders großer axialer Abstand zwischen dem ersten Radiallager und dem zweiten Radiallager bereitgestellt, sodass ein Herauskippen aus dem Sockel bei Einleitung der Kraft quer senkrecht zur Drehachse des Kontaktgehäuses zuverlässig vermieden werden kann bzw. die Kraft senkrecht zur Drehachse zuverlässig über die Radiallager aus dem Kontaktgehäuse an dem Sockel abgestützt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Kontakteinrichtung eine Dichteinrichtung mit wenigstens einem Dichtelement auf. Das Dichtelement ist axial zwischen dem Verraststift und der unteren Sockelstirnseite angeordnet. Das Dichtelement ist in radialer Richtung zwischen dem Sockel und dem Kontaktgehäuse angeordnet. Das Dichtelement dichtet den Sockelinnenraum fluidisch gegenüber einer Umgebung ab. Vorzugsweise weist das Dichtelement einen X-förmigen Querschnitt auf. Dadurch wird das Eindringen von Verschmutzungen und/oder Flüssigkeiten in den Sockelinnenraum zuverlässig vermieden. Ferner wird durch die Abdichtung auch eine zuverlässige Verschiebbarkeit zwischen der ersten axialen Position und der zweiten axialen Position des Kontaktgehäuses gegenüber dem Sockel sichergestellt. Durch die X-förmige Ausgestaltung des Dichtelements dichtet das Dichtelement sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Ferner wird ein Verdrillen des Dichtelements bei der Verschiebung des Kontaktgehäuses zwischen den Axialpositionen vermieden. Ferner weist das X-förmige Dichtelement ein besonders niedriges Reibungsverhalten auf.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Kontaktgehäuse einen ersten Gehäuseabschnitt und einen mit dem ersten Gehäuseabschnitt verbundenen zweiten Gehäuseabschnitt auf. Der zweite Gehäuseabschnitt ist zumindest teilweise in dem Sockelinnenraum und der erste Gehäuseabschnitt außerhalb des Sockelinnenraums angeordnet. Der erste Gehäuseabschnitt ist geneigt, vorzugweise senkrecht, zu dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet. Der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt sind formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden oder sind einstückig und materialeinheitlich ausgebildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Systems;
- 2 einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch das in 1 gezeigte System;
- 3 eine Explosionsdarstellung der in den 1 und 2 gezeigten ersten Kontakteinrichtung;
- 4 einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch den in den 1 bis 3 gezeigten Sockel;
- 5 einen Ausschnitt einer Seitenansicht auf den zweiten Gehäuseabschnitt des ersten Kontaktgehäuses;
- 6 einen Ausschnitt der in 2 gezeigten Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch das System;
- 7 einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene B-B durch die erste Kontakteinrichtung;
- 8 eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte erste Kontakteinrichtung, wobei sich das erste Kontaktgehäuse gegenüber dem Sockel in einer zweiten Axialposition befindet;
- 9 eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene C-C durch die in 1 gezeigte erste Kontakteinrichtung;
- 10 einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang der in 1 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigten Schnittebene B-B durch eine erste Kontakteinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 11 eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene B-B durch eine erste Kontakteinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Systems 10 mit einer ersten Kontakteinrichtung 20 gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Das System 10 weist beispielhaft ein Komponentengehäuse 15, die erste Kontakteinrichtung 20 und eine Anschlussleitung 25 auf. In dem Komponentengehäuse 15 kann beispielsweise eine elektrische Komponente, beispielsweise ein elektrischer Antriebsmotor angeordnet sein.
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Die erste Kontakteinrichtung 20 weist einen Sockel 30 und ein erstes Kontaktgehäuse 35 auf. Der Sockel 30 ist auf einer dem ersten Kontaktgehäuse 35 abgewandten Seite an dem Komponentengehäuse 15 mittels eines Befestigungsmittels 36, beispielsweise Schrauben, mit einer Seitenfläche 37 des Komponentengehäuses 15 verbunden. Die Anschlussleitung 25 ist parallel zu der Seitenfläche 37 geführt.
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Das erste Kontaktgehäuse 35 ist an einer Seite, die dem Komponentengehäuse 15 zugewandt ist, mit dem Sockel 30 verbunden. Das erste Kontaktgehäuse 35 ist drehbar um eine Drehachse 40 im Sockel 30 gelagert. Die Drehachse 40 ist senkrecht zur Seitenfläche 37 ausgerichtet. Auf einer zum Sockel 30 abgewandte Seite weist das erste Kontaktgehäuse 35 eine Anschlussseite 45 auf, mit der das erste Kontaktgehäuse 35 mit der Anschlussleitung 25, insbesondere mit einem an der Anschlussleitung angeordneten Gegenstecker 46, verbunden ist.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch das in 1 gezeigte System 10.
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Das erste Kontaktgehäuse 35 ist als Winkelgehäuse ausgebildet und ist in der Ausführungsform L-förmig ausgebildet. Das erste Kontaktgehäuse 35 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 41 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 42 auf. Der erste Gehäuseabschnitt 41 ist parallel zu der Seitenfläche 37 des Komponentengehäuses 15 angeordnet. Der zweite Gehäuseabschnitt 42 ist senkrecht zu dem ersten Gehäuseabschnitt 41 und zu der Seitenfläche 37 ausgerichtet und an einer Seite mit dem ersten Gehäuseabschnitt 41 verbunden. An der zum ersten Gehäuseabschnitt 41 abgewandten Seite ist der zweite Gehäuseabschnitt 42 mit dem Sockel 30 verbunden. Das Komponentengehäuse 15 weist eine Durchgangsöffnung 43 auf. Der zweite Gehäuseabschnitt 42 mündet an der Durchgangsöffnung 43 auf einer zum ersten Gehäuseabschnitt 41 abgewandten Seite.
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In der Ausführungsform sind der erste Gehäuseabschnitt 41 und im Wesentlichen der zweite Gehäuseabschnitt 42 hohlzylindrisch ausgebildet. Vorzugsweise ist das erste Kontaktgehäuse 35 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Der erste Gehäuseabschnitt 41 und der zweite Gehäuseabschnitt 42 begrenzen einen Gehäuseinnenraum 44.
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In dem Gehäuseinnenraum 44 sind mehrere erste elektrische Leitungen 55 angeordnet, die jeweils elektrisch zueinander isoliert sind. Die ersten elektrischen Leitungen 55 sind derart im Gehäuseinnenraum 44 angeordnet, dass sich die ersten elektrischen Leitungen 55 bei der Verdrehung des ersten Kontaktgehäuses 35 um die Drehachse 40 um wenigstens 180° verdrillen und die Verdrehung des ersten Kontaktgehäuses 35 nicht blockieren oder bei der Verdrehung selbst Schaden nehmen. Ferner sind die ersten elektrischen Leitungen 55 durch die Durchgangsöffnung 43 in das Komponentengehäuse 15 beispielsweise zu der Komponente geführt.
