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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Steckelement und einem Buchsenelement sowie umfassend einer ersten und einer zweiten Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Steckelements mit dem Buchsenelement in einem ineinandergesteckten Zustand.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Steckverbinder bekannt, die eine Vorrichtung aufweisen, um das Entrasten eines Steckelements und eines Buchsenelements des Steckverbinders bzw. das Trennen der elektrischen Verbindung zwischen dem Buchsenelement und dem Steckverbinder zu verhindern. Zumeist sind die Steckverbinder mit der hierfür vorgesehenen Vorrichtung jedoch nur unter hohem Zeitaufwand vor dem Entrasten zu schützen, wobei die Vorrichtungen zudem einen großen Bauraumbedarf aufweisen, sodass die Steckverbinder nur bei einem ausreichend großen Montageraum verwendet werden können. Zudem kann es bei den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen dazu kommen, dass sich das Steckelement und das Buchsenelement voneinander lösen, da die Vorrichtung, die vor dem Entrasten schützen soll, nicht korrekt Verriegelt ist oder sich unbeabsichtigt wieder entriegelt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Steckverbinder bereitzustellen, dessen Steckelement und dessen Buchsenelement in einem ineinandergesteckten Zustand sicher miteinander verriegelt werden können. Ferner soll durch die Vorrichtung eine korrekte Verriegelung des Steckelements mit dem Buchsenelement sicherstellbar und überprüfbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird daher ein Steckverbinder gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieser umfasst ein Steckelement und ein Buchsenelement, wobei das Steckelement und das Buchsenelement in eine Steckrichtung ineinander steckbar sind. Der Steckverbinder weist ferner eine erste Verriegelungsvorrichtung auf, die ausgebildet ist, das Steckelement und das Buchsenelement in einem ineinandergesteckten Zustand aneinander fixierend zu verriegeln.
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Des Weiteren weist der Steckverbinder eine zweite Verriegelungsvorrichtung auf, die entlang einer zwischen der zweiten Verriegelungsvorrichtung und dem Steckelement ausgebildeten Linearführung von einer entriegelten Position in eine verriegelte Position verschiebbar ist. Die zweite Verriegelungsvorrichtung ist ausgebildet, in ihrer verriegelten Position die erste Verriegelungsvorrichtung in dem ineinandergesteckten Zustand des Steckverbinders zu blockieren, sodass die erste Verriegelungsvorrichtung nicht entriegelbar ist, und in ihrer entriegelten Position die erste Verriegelungsvorrichtung nicht zu blockieren.
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Der Steckverbinder ist für hohe Ströme ausgebildet, sodass elektrische Energie mit einer Stromstärke ab 50 A übertragen werden kann.
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Durch die erste Verriegelungsvorrichtung wird das Steckelement an dem Buchsenelement verriegelt, sodass die elektrisch leitende Verbindung gesichert ist und der Steckverbinder vor einem unbeabsichtigten Entrasten bzw. einer unbeabsichtigten Unterbrechung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen Steckelement und Buchsenelement geschützt ist. Um gewährleisten zu können, dass die erste Verriegelungsvorrichtung sich nicht unbeabsichtigt entriegelt, kann das Entriegeln der ersten Verriegelungsvorrichtung von der zweiten Verriegelungsvorrichtung blockiert werden. Die erste und die zweite Verriegelungsvorrichtung weisen jeweils eine verriegelte und eine entriegelte Position auf. Die erste Verriegelungsvorrichtung fixiert das Steckelement in seiner verriegelten Position mit dem Buchsenelement und lässt in seiner entriegelten Position das Ausstecken des Steckelements entlang der Steckrichtung aus dem Buchsenelement zu. Die zweite Verriegelungsvorrichtung blockiert in ihrer verriegelten Position die erste Verriegelungsvorrichtung in ihrer verriegelten Position und lässt in ihrer entriegelten Position ein Entriegeln der ersten Verriegelungsvorrichtung zu.
