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Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder mit Arretierung der gattungsgemäßen Art gemäß des unabhängigen Anspruchs 1.
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Bei einer derartigen Gattung von Steckverbindern kann es sich sowohl um elektrische, als auch um optische, pneumatische oder hydraulische Steckverbinder handeln. Es handelt sich bei dem Steckverbinder um einen Rundsteckverbinder, insbesondere um einen sogenannte PushPull-Steckverbinder. Die vorgestellte Erfindung kann auf alle gattungsgemäßen Steckverbinder, insbesondere Rundsteckverbinder, übertragen werden. Derartige Steckverbinder werden benötigt um beispielsweise pneumatische oder optische Leitungen miteinander zu koppeln und/ oder Kabel elektrisch miteinander zu verbinden.
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Eine dauerhafte, sichere mechanische Verrastung von Steckverbinder und Gegensteckverbinder ist ebenso wichtig wie eine gute Anbindung der Leiter oder Kabel an die innenliegenden Kontaktelemente. Neben einer mechanischen Verbindung der Steckverbinder muss auch ein Lösen der Verbindung sichergestellt werden. Dabei muss die mechanische Verrastung vollständig gelöst werden, ohne dabei Bauteile des Verriegelungsmechanismus oder der Steckverbinder zu zerstören. Diese Kontaktierungs- und Dekontaktierungsvorgänge von Steckverbindern müssen vielfach wiederholbar sein, ohne die Qualität der Verriegelung und die Kontaktierung von Kontaktelement und Gegenkontaktelement zu beeinflussen.
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Stand der Technik
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Dabei verfügt der Verriegelungsmechanismus über zwei Arten von Verriegelungsmitteln. Ein primäres Verriegelungselement, welches zur Verriegelung des Gegensteckverbinders geeignet ist und einem sekundären Verriegelungselement, welches zur wechselseitigen Verriegelung mit dem primären Verriegelungselement geeignet ist. Dabei verriegelt das sekundäre Verriegelungselement das primäre im verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus, und das primäre Verriegelungselement das sekundäre im entriegelten Zustand. Durch Kontaktierung des Gegensteckverbinders wird der Mechanismus automatisch verriegelt und durch Betätigen des - als Betätiger ausgeführten - sekundären Verriegelungselements entriegelt.
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Die
DE 102 36 275 B3 zeigt eine Verriegelungseinrichtung für zwei miteinander zusammenfügbare Steckverbinder, wobei Rasthaken an einem der Steckverbinder in Rastausnehmungen des zweiten Steckverbinders beim Zusammenfügen der Steckverbinder eingreifen. Mittels eines Betätigers, hier einer Schiebehülse und daran angeformten Schrägen, können die Rasthaken angehoben und aus den Rastausnehmungen gehoben werden, wodurch ein Trennen der Steckverbinder möglich ist.
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Aus der
DE 10 2006 040 254 A1 ist ein Steckverbinder, genauer ein Rundsteckverbinder, mit zwei Kupplungsteilen bekannt, wobei Rasterhebungen des ersten Kupplungsteils in Nuten des zweiten Kupplungsteils eingreifen. Dabei werden die Rasterhebungen mittels eines Betätigers, genauer eines Betätigungsschiebers, in die Nuten gedrückt. Durch Zurückziehen des Betätigungsschiebers können die Rasterhebungen aus den Nuten gleiten, wenn entsprechend Zug auf die beiden Kupplungsteile gegeben wird.
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Aus der
EP 1 337 008 A2 ist ein Steckverbinder bekannt, welcher einen Verriegelungsring aufweist, wobei der Verriegelungsring mittels einer Entriegelungshülse radial geweitet werden kann und so eine Verriegelung zu einem Gegensteckverbinder gelöst wird.