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Die erste Kontakteinrichtung 20 weist an der Anschlussseite 45 für jede erste elektrische Leitung 55 jeweils ein erstes Kontaktelement 50 auf. Das erste Kontaktelement 50 ist jeweils mit einer elektrischen Leitung 55 verbunden. Ferner ist das erste Kontaktelement 50 im ersten Gehäuseabschnitt 41 in dem ersten Kontaktgehäuse 35 befestigt.
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Die Anschlussleitung 25 weist eine zweite Kontakteinrichtung 60, beispielsweise einen Gegenstecker 46, und vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten elektrischen Leitungen 65 auf. Die zweite Kontakteinrichtung 60 weist ein zweites Kontaktgehäuse 61 und für jede zweite elektrische Leitung 65 jeweils ein zweites Kontaktelement 70 auf. Das zweite Kontaktelement 70 ist korrespondierend zum ersten Kontaktelement 50 ausgebildet und bildet im montierten Zustand der Anschlussleitung 25 an der Anschlussseite 45 der ersten Kontakteinrichtung 20 eine elektrische Verbindung mit dem jeweils zugeordneten ersten Kontaktelement 50 aus.
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Ist beispielhaft das erste Kontaktelement 50, wie in 2 schematisch dargestellt, als Buchsenkontakt ausgebildet, so ist beispielhaft das zweite Kontaktelement 70 als Steckkontakt ausgebildet, das in das erste Kontaktelement 50 eingreift. Alternativ kann auch das erste Kontaktelement 50 als Steckkontakt und das zweite Kontaktelement 70 als Buchsenkontakt ausgebildet sein. Das zweite Kontaktelement 70 ist in dem zweiten Kontaktgehäuse 61 befestigt.
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Zur mechanischen Befestigung der zweiten Kontakteinrichtung 60 an der ersten Kontakteinrichtung 20 umgreift beispielhaft das zweite Kontaktgehäuse 61 umfangsseitig den ersten Gehäuseabschnitt 41 an der Anschlussseite 45.
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Zusätzlich können nicht dargestellte Befestigungsmittel und/oder Rastmittel vorgesehen sein, um das zweite Kontaktgehäuse 61 gegen ein ungewolltes Abziehen vom ersten Kontaktgehäuse 35 zu sichern.
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3 zeigt eine Explosionsdarstellung der in den 1 und 2 gezeigten ersten Kontakteinrichtung 20.
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Die erste Kontakteinrichtung 20 weist zusätzlich zu dem Sockel 30 und dem in 3 verkürzt dargestellten ersten Kontaktgehäuse 35 eine Rasteinrichtung 90, eine Spanneinrichtung 95 und eine Dichteinrichtung 100 auf. Die Dichteinrichtung 100 weist ein erstes Dichtelement 105, ein zweites Dichtelement 110 und ein drittes Dichtelement 115 auf.
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Das erste Dichtelement 105 und das dritte Dichtelement 115 sind beispielhaft als O-Ring ausgebildet. Dabei ist beispielhaft ein Innendurchmesser d3 des dritten Dichtelements 115 größer als ein Innendurchmesser d1 des ersten Dichtelements 105. Das zweite Dichtelement 110 weist vorzugsweise einen X-förmigen Querschnitt auf. Auch kann das zweite Dichtelement 110 andersartig, beispielsweise als O-Ring, ausgebildet sein. Durch die X-förmige Ausgestaltung des zweiten Dichtelements 110 dichtet das Dichtelement 110 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Ferner wird ein Verdrillen des Dichtelements 100 vermieden. Ferner weist das X-förmige zweite Dichtelement 110 ein besonders günstiges Reibungsverhalten auf.
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Die Spanneinrichtung 95 umfasst in der Ausführungsform eine Wellfeder 96. Die Wellfeder 96 ist aus einem Rundmaterial gefertigt und als geöffneter Ring ausgebildet. Eine andere Ausgestaltung der Wellfeder 96 wäre ebenso denkbar. Auch kann die Spanneinrichtung 95 zusätzlich oder alternativ zu der Wellfeder 96 wenigstens eine Druckfeder und/oder eine Tellerfeder aufweisen.
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Die Rasteinrichtung 90 weist wenigstens einen Verraststift 120 auf. In der Ausführungsform sind beispielsweise in 3 vier Verraststifte 120 vorgesehen. Die Anzahl der Verraststifte 120 ist frei wählbar. Von Vorteil ist jedoch, wenn wenigstens drei Verraststifte 120 vorgesehen sind, die beispielsweise in regelmäßigem Abstand in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse 40 verteilt angeordnet sind.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch den in 1 gezeigten Sockel 30.
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Der Sockel 30 ist innenseitig im Wesentlichen hohlzylindrisch um die Drehachse 40 verlaufend ausgebildet und begrenzt innenseitig einen Sockelinnenraum 150 gegenüber einer Umgebung 151. Der Sockel 30 weist eine untere Sockelstirnseite 125 und eine axial bezogen auf die Drehachse 40 gegenüberliegend angeordnete obere Sockelstirnseite 130 auf. An der unteren Sockelstirnseite 125 ist eine umlaufende auf einer ersten Kreisbahn um die Drehachse 40 angeordnete erste Dichtnut 145 vorgesehen. Mit der unteren Sockelstirnseite 125 liegt der Sockel 30 an der Seitenfläche 37 des Komponentengehäuses 15 an. Die erste Dichtnut 145 ist nach unten hin geöffnet.
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In der ersten Dichtnut 145 ist das erste Dichtelement 105 (in 4 nicht dargestellt) angeordnet, wobei das erste Dichtelement den Sockelinnenraum 150 und den Gehäuseinnenraum gegenüber der Umgebung 151 abdichtet.
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Der Sockel 30 weist in axialer Richtung einen ersten Sockelabschnitt 141, einen zweiten Sockelabschnitt 142 und einen dritten Sockelabschnitt 143 auf. Der erste Sockelabschnitt 141 grenzt an die untere Sockelstirnseite 125 an. Der zweite Sockelabschnitt 142 ist in axialer Richtung oberhalb direkt angrenzend an den ersten Sockelabschnitt 141 angeordnet. In axialer Richtung oberhalb des zweiten Sockelabschnitts 142 ist der dritte Sockelabschnitt 143 angrenzend angeordnet. Der dritte Sockelabschnitt 143 ist in axialer Richtung zwischen der oberen Sockelstirnseite 130 und dem zweiten Sockelabschnitt 142 angeordnet.
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Am ersten Sockelabschnitt 141 ist eine erste Wandstärke w1 dicker als eine zweite Wandstärke w2 des zweiten Sockelabschnitts 142. Eine dritte Wandstärke w3 des dritten Sockelabschnitts 143 ist geringer als die zweite Wandstärke w2. Der dritte Sockelabschnitt 143 ist in axialer Richtung deutlich kürzer ausgebildet als der erste Sockelabschnitt 141 und der zweite Sockelabschnitt 142. Ferner ist in axialer Richtung der zweite Sockelabschnitt 142 kürzer als der erste Sockelabschnitt 141 ausgebildet.
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An einem Übergang zwischen dem ersten Sockelabschnitt 141 und dem zweiten Sockelabschnitt 142 weist eine innere Sockelumfangsseite 155 einen ersten Absatz 180 auf. Der erste Absatz 180 weist eine erste Auflagefläche 181 auf, die in einer Drehebene zu der Drehachse 40 verlaufend angeordnet ist.
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An der inneren Sockelumfangsseite 155 des Sockels 30 weist der erste Sockelabschnitt 141 eine zweite Dichtnut 160 auf. Die zweite Dichtnut 160 ist nach innen hin zum Sockelinnenraum 150 offen und in axialer Richtung versetzt zu der unteren Sockelstirnseite 125 angeordnet. Die zweite Dichtnut 160 ist umlaufend um die Drehachse 40 auf einer zweiten Kreisbahn ausgebildet. Dabei weist beispielhaft die zweite Dichtnut 160, ebenso wie die erste Dichtnut 145 einen rechteckförmigen Querschnitt auf.
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Oberhalb der zweiten Dichtnut 160 weist der erste Sockelabschnitt 141 für jeden Verraststift 120 eine erste Aussparung 175 auf. Die erste Aussparung 175 ist als Bohrung ausgebildet und weist eine Aussparungslängsachse 176 auf, die geneigt zu der Drehachse 40, vorzugsweise senkrecht zu der Drehachse 40, angeordnet ist. Sind mehrere Verraststifte 120 vorgesehen, so können die Aussparungslängsachsen 176 in einer gemeinsamen Drehebene bezogen auf die Drehachse 40 angeordnet sein. Die ersten Aussparungen 175 können in Umfangsrichtung in regelmäßigem Abstand um den Umfang verteilt angeordnet sein.
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An der inneren Sockelumfangsseite 155 des ersten Sockelabschnitts 141 weist der erste Sockelabschnitt 141 zwischen der unteren Sockelstirnseite 125 und der ersten Aussparung 175 eine erste Radiallagerfläche 165 eines ersten Radiallagers 170 auf. Die erste Radiallagerfläche 165 ist dabei beispielhaft zylinderförmig um die Drehachse 40 verlaufend ausgebildet.
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An der inneren Sockelumfangsseite 155 des dritten Sockelabschnitts 143 ist eine erste Fase 185 versehen. Die erste Fase 185 weist etwa eine Neigung von 60° bis 75° zu der oberen Sockelstirnseite 130 auf.
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Eine äußere Sockelumfangsseite 190 des Sockels 30 ist an dem ersten Sockelabschnitt 141 zylinderförmig bezogen auf die Drehachse 40 verlaufend ausgebildet. An dem zweiten Sockelabschnitt 142 ist die äußere Sockelumfangsseite 190 abschnittsweise zylinderförmig auf einer dem ersten Sockelabschnitt 141 zugewandten Seite und auf einer dem ersten Sockelabschnitt 142 abgewandten Seite im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Die äußere Sockelumfangsseite 190 ist am dritten Sockelabschnitt 143 zylinderförmig um die Drehachse 40 ausgebildet und gegenüber dem zweiten Sockelabschnitt 142 radial nach innen versetzt. Dabei ist an der äußeren Sockelumfangsseite 190 des Sockels 30 am Übergang zwischen dem dritten Sockelabschnitt 143 und dem zweiten Sockelabschnitt 142 ein zweiter Absatz 194 vorgesehen. Der zweite Absatz 194 weist eine erste Absatzfläche 195 auf, die in einer Drehebene zu der Drehachse 40 verläuft und auf einer der oberen Stirnseite 130 zugewandten Seite (in unmontiertem Zustand des Sockels 30) frei ist.
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5 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht auf den zweiten Gehäuseabschnitt 42 des ersten Kontaktgehäuses 35.
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Der zweite Gehäuseabschnitt 42 weist an einer äußeren Gehäuseumfangsseite 200 angrenzend an eine untere Gehäusestirnseite 205 des ersten Kontaktgehäuses 35 eine zweite Fase 210 auf. Die zweite Fase 210 weist etwa eine Neigung von 60° bis 75° zu der unteren Gehäusestirnseite 205 auf.
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Das erste Radiallager 170 weist axial angrenzend an die zweite Fase 210 eine zweite Radiallagerfläche 215 auf. Die zweite Radiallagerfläche 215 ist korrespondierend zur ersten Radiallagerfläche des Sockels ausgebildet. Die zweite Radiallagerfläche 215 verläuft zylinderförmig um die Drehachse 40.
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Oberseitig angrenzend an die zweite Radiallagerfläche 215 weist die Rasteinrichtung 90 an der äußeren Gehäuseumfangsseite 200 eine Raststruktur 220 auf. Die Raststruktur 220 weist einen Entrastungsabschnitt 225 und eine Stirnverzahnung 230 auf. Die Stirnverzahnung 230 ist in axialer Richtung zwischen der zweiten Radiallagerfläche 215 und dem Entrastungsabschnitt 225 angeordnet.
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Der Entrastungsabschnitt 225 ist nutförmig ausgebildet und wird in axialer Richtung bezogen auf die Drehachse 40 auf der einen Seite durch die Stirnverzahnung 230 und auf der anderen Seite (auf einer zur unteren Gehäusestirnseite 205) abgewandten Seite) durch eine Nutseitenfläche 235 begrenzt. Die Nutseitenfläche 235 ist in einer Drehebene zu der Drehachse 40 verlaufend angeordnet. Ein Nutgrund 240 des Entrastungsabschnitts 225 ist zylinderförmig um die Drehachse 40 verlaufend ausgebildet. Der Entrastungsabschnitt 225 ist radial nach außen hin geöffnet.