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Nachteilig bei den bekannten Steckverbindern ist jedoch, dass sie über eine Verformung des Steckverbinders, oder zumindest eines Bestandteils des Steckverbinders, verrastet werden. Ferner ist für jede weitere gewünschte Funktion des Steckverbinders, also beispielsweise eine Verriegelung, ein weiteres Bauteil am Steckverbinder notwendig.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder mit Arretierung vorzuschlagen, welcher eine sichere Abdichtung und Verrastung bei gleichzeitig einfacher Handhabung und günstiger Herstellbarkeit ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit Arretierung, aufweisend ein Gehäuse mit mindestens einem darin aufgenommenen elektrischen Kontaktelement, einen Arretierungsring und eine Hülse, insbesondere einer Überwurfhülse. Das Gehäuse weist eine Steckseite und eine Anschlussseite auf, wobei die Überwurfhülse und der Arretierungsring jeweils auf der Steckseite angeordnet sind. Die Überwurfhülse ist axial beweglich angeordnet und wirkt mit dem Arretierungsring zusammen. Die Überwurfhülse weist zudem eine umlaufende Hinterschneidung und eine umlaufende, sich an die Hinterschneidung anschließende Nut auf, wobei die Hinterschneidung in Richtung der Anschlussseite an der Überwurfhülse und die Nut in Richtung der Steckseite an der Überwurfhülse angeordnet ist. Der Steckverbinder weist weiterhin eine Abdichtung auf.
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Im Stand der Technik sind Steckverbinder, insbesondere Rundsteckverbinder und Rundsteckverbinder nach dem PushPull-Prinzip, mit Arretierung bekannt. Es gibt zudem auch einige eckige Ausführungen. Bei dem hier vorgestellten Steckverbinder handelt es sich um einen Rundsteckverbinder. Dieser weist eine Anschlussseite und eine, der Anschlussseite gegenüberliegende Steckseite auf. Die Anschlussseite dient beispielsweise zum Anschluss eines elektrischen Leiters oder eines optischen Leiters oder eines pneumatischen Leiters. Die Steckseite zur Kontaktierung des Steckverbinders mit einem passenden Gegensteckverbinder.
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Der Steckverbinder weist ein Gehäuse auf. In diesem Fall handelt es sich um ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse eines Rundsteckverbinders. In dem Gehäuse ist mindestens ein Kontaktelement aufgenommen. Bei dem Kontaktelement kann es sich um ein elektrisches oder ein pneumatisches oder ein optisches Kontaktelement handeln. An das mindestens eine Kontaktelement schließt sich von der Anschlussseite her der Leiter an. In Richtung der Steckseite kann das mindestens eine elektrische Kontaktelement mit einem entsprechenden Kontaktelement des Gegensteckverbinders kontaktiert werden.
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Zudem ist in dem Gehäuse auf der Steckseite noch ein Arretierungsring angeordnet. Bei dem Arretierungsring handelt es sich um einen ringförmigen Gegenstand. Der Arretierungsring dient der Verrastung von Steckverbinder und Gegensteckverbinder.
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An dem Gehäuse ist weiterhin eine Überwurfhülse angeordnet. Diese befindet sich ebenfalls auf der Steckseite, ist jedoch im Gegensatz zum Arretierungsring auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet. In einer alternativen Ausgestaltung bildet die Überwurfhülse einen Teil des Gehäuses. Die Überwurfhülse ist so ausgestaltet, dass sie mit dem Arretierungsring zusammenwirken und diesen verformen kann. Dafür weist sie einen annährend zylinderförmigen geometrischen Körper. Bevorzugter Weise weist die Überwurfhülse eine rasthakenähnliche Anformung auf. Die rasthakenähnliche Anformung weist dabei nach innen in Richtung des Arretierungsrings.
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In einer alternativen Ausgestaltung weist die Überwurfhülse keine rasthakenähnliche Anformung. In dieser Ausgestaltung kann die Überwurfhülse in jeder beliebigen radialen Ausrichtung gesteckt werden.
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Erfindungsgemäß weist die Überwurfhülse eine umlaufende Hinterschneidung und eine umlaufende, sich an die Hinterschneidung direkt anschließende Nut auf. Dabei ist die Hinterschneidung in Richtung der Anschlussseite und die Nut in Richtung der Steckseite angeordnet. Hinterschneidung und Nut stellen so eine gemeinsame Ausnehmung dar.