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Die Stirnverzahnung 230 weist wenigstens einen ersten Zahn 305 und einen in Umfangsrichtung versetzt zu dem ersten Zahn 305 angeordneten zweiten Zahn 310 auf. Die Anzahl der Zähne 305, 310 der Stirnverzahnung 230 ist in 5 beispielhaft. In Umfangsrichtung zwischen dem ersten Zahn 305 und dem zweiten Zahn 310 weist die Stirnverzahnung 230 einen Zahngrund 315 auf.
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In axialer Richtung versetzt zu der Raststruktur 220 auf einer der unteren Gehäusestirnseite 205 abgewandten Seite weist der zweite Gehäuseabschnitt 42 einen dritten Absatz 245 auf. Der dritte Absatz 245 weist eine zweite Anlagefläche 246 auf, die in einer Drehebene zu der Drehachse 40 verlaufend angeordnet ist. Die zweite Auflagefläche 246 ist in 5 auf der zur unteren Gehäusestirnseite 205 zugewandten Seite hin angeordnet.
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In axialer Richtung angrenzend auf einer zur unteren Gehäusestirnseite 205 abgewandten Seite der zweiten Auflagefläche 246 ist zusätzlich eine dritte Fase 250 an dem dritten Absatz 245 vorgesehen. Die dritte Fase 250 weist etwa eine Neigung von 60° bis 75° zu der zweiten Auflagefläche 246 auf.
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Oberhalb der dritten Fase 250 weist ein zweites Radiallager 260 eine dritte Radiallagerfläche 255 auf. Die dritte Radiallagerfläche 255 ist zylinderförmig um die Drehachse 40 verlaufend angeordnet. Beispielhaft ist in der dritten Radiallagerfläche 255 eine dritte Dichtnut 265 vorgesehen. Die dritte Dichtnut 265 ist radial nach außen geöffnet.
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Oberseitig schließt sich an die dritte Radiallagerfläche 255 ein vierter Absatz 270 an. Durch den dritten Absatz 245 und den vierten Absatz 270 ist von der unteren Gehäusestirnseite 205 nach oben hin in Richtung des ersten Gehäuseabschnitts 41 die äußere Gehäuseumfangsseite 200 des ersten Kontaktgehäuses 35 stufenartig mit zunehmendem Durchmesser ausgebildet. Der vierte Absatz 270 weist auf einer der unteren Gehäusestirnfläche 205 zugwandten Seite eine zweite Absatzfläche 271 auf. Die zweite Absatzfläche 271 ist einer Drehebene um die Drehachse 40 verlaufend angeordnet.
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Zusätzlich ist in dem vierten Absatz 270 eine zweite Aussparung 275 vorgesehen. Die zweite Aussparung 275 ist nutförmig ausgebildet und umlaufend um die Drehachse 40 ausgebildet. Die zweite Aussparung 275 ist hin zu der unteren Gehäusestirnseite 205 des ersten Kontaktgehäuses 35 geöffnet.
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6 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch das System 10. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 6 ausschließlich die erste Kontakteinrichtung 20 dargestellt.
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Das erste Kontaktgehäuse 35 ist in 6 in einer ersten Axialposition gegenüber dem Sockel 30 angeordnet. In der ersten Axialposition greift der dritte Sockelabschnitt 143 ausschließlich abschnittsweise in die zweite Aussparung 275 ein. Dabei bilden die zweite Aussparung 275 sowie der dritte Sockelabschnitt 143 eine Spaltdichtung aus, die unabhängig von der Axialposition des ersten Kontaktgehäuses 35 relativ zum Sockel 30 das Eindringen von Schmutzpartikeln in den Sockelinnenraum 150 verhindert.
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Das zweite Radiallager 260 weist an der inneren Sockelumfangsseite 155 am zweiten Sockelabschnitt 142 axial zwischen dem ersten Absatz 180 und der ersten Fase 185 eine vierte Radiallagerfläche 276 auf. Die vierte Radiallagerfläche 276 ist zylindrisch um die Drehachse 40 verlaufend und korrespondierend zur dritten Radiallagerfläche 255 ausgebildet. Die dritte Radiallagerfläche 255 liegt an der vierten Radiallagerfläche 276 an.
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In der dritten Dichtnut 265 ist das dritte Dichtelement 115 angeordnet. Das dritte Dichtelement 115 liegt an der vierten Radiallagerfläche 276 an, die abschnittsweise auch als Dichtfläche dient. Durch die hohe Fertigungsgüte der vierten Radiallagerfläche 276 wird hierbei bei einer Axialbewegung des ersten Kontaktgehäuses 35 relativ zum Sockel 30 eine Beschädigung des dritten Dichtelements 115 vermieden.
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Zusätzlich kann die erste Kontakteinrichtung 20 ein drittes Radiallager 280 aufweisen. Das dritte Radiallager 280 weist eine fünfte Radiallagerfläche 285 und eine sechste Radiallagerfläche 290 auf. Die fünfte Radiallagerfläche 285 ist an der äußeren Gehäuseumfangsseite 200 axial zwischen der Raststruktur 220 und dem dritten Absatz 245 angeordnet. An der inneren Sockelumfangsseite 155 ist die sechste Radiallagerfläche 290 angeordnet. Die sechste Radiallagerfläche 290 ist in axialer Richtung zwischen dem ersten Absatz 180 und den Aussparungen 175 angeordnet. Die sechste Radiallagerfläche 290 und die fünfte Radiallagerfläche 285 sind korrespondierend zueinander ausgebildet und verlaufen zylindrisch um die Drehachse 40. Die erste Radiallagerfläche 165 und die sechste Radiallagerfläche 290 können als gemeinsame Radiallagerfläche ausgebildet sein.
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Axial zwischen dem ersten Absatz 180 und dem dritten Absatz 245 ist die Spanneinrichtung 95 in einem Federraum 291 angeordnet. Radial außenseitig wird der ringförmig ausgebildete Federraum 291 durch die vierte Radiallagerfläche 276 und radial innenseitig durch die fünfte Radiallagerfläche 285 begrenzt. Dabei stützt sich die Spanneinrichtung 95 an einer Seite an der ersten Auflagefläche 181 und an der anderen Seite an der zweiten Auflagefläche 246 ab.
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In der zweiten Dichtnut 160 ist das zweite Dichtelement 110 angeordnet. Durch die Anordnung der zweiten Dichtnut 160 an der ersten Radiallagerfläche 165 liegt das zweite Dichtelement 110 an der zweiten Radiallagerfläche 215 an, sodass aufgrund der hohen Oberflächengüte des als Gleitlager ausgebildeten ersten Radiallagers 170 eine Beschädigung des zweiten Dichtelements 110 vermieden werden kann.
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Ferner liegt beidseitig der zweiten Dichtnut 160 die zweite Radiallagerfläche 215 an der ersten Radiallagerfläche 165 an. Durch die als Gleitlager ausgebildeten Radiallager 170, 260, 280 und dem damit jeweils flächigen Aneinanderliegen der jeweils zugeordneten Radiallagerfläche 165, 215, 255, 276, 285, 290, können hohe quer zur Drehachse 40 wirkende Kräfte, die ein Verkippen des zweiten Gehäuseabschnitts 42 in dem Sockelinnenraum 150 bewirken könnten, zuverlässig vermieden werden. Insbesondere wird ein Aufhebeln oder eine Zerstörung des ersten Kontaktgehäuses 35 auch bei Einwirkung von hohen Kräften senkrecht zur Drehachse 40 auf den zweiten Gehäuseabschnitt 42 zuverlässig über die Radiallager 170, 260, 280 durch den großen axialen Abstand zwischen den Radiallagern 170, 260, 280 vermieden.
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Durch das Vorsehen der Fasen 185, 210, 250 wird ein besonders leichtes Einschieben des zweiten Gehäuseabschnitts 42 in den Sockelinnenraum 150 von oben in Richtung des Komponentengehäuses ermöglicht. Insbesondere wird durch die erste Fase 185 ein Verquetschen und/oder eine Beschädigung des dritten Dichtelements 115 und durch die zweite Fase 210 ein Verquetschen und/oder Beschädigen des zweiten Dichtelements 110 beim axialen Einschieben des zweiten Gehäuseabschnitts 42 in den Sockelinnenraum 150 verhindert. Dadurch wird eine zuverlässige Abdichtung des Sockelinnenraums 150 durch das zweite und dritte Dichtelement 110, 115 zwischen Sockel 30 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 42 sichergestellt.
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Ferner wird durch die Anordnung der Rasteinrichtung 90 axial zwischen dem zweiten Dichtelement 110 und dem dritten Dichtelement 115 ein Eindringen von Verschmutzungen oder Fluiden in das Komponentengehäuse 15 zuverlässig vermieden. Auch wird das Eindringen von möglicherweise abgebrochenen Teilen, beispielsweise der Stirnverzahnung 230, durch das zweite und dritte Dichtelement 110, 115 in das Komponentengehäuse 15 sowie Abrieb durch einen Verschleiß der Rasteinrichtung 90 und dadurch eine mögliche Beschädigung der im Komponentengehäuse 15 angeordneten Komponente verhindert.
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Der Verraststift 120 weist einen ersten Stiftabschnitt 295 und einen zweiten Stiftabschnitt 300 auf. Der erste Stiftabschnitt 295 ist mit dem zweiten Stiftabschnitt 300 verbunden. In der Ausführungsform ist beispielhaft der Verraststift 120 zylinderförmig ausgebildet, wobei der Außendurchmesser sich über die gesamte Längserstreckung des Verraststifts 120 erstreckt. Zusätzlich kann stirnseitig der Verraststift 120 angefast sein. Der erste Stiftabschnitt 295 greift in die erste Aussparung 175 des Sockels 30 ein.
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Hierbei ist von besonderem Vorteil, wenn der erste Stiftabschnitt 295 in der ersten Aussparung 175 eingepresst ist. Dadurch kann ein zuverlässiger Halt des Verraststifts 120 in dem Sockel 30 gewährleistet werden. Auch eine andersartige Befestigung des Verraststifts 120 an dem Sockel 30 ist denkbar, so kann der Verraststift 120 auch kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Sockel 30 verbunden sein.
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Der zweite Stiftabschnitt 300 ragt in den Sockelinnenraum 150. In der ersten Axialposition, wie in 6 gezeigt, greift der zweite Stiftabschnitt 300 in die Stirnverzahnung 230 ein und sichert eine Position des ersten Kontaktgehäuses 35 in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse 40.
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Das oben beschriebene System 10 ist besonders einfach und schnell montierbar. Insbesondere kann die Kontakteinrichtung 20 auch (teil-) automatisiert montiert werden. Auf die Montage des Systems 10 wird im Folgenden kurz eingegangen, wobei von der im Folgenden beschriebenen Reihenfolge selbstverständlich abgewichen werden kann.
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Zuerst wird das zweite Dichtelement 110 in die zweite Dichtnut 160 eingelegt. Im Anschluss daran wird von oben die Spanneinrichtung 95 in den Sockelinnenraum 150 eingebracht und auf der ersten Auflagefläche 181 aufgelegt. Ferner wird das dritte Dichtelement 115 in die dritte Dichtnut 265 eingebracht. Danach wird das erste Kontaktgehäuse 35 in den Sockelinnenraum 150 eingeschoben, bis der Entrastungsabschnitt 225 auf Höhe der Aussparungen 175 angeordnet ist. Dann werden die Verraststifte 120 in die Aussparungen 175 eingeschoben und gegebenenfalls verklebt. Daraufhin wird das erste Dichtelement 105 in die erste Dichtnut 105 eingelegt und die erste elektrische Leitung 55 durch die Durchgangsöffnung zu dem elektrischen Antriebsmotor gefädelt. Im Anschluss daran wird der Sockel 30 auf die Seitenfläche 37 aufgesetzt und mittels des Befestigungsmittels an dem Komponentengehäuse 15 befestigt. Die elektrische Leitung wird mit dem ersten Kontaktelement verbunden und das erste Kontaktelement an der Anschlussseite an dem ersten Kontaktgehäuse 35 befestigt.
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7 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene B-B durch die erste Kontakteinrichtung 20.
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Der erste Zahn 305 weist auf einer dem zweiten Zahn 310 zugewandten Seite eine erste Zahnflanke 320 und der zweite Zahn 310 weist auf einer dem ersten Zahn 305 zugewandten Seite eine zweite Zahnflanke 325 auf. Der Zahngrund 315 verbindet die erste Zahnflanke 320 mit der zweiten Zahnflanke 325.
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Die erste Zahnflanke 320 wird durch einen Zahnkopf 335 und den Zahngrund 315 begrenzt. Dabei ist der Zahnkopf 335 auf einer dem Entrastungsabschnitt 225 zugewandten Seite des Zahns 305, 310 angeordnet und begrenzt gegenüberliegend zur Nutseitenfläche 235 den Entrastungsabschnitt 225. Jeder Zahn 305, 310 weist einen Zahnfuß 340 auf. Der Zahnfuß 340 ist auf einer dem Entrastungsabschnitt 225 abgewandten Seite des Zahns 305, 310 angeordnet. Die erste Zahnflanke 320 und die zweite Zahnflanke 325 sind schräg zu der Drehachse 40, insbesondere schräg zu einer Ebene, in der die Drehachse 40 verläuft, ausgerichtet. Alternativ können die erste Zahnflanke 320 und die zweite Zahnflanke 325 auch parallel zueinander ausgerichtet sein, wobei jede der Zahnflanken 320, 325 in einer gemeinsamen Ebene mit der Drehachse 40 angeordnet sind.