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Ferner weist die Überwurfhülse eine Abdichtung auf. Die Abdichtung dient einerseits als Schutz gegen äußere Umwelteinflüsse und speziell dem Eindringen von Medien in den Steckverbinder, anderseits als Vibrationsdämpfung und außerdem als zusätzliche Arretierung der Überwurfhülse. Um den Grad der Abdichtung noch zu erhöhen, weist der Steckverbinder eine ringförmige Abdichtung im Bereich des Arretierungsringes auf. Durch die beiden Abdichtungen ist es möglich, den Steckverbinder entsprechend der gewünschten IP-Schutzklassen zu schützen. Dabei werden Objekte bezüglich ihrer Eignung für verschiedene Umgebungsbedingungen in entsprechende Schutzklassen, IP-Klassen, eingeteilt. IP steht dabei für „International Protection“. Dabei geht es um den Schutzgrad des Gehäuses gegen Berührung, Fremdkörper und Wasser. Die Schutzklasse des Steckverbinders lässt sich durch die Abdichtung, dir ringförmige und die im Bereich der Überwurfhülse, vorteilhaft erhöhen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung bilden die Hinterschneidung und die Nut einen gemeinsamen Bereich auf der dem Gehäuse zugewandten Seite der Überwurfhülse. Durch die Zuwendung der sich aus Hinterschneidung und Nut ergebenden Ausnehmung in Richtung des Gehäuses ist diese von sich aus schon bedingt gegen äußere Einflüsse geschützt. Die Zusammenführung von Hinterschneidung und Nut erlaubt der Überwurfhülse einen begrenzten Bewegungsraum, vom Anfang der Hinterschneidung bis zum Ende der Nut. Dieser Bewegungsraum ermöglicht, dass die Überwurfhülse zur Montage und Demontage des Steckverbinders optimal einsetzbar ist. Der Bewegungsraum verhindert ein ungewolltes Trennen von Überwurfhülse und Gehäuse, was wiederum eine Montage oder Demontage erschweren würde.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Abdichtung ein aus dem Stand er Technik bekannter O-Ring. O-Ringe sind auch unter dem Namen „Rundring“ oder „Nullring“ bekannt. Sie stellen ein leistungsfähiges und wirtschaftliches Dichtelement für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle für den statischen und dynamischen Einsatz dar. Sie bestehen vorrangig aus elastomeren Werkstoffen, wodurch die O-Ringe ein sehr breites Einsatzspektrum erhalten. Sie finden Verwendung als primäre Dichtelemente, als Einzeldichtung oder als qualitätssichernde Dichtung im Automobil- und Maschinenbau. O-Ringe dienen bevorzugt der radial-statischen, als auch axial-statischen, aber auch der dynamischen Abdichtung.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der O-Ring am Gehäuse des Steckverbinders angeordnet. Idealerweise ist er hierbei in einer umlaufenden Nut am Gehäuse angeordnet, sodass er an einer festen Position fixiert ist. Dadurch kann sich der O-Ring nicht verdrehen oder verwinden oder verkanten, was zu einer Beschädigung des O-Rings und damit zu einem Nachlassen der Dichtfunktion führen kann.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Überwurfhülse im Bereich der umlaufenden Nut und der umlaufenden Hinterschneidung über dem O-Ring gleitend verschiebbar ist. Die Überwurfhülse deckt folglich den O-Ring ab und verhindert so den Einfluss der äußeren Umwelt auf den O-Ring. Durch die Ausgestaltung der Abdichtung als O-Ring, in Kombination mit der Abdeckung durch die Überwurfhülse, ist der Steckverbinder optimal abgedichtet und erfüllt den gewünschten IP-Schutzgrad. Der begrenzte Bewegungsraum der Überwurfhülse ist an dieser Stelle ideal mit dem O-Ring kombiniert. Dadurch ist die Abdichtung des Steckverbinders gewährleistet.