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Von besonderem Vorteil ist, wenn die erste Zahnflanke 320, der Zahngrund 315 und die zweite Zahnflanke 325 auf einem gemeinsamen Bogen, insbesondere auf einer gemeinsamen Kreisbahn mit einem Mittelpunkt 330 angeordnet sind. Auch eine andere Ausgestaltung ist denkbar. Der Mittelpunkt 330 kann im Entrastungsabschnitt 225 angeordnet sein. Alternativ kann der Mittelpunkt 330 auch außerhalb des Entrastungsabschnitts 225, beispielsweise auf einer der Stirnverzahnung 230 in axialen Richtung abgewandten Seite des Entrastungsabschnitts 225, angeordnet sein.
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Die erste Zahnflanke 320 schließt zu der zweiten Zahnflanke 325 jeweils am Zahnkopf 335 einen Winkel α ein. Von besonderem Vorteil ist, wenn der Winkel α spitzer oder ein stumpfer Winkel ist. Ferner ist von Vorteil, wenn der Winkel α in einem Bereich von 0° bis 170°, insbesondere in einem Bereich von 30° bis 90°, liegt. Vorteilhafterweise beträgt der Winkel 60°.
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Der zweite Stiftabschnitt 300 weist auf einer der Stirnverzahnung 230 zugewandten Seite eine Anlagefläche 345 auf. Die Anlagefläche 345 ist in der Ausführungsform beispielhaft zylinderförmig und korrespondierend zu der ersten Zahnflanke 320, dem Zahngrund 315 und der zweiten Zahnflanke 325 ausgebildet.
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Von besonderem Vorteil ist, wenn der Entrastungsabschnitt 225 in axialer Richtung zwischen dem Zahnkopf 335 und der Nutseitenfläche 235 eine axiale Breite aufweist, die etwa einer axialen Erstreckung des zweiten Stiftabschnitts 300, in der Ausführungsform einem Durchmesser des zweiten Stiftabschnitts 300, entspricht.
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Die Anlagefläche 345 liegt in der ersten Axialposition, wie sie in 7 dargestellt ist, an der ersten Zahnflanke 320, der zweiten Zahnflanke 325 und dem Zahngrund 315 an, sodass durch den Eingriff eine Position in Umfangsrichtung des ersten Kontaktgehäuses 35 relativ zum Sockel 30 festgelegt ist. Ferner wird durch das Anliegen der Anlagefläche 345 an dem Zahngrund 315 eine ungewollte axiale Bewegung des ersten Kontaktgehäuses 35 bezogen auf die Drehachse 40 relativ zum Sockel 30 vermieden. Alternativ ist auch denkbar, dass die Anlagefläche 345 auch nur ausschließlich an einer der Zahnflanken 320, 325 oder ausschließlich nur an dem Zahngrund 315 anliegt und beabstandet zu den Zahnflanken 320, 325 angeordnet ist.
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In der Ausführungsform ist beispielhaft in der ersten Axialposition die Spanneinrichtung 95 entspannt. Alternativ kann in der ersten Axialposition die Spanneinrichtung 95 vorgespannt sein. Die Vorspannung hat den Vorteil, dass wenn beispielsweise die Anlagefläche 345 ausschließlich nur am Zahngrund 315 anliegt, durch die Vorspannung zwischen der Anlagefläche 345 und dem Zahngrund 315 ein Reibschluss ausgebildet wird und so in Umfangsrichtung das erste Kontaktgehäuse 35 erst nach Überwinden des Reibschlusses um die Drehachse 40 verdreht werden kann.
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Ist die Spanneinrichtung 95 vorgespannt, stellt die Spanneinrichtung 95 in der ersten Axialposition eine erste Axialkraft FA1 bereit. Die erste Axialkraft FA1 wird durch den dritten Absatz 245 in das erste Kontaktgehäuse 35 eingeleitet. Die erste Axialkraft FA1 wirkt in der Ausführungsform beispielhaft nach oben gerichtet. Dadurch wird die Stirnverzahnung 230 nach oben hin gezogen und mit der ersten Axialkraft FA1 an die Anlagefläche 345 gepresst. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in axialer Richtung das erste Kontaktgehäuse 35 gegenüber dem Sockel 30 spielfrei angeordnet ist.
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8 zeigt eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 1 gezeigte erste Kontakteinrichtung 20, wobei das erste Kontaktgehäuse 35 in einer zweiten Axialposition angeordnet ist.
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In der zweiten Axialposition ist gegenüber der in beispielsweise 7 gezeigten ersten Axialposition das erste Kontaktgehäuse 35 nach unten hin in Richtung des Komponentengehäuses 15 verschoben. In der zweiten Axialposition greift der Verraststift 120 nicht in die Stirnverzahnung 230 ein, sondern greift in den Entrastungsabschnitt 225 ein. Der Entrastungsabschnitt 225 ist als ringförmig umlaufende Nut ausgebildet, sodass in Umfangsrichtung eine Bewegung des ersten Kontaktgehäuses 35 relativ zum Sockel 30 um die Drehachse 40 und der zweiten Axialposition freigegeben ist und dadurch beispielsweise der erste Gehäuseabschnitt derart ausgerichtet werden kann, dass die Anschlussleitung, jedoch zumindest die zweite Kontakteinrichtung und der erste Gehäuseabschnitt zueinander fluchtend ausgerichtet sind. Ferner ragt der zweite Gehäuseabschnitt 42 in die Durchgangsöffnung 43.
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Die Entrastung der Rasteinrichtung 90 zur Überführung des ersten Kontaktgehäuses 35 aus der ersten Axialposition in die zweite Axialposition kann in zwei möglichen Varianten erfolgen.
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In der ersten Variante kann durch einen Nutzer des Systems oberseitig auf das erste Kontaktgehäuse 35 mit einer zweiten Axialkraft FA2 gedrückt werden, wobei mittels der zweiten Axialkraft FA2 das erste Kontaktgehäuse 35 relativ gegenüber dem Sockel 30 gegen die Wirkung der Spanneinrichtung 95 aus der ersten Axialposition (vgl. 7) in die zweite Axialposition (vgl. 8) überführt wird, bis der Verraststift 120 ausschließlich nur in den Entrastungsabschnitt 225 eingreift und somit außerhalb der Stirnverzahnung 230 angeordnet ist. Wird die zweite Axialkraft FA2 aufrechterhalten, kann das erste Kontaktgehäuse 35 relativ gegenüber dem Sockel 30 um die Drehachse 40 verdreht werden.
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Die axiale Verschiebung des ersten Kontaktgehäuses 35 gegenüber dem Sockel 30 wird in der Ausführungsform dadurch begrenzt, dass der zweite Stiftabschnitt 300 auf einer der Stirnverzahnung 230 abgewandten Seite an die Nutseitenfläche 235 anschlägt. Dadurch wird ein Überdrücken der Spanneinrichtung 90 vermieden.
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Alternativ kann auch die zweite Absatzfläche 271 an der ersten Absatzfläche 195 anschlagen und so die Bewegung des ersten Kontaktgehäuses 35 in Richtung des Sockels 30 bzw. des Komponentengehäuses 15 begrenzen.
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Die Spanneinrichtung 95 ist in der zweiten Axialposition gespannt und stellt eine dritte Axialkraft FA3 bereit, die gegen die zweite Axialkraft FA2 wirkt. Wird die zweite Axialkraft FA2 nach Verdrehung des ersten Kontaktgehäuses 35 aufgehoben, so fördert die dritte Axialkraft FA3 das erste Kontaktgehäuse 35 aus der zweiten Axialposition zurück in die erste Axialposition. Dabei schnappt der zweite Stiftabschnitt zwischen zwei Zähne ein.
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In einer zweiten Variante wird ausschließlich ein Drehmoment M um die Drehachse 40 durch den Nutzer zur Verdrehung des ersten Kontaktgehäuses 35 gegenüber den Sockel 30 in die erste Kontakteinrichtung 20 eingebracht. Das Drehmoment M bewirkt durch die schräge Ausrichtung der ersten Zahnflanke 320 und der korrespondierend zu der ersten Zahnflanke 320 anliegenden Anlagefläche 345 eine Umsetzung eines Teils des Drehmoments M in die zweite Axialkraft FA2 . Die zweite Axialkraft FA2 wirkt dabei gegen die dritte Axialkraft FA3 , wobei, wenn die zweite Axialkraft FA2 größer als die dritte Axialkraft FA3 ist, gleitet die erste Zahnflanke an der Anlagefläche 345 des Verraststifts 120 während der Verdrehung des ersten Kontaktgehäuses 35 entlang. Die Stirnverzahnung 230 bzw. das erste Kontaktgehäuse 35 wird dabei durch die zweite Axialkraft FA2 in Richtung des Komponentengehäuses 15 aus der ersten Axialposition in die zweite Axialposition verschoben. Gleitet der zweite Stiftabschnitt 300 über den Zahnkopf, befindet sich das erste Kontaktgehäuse 35 in der zweiten Axialposition.
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Bei einer weiteren Verdrehung gleitet der zweite Stiftabschnitt 300 an der zweiten Zahnflanke entlang, wobei die Spanneinrichtung mit der zweiten Axialkraft FA2 das erste Kontaktgehäuse 35 in die erste Axialposition zurückführt, bis der zweite Stiftabschnitt 300 mittig zwischen den Zähnen angeordnet ist. Wird das Drehmoment M weiter aufrechterhalten, so wiederholt sich die beschriebene schnappende Axialbewegung zwischen der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition, bis der erste Kontaktabschnitt in die gewünschte Richtung zweigt. Innerhalb des ersten Kontaktgehäuses 35 werden dabei die ersten Leitungen verdrillt.
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Ferner kann die erste Kontakteinrichtung 20 einen Verdrehschutz aufweisen, der ausgebildet ist, nur eine Verdrehung des ersten Kontaktgehäuses 35 um einen vordefinierten weiteren Winkel, beispielsweise 350°, um die Drehachse 40 gegenüber dem Sockel 30 zu erlauben. Dadurch wird sichergestellt, dass die erste elektrische Leitung nicht zu stark in der ersten Kontakteinrichtung 20 verdrillt wird.
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Die zweite Variante hat den Vorteil, dass dem Nutzer zusätzlich ein haptisches Gefühl beim Verdrehen der ersten Kontakteinrichtung 20 bereitgestellt wird, durch das der Nutzer auf das Einrasten des Verraststifts 120 nach Bereitstellung des Drehmoments M zwischen den Zähnen hingewiesen wird. Ferner kann das erste Kontaktgehäuse 35 auch bei einem beengten Bauraum um die Drehachse 40 verdreht werden.
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9 zeigt eine Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene C-C durch die in 1 gezeigte erste Kontakteinrichtung 20.
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Die Stirnverzahnung 230 weist eine Zahnteilung auf, die derart gewählt ist, dass in der ersten Axialposition alle Verraststifte 120 in die Stirnverzahnung 230 eingreifen.
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Ferner wird auch bei Einleitung des Drehmoments M um die Drehachse 40 in das erste Kontaktgehäuse 35 vermieden, dass nur eine Zahnflanke 320, 325 der Stirnverzahnung 230 ständig belastet wird und die anderen Zahnflanken 320, 325 der Stirnverzahnung 230 unbelastet sind. Dadurch wird ein ungleichmäßiger Verschleiß der Stirnverzahnung 230 sowie des Verraststifts 120 vermieden.
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Durch den in Umfangsrichtung gleichmäßig gewählten Abstand zwischen zwei Verraststiften 120, in der Ausführungsform sind die Verraststifte 120 jeweils im 90°-Winkel zueinander angeordnet, wird des Weiteren sichergestellt, dass bei der Überführung des ersten Kontaktgehäuses 35 aus der ersten Axialposition in die zweite Axialposition und von der zweiten Axialposition zurück in die erste Axialposition das erste Kontaktgehäuse 35 in dem Sockelinnenraum 150 nicht verkippt und/oder wenigstens eines der Radiallager überbeansprucht wird.
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Zusätzlich kann seitlich an der äußeren Sockelumfangsseite 190 in einem Eckbereich des ersten Sockelabschnitts 141 jeweils eine Befestigungsöffnung 350 vorgesehen sein, um mittels des Befestigungsmittels, beispielsweise einer Schraubverbindung, den Sockel 30 an dem Komponentengehäuse lösbar zu befestigen und das erste Dichtelement an die Seitenfläche drücken.