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Der O-Ring leistet zudem nicht nur die Abdichtung, sondern unterstützt auch eine Arretierung der Überwurfhülse durch Adhäsion und Reibung in Kombination mit der Hinterscheidung. Ferner ermöglicht der O-Ring eine Vibrationsdämpfung durch Schwingungsdämpfung. Für die Vibrationsdämpfung ist der O-Ring so ausgelegt, dass zwischen dem O-Ring und der Überwurfhülse eine bewusste Reibung erzielt wird. Durch die Vibrationsdämpfung wird die Dichtfunktion des O-Rings optimiert und zudem ein „Klappern“ der Überwurfhülse, wie es bei den aus dem Stand der Technik bekannten PushPull- und Rundsteckverbindern der Fall ist, vermindert oder ganz unterbunden. Ferner ist durch die Kombination von O-Ring und Überwurfhülse die Fixierung und Arretierung der Überwurfhülse gewährleistet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Arretierungsring geschlitzt, wodurch der Arretierungsring zusammendrückbar und aufdehnbar ist. Geschlitzt bedeutet hier, dass der Arretierungsring kein kompletter Ring ist, sondern ein Ring mit einem Schlitz, sprich ein Kreisringsegment. Dabei ist der Schlitz im Verhältnis zur gesamten Größe des Ringes klein ausgebildet. Der Schlitz ermöglicht ein Zusammendrücken und/ oder ein Weiten, also ein Aufdehnen/Aufbiegen, in Umfangsrichtung des Arretierungsringes unter Krafteinfluss. Diese beiden Bewegungen sind notwendig um den Steckverbinder mit einem Gegensteckverbinder zu verbinden beziehungsweise den Steckverbinder von einem Gegensteckverbinder zu trennen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Arretierungsring durch die axiale Bewegung der Überwurfhülse zusammendrückbar und aufdehnbar. Dies bedeutet, dass die Überwurfhülse und der Arretierungsring auf der Steckseite des Steckverbinders zusammenwirken. Dieses Zusammenwirken sichert eine leichte Montage und Demontage des Steckverbinders. Das Weiten des Arretierungsrings erfolgt durch die axiale Bewegung der Überwurfhülse von der Steckseite in Richtung der Anschlussseite. Dabei beginnt die Bewegung an dem der Steckseite zugewandten Ende der Nut und endet im Bereich der Hinterschneidung. Im Verlauf dieser Bewegung zieht die rasthakenförmige Kontur der Überwurfhülse den Arretierungsring auseinander und hält ihn in dieser Position. Jetzt kann ein Gegensteckverbinder montiert oder demontiert werden, wobei bei der Montage die Bewegung der Überwurfhülse nicht manuell erfolgen muss, sondern durch den Druck beim Einführen eines Gegensteckverbinders erfolgen kann. Bewegt sich die Überwurfhülse zurück ihre ursprüngliche Position, so wird der Arretierungsring wieder entlastet und geht in seine ursprüngliche Form zurück. In dieser Position ist ein Gegensteckverbinder verrastet und sicher gehalten.
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Diese Kombination aus Gehäuse, O-Ring, Überwurfhülse und Arretierungshülse ermöglicht folglich eine Reduzierung der Teileanzahl bei gleichzeitiger Sicherstellung der gewünschten, wie notwendigen Funktionen. Dadurch ist der Steckverbinder technisch leichter realisierbar und kostengünstig herstellbar. Durch die Verwendung von Standardbauteilen ist der Steckverbinder in dieser Ausgestaltung zudem flexibel einsetzbar, denn er ist so für verschiedenste Durchmesser anwendbar und muss dafür nur in seinen Abmessungen, aber nicht in seinem Aufbau angepasst werden.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders
- 2 eine Schnittdarstellung eines Teilausschnitts der 1
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 1. Der Steckverbinder 1 weist eine Steckseite S und eine Anschlussseite A auf. Die Steckseite S ist hier auf der linken Bildseite, die Anschlussseite A auf der rechten Bildseite angeordnet. Die Steckseite S dient zur Kontaktierung des Steckverbinders 1 mit einem entsprechenden Gegensteckverbinder. Die Anschlussseite A hingegen dient zur Verbindung des Steckverbinders 1 mit einem Leiter.
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Der Steckverbinder 1, hier genauer ein Rundsteckverbinder, besteht aus einem Gehäuse 6 und einem im Gehäuse 6 aufgenommenen Kontaktelement 5. Da es sich bei diesem Steckverbinder 1 um einen Steckverbinder nach dem PushPull-Prinzip handelt, weist er zudem noch eine Überwurfhülse 2 und einen Arretierungsring 4 auf.
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Die Überwurfhülse 2 und der Arretierungsring 4 sind jeweils auf der Steckseite S angeordnet. Dabei ist die Überwurfhülse 2 außen am Gehäuse 6 bewegbar angeordnet. Sie ähnelt in ihrer Form einem Zylinder und verfügt auf der vom Gehäuse 6 abgewandten Seite über Riefen zum besseren Greifen für den Anwender. Die Überwurfhülse 2 weist zudem auf der der Steckseite S zugewandten Seite noch eine rasthakenähnliche Anformung auf. Diese wird im weiteren als Rasthaken 2.3 bezeichnet und ist in der 2 gezeigt. Der Rasthaken 2.3 ist dabei so ausgelegt, dass er bei einer axialen Bewegung der Überwurfhülse 2 auf den Arretierungsring 4 wirkt und diesen weiten kann.