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10 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang der in 1 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigten Schnittebene B-B durch eine erste Kontakteinrichtung 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Sofern nicht anders erläutert, ist die erste Kontakteinrichtung 20 im Wesentlichen identisch zu der in den 1 bis 9 gezeigten ersten Kontakteinrichtung ausgebildet.
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Die erste Zahnflanke 320 stößt axial auf einer zum Entrastungsabschnitt 225 abgewandten Seite der Zähne 305, 310 direkt an die zweite Zahnflanke 325 an. Der Zahn 305, 310 weist einen beispielhaft dreiecksförmigen Querschnitt auf. Die Zahnflanke 320, 325 und die jeweils korrespondierende Anlagefläche 345 sind jeweils in einer Ebene, die schräg zu der Ebene, in der die Drehachse 40 verläuft, angeordnet. Die Zahnflanke 320, 325 und die Anlagefläche 345 sind jeweils korrespondierend zueinander ausgebildet und in der Ausführungsform plan ausgeführt.
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Der Verraststift 120 weist zumindest im zweiten Stiftabschnitt 300 einen dreiecksförmigen, vorzugsweise einen gleichschenklig dreiecksförmigen, Querschnitt auf.
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11 zeigt eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Schnittebene B-B durch eine erste Kontakteinrichtung 20 gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Die erste Kontakteinrichtung 20 ist im Wesentlichen eine Kombination aus der in 10 und der in den 1 bis 9 gezeigten ersten Kontakteinrichtung.
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In der Ausführungsform ist beispielhaft der Verraststift 120 zumindest im zweiten Stiftabschnitt 300 polygonförmig ausgebildet. Der polygonförmige Querschnitt kann sich auch über die gesamte Erstreckung des Verraststifts 120 erstrecken. Dabei wäre dann selbstverständlich auch die Aussparung, in die der erste Stiftabschnitt eingreift, ebenso korrespondierend zu der polygonförmigen Ausgestaltung des Verraststifts 120 polygonförmig ausgestaltet. Die Stirnverzahnung 230 ist dahingehend ausgebildet, dass der Zahnkopf 335 zur Begrenzung des Entrastungsabschnitts 225 plan ausgebildet ist und in einer Drehebene zur Drehachse 40 verläuft.
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In der Ausführungsform sind die Zahnflanken 320, 325 sowie die korrespondierend zu der Zahnflanke 320, 325 vorgesehene Anlagefläche 345 plan ausgebildet. Auch könnte die Zahnflanke 320, 325 konvex oder konkav und die jeweils korrespondierend dazugehörige Anlagefläche 345 konkav oder konvex ausgebildet sein.
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Zwischen den zwei Zähnen 305, 310 ist, wie bereits in den 1 bis 9 erläutert, der Zahngrund 315 vorgesehen. In der ersten Axialposition liegt in der dritten Ausführungsform ebenso der zweite Stiftabschnitt 300 an dem Zahngrund 315 mit der Anlagefläche 345 sowie an den Zahnflanken 320, 325 an. Auch wäre denkbar, dass der Zahngrund 315 beabstandet zu der Anlagefläche 345 angeordnet ist.
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Durch die polygonförmige Ausgestaltung wird ebenso wie in 10 bei Einleitung des Drehmoments M in das erste Kontaktgehäuse 35 eine gleichmäßige kontinuierliche axiale Bewegung zur Überführung des ersten Kontaktgehäuses 35 von der ersten Axialposition in die zweite Axialposition sichergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- System
- 15
- Komponentengehäuse
- 20
- erste Kontakteinrichtung
- 25
- Anschlussleitung
- 30
- Sockel
- 35
- erstes Kontaktgehäuse
- 36
- Befestigungsmittel
- 37
- Seitenfläche
- 40
- Drehachse
- 41
- erster Gehäuseabschnitt
- 42
- zweiter Gehäuseabschnitt
- 43
- Durchgangsöffnung
- 44
- Gehäuseinnenraum
- 45
- Anschlussseite
- 46
- Gegenstecker
- 50
- erstes Kontaktelement
- 55
- erste elektrische Leitung
- 60
- zweite Kontakteinrichtung
- 61
- zweites Kontaktgehäuse
- 65
- zweiter elektrischer Leitung
- 70
- zweites Kontaktelement
- 90
- Rasteinrichtung
- 95
- Spanneinrichtung
- 96
- Wellfeder
- 100
- Dichteinrichtung
- 105
- erstes Dichtelement
- 110
- zweites Dichtelement
- 115
- drittes Dichtelement
- 120
- Verraststift
- 125
- untere Sockelstirnseite
- 130
- obere Sockelstirnseite
- 141
- erster Sockelabschnitt
- 142
- zweiter Sockelabschnitt
- 143
- dritter Sockelabschnitt
- 145
- erste Dichtnut
- 150
- Sockelinnenraum
- 151
- Umgebung
- 155
- innere Sockelumfangsseite des Sockels
- 160
- zweite Dichtnut
- 165
- erste Radiallagerfläche
- 170
- erstes Radiallager
- 175
- erste Aussparung
- 176
- Aussparungslängsachse
- 180
- erster Absatz
- 181
- erste Auflagefläche
- 185
- erste Fase
- 190
- äußere Sockelumfangsseite des Sockels
- 194
- zweiter Absatz
- 195
- erste Absatzfläche
- 200
- äußere Gehäuseumfangsseite (des ersten Kontaktgehäuses)
- 205
- untere Gehäusestirnseite (des ersten Kontaktgehäuses)
- 210
- zweite Fase
- 215
- zweite Radiallagerfläche
- 220
- Raststruktur
- 225
- Entrastungsabschnitt
- 230
- Stirnverzahnung
- 235
- Nutseitenfläche
- 240
- Nutgrund
- 245
- dritter Absatz
- 246
- zweite Auflagefläche
- 250
- dritte Fase
- 255
- dritte Radiallagerfläche
- 260
- zweites Radiallager
- 265
- dritte Dichtnut
- 270
- vierter Absatz
- 271
- zweite Absatzfläche
- 275
- zweite Aussparung
- 276
- vierte Radiallagerfläche des zweiten Radiallagers
- 280
- drittes Radiallager
- 285
- fünfte Radiallagerfläche
- 290
- sechste Radiallagerfläche
- 291
- Federraum
- 295
- erster Stiftabschnitt
- 300
- zweiter Stiftabschnitt
- 305
- erster Zahn
- 310
- zweiter Zahn
- 315
- Zahngrund
- 320
- erste Zahnflanke
- 325
- zweite Zahnflanke
- 330
- Mittelpunkt
- 335
- Zahnkopf
- 340
- Zahnfuß
- 345
- Anlagefläche
- 350
- Befestigungsöffnung