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Der Arretierungsring 4 ist innerhalb der Überwurfhülse 2 vor dem Gehäuse 6 aufgenommen und dort in einer umlaufenden Ausnehmung mit Platz zum Weiten angeordnet.
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Auf der Anschlussseite A weist der Steckverbinder noch eine Kabelbefestigung, hier eine Kabelverschraubung zur Fixierung eines aufgenommenen Leiters, auf.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung durch die 1. Der Ausschnitt bezieht sich dabei auf die Steckseite S im Bereich der Überwurfhülse 2.
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In dieser Darstellung ist die Position des O-Rings 3 und die Wirkweise der Überwurfhülse 2, sowie die Anordnung von Gehäuse 6, O-Ring 3, Arretierungsring 4 und Überwurfhülse 2 zu erkennen.
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Die Überwurfhülse 2 ist außen an dem Gehäuse 6 angeordnet. Sie weist auf der Steckseite S einen umlaufenden Rasthaken 2.3 auf, welcher auf den Arretierungsring 4 einwirken kann.
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In Richtung der Anschlussseite A hingegen weist die Überwurfhülse 2 eine umlaufende Nut 2.2 und eine umlaufende Hinterschneidung 2.1 auf. Die Nut 2.2. und die Hinterschneidung 2.1 sind dabei auf der, dem Gehäuse 6 zugewandten Seite der Überwurfhülse 2 angeordnet. Die Nut 2.2 und die Hinterschneidung 2.1 bilden einen gemeinsamen Bewegungsbereich der Überwurfhülse 2. Dabei bildet die Hinterschneidung 2.1 das der Anschlussseite A zugewandte Ende und die Nut 2.2 das der Steckseite S zugewandte Ende des Bereichs.
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Am Gehäuse 6 ist in diesem Bereich der O-Ring 3 fixiert über welchen die Überwurfhülse 2 gleitend verschiebbar ist. Liegt der O-Ring 3 an der Hinterschneidung 2.1 an, wie in der 2 gezeigt, dann befindet sich die Überwurfhülse 2 in entspannter Position und wirkt nicht auf den Arretierungsring 4 ein. In dieser Position ist ein aufgenommener Gegensteckverbinder sicher gehalten.
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Liegt der O-Ring 3 an der Nut 2.2 an, hier nicht gezeigt, dann befindet sich die Überwurfhülse 2 in gespannter Position und wirkt auf den Arretierungsring 4 ein, indem sie ihn mittels des Rasthakens 2.3 weitet. Dabei taucht der Arretierungsring 4 tiefer in seine Ausnehmung im Gehäuse 6 ein und vergrößert so den Durchmesser an dieser Stelle. In dieser Position kann ein aufgenommener Gegensteckverbinder gelöst oder ein anderer Gegensteckverbinder gesteckt werden.
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Um die Überwurfhülse 2 von der entspannten Position in die gespannte Position zu bewegen, ist eine axiale Bewegung der Überwurfhülse von der Steckseite S in Richtung der Anschlussseite A notwendig. Die Bewegung in umgekehrter Richtung, also von der gespannten Position in die entspannte Position geschieht durch die angestrebte Entlastung aufgrund der wirkenden Rückstellkraft des Arretierungsrings 4 von allein. Sie ist jedoch auch aktiv durchführbar, indem die Überwurfhülse 2 aktiv von der Anschlussseite A in Richtung der Steckseite S bewegt wird.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Überwurfhülse
- 2.1
- Hinterschneidung
- 2.2
- Nut
- 2.3
- Rasthaken
- 3
- O-Ring
- 4
- Arretierungsring
- 5
- Kontaktelement
- 6
- Gehäuse
- A
- Anschlussseite
- S
- Steckseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012111408 B3 [0004]
- DE 10236275 B3 [0006]
- DE 102006040254 A1 [0007]
- EP 1337008 A2 [0008]