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Erfindungsgemäß umfasst die erste Verriegelungsvorrichtung zumindest ein federnd an dem Buchsenelement ausgebildetes Rastelement, das sich in Richtung des Steckelements erstreckt. Korrespondierend zu dem zumindest einem Rastelement umfasst die erste Verriegelungsvorrichtung zudem jeweils ein an dem Steckelement ausgebildetes Gegenrastelement, in welches das Rastelement in Federrichtung einrastbar ist. Durch das Einrasten wird das Steckelement mit dem Buchsenelement verriegelt bzw. aneinander fixiert und durch das Entrasten wird die Fixierung gelöst.
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Die zweite Verriegelungsvorrichtung weist bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildungsform zumindest ein Blockierelement auf, das jeweils ausgebildet ist, in der verriegelten Position an dem Rastelement in Federrichtung des jeweiligen Rastelements anzuliegen. Alternativ weist das Blockierelement einen Abstand in Federrichtung zu dem jeweiligen Rastelement auf, der geringer ist als ein zum Entrasten zurückzulegender Federweg des Rastelements entlang der Federrichtung, wodurch das Rastelement in einer Entrastbewegung blockiert wird, sodass ein unbeabsichtigtes Entrasten nicht möglich ist.
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Vorteilhafterweise liegt das Blockierelement in der verriegelten Position an einem federnden, freien und von dem Buchsenelement wegweisenden Ende des jeweiligen Rastelements an bzw. ist von diesem mit dem Abstand beabstandet.
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Um die erste Verriegelungsvorrichtung zu blockieren und damit zu sichern, wenn diese korrekt verrastet ist, weist die zweite Verriegelungsvorrichtung erfindungsgemäß zumindest eine Anschlagsfläche auf, die orthogonal zu der Steckrichtung liegt. Die Anschlagsfläche ist ausgebildet, bei der Verschiebung der zweiten Verriegelungsvorrichtung von der entriegelten Position in die verriegelte Position gegen jeweils eine an dem zumindest einem Rastelelement ausgebildete Gegenanschlagsfläche anzustoßen und dadurch die Verschiebung in die verriegelte Position zu blockieren, wenn das jeweilige Rastelement nicht oder nicht vollständig in seiner mit dem Gegenrastelelement eingerasteten Position ist.
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Die erste Verriegelungsvorrichtung weist bei einer vorteilhaften Weitbildung zumindest drei, an dem Buchsenelement ausgebildete Rastelemente auf, die ferner vorzugsweise an verschiedenen Seiten des Buchsenelements ausgebildet sind, sodass auf die Verriegelungsvorrichtung wirkende Kräfte gleichmäßig auf verschiedene Seiten verteilt werden.
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Ferner sind das Steckelement und das Buchsenelement in einer zu der Steckrichtung orthogonalen Ebene im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. An zumindest drei, vorzugsweise außenliegenden Seiten des rechteckig ausgebildeten Buchsenelements ist jeweils zumindest ein Rastelelement ausgebildet, sodass die auf die Verriegelungsvorrichtung wirkenden Kräfte gleichmäßig verteilt werden.
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Die Linearführung, entlang der die zweite Verriegelungsvorrichtung verschiebbar ist, verläuft in Richtung der Steckrichtung oder orthogonal zu der Steckrichtung. Entlang der Linearführung ist die zweite Verriegelungsvorrichtung geführt und in ihre die erste Verriegelungsvorrichtung blockierende bzw. sicherende Position bringbar.
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Die zweite Verriegelungsvorrichtung weist bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform ein Endpositionsrastelement auf. Das Endpositionsrastelement ist in der verriegelten Position der zweiten Verriegelungsvorrichtung in ein an dem Steckelement oder dem Buchsenelement ausgebildetes Endpositionsgegenrastelement einrastbar. Dadurch ist die zweite Verriegelungsvorrichtung in ihrer verriegelten Position vor einem unbeabsichtigten entriegeln gesichert. Die Entrastrichtung des Endpositionsrastelements entspricht nicht der Entrastrichtung der Rastelemente der ersten Verriegelungsvorrichtung. Die Verschiebung der zweiten Verriegelungsvorrichtung verläuft ebenfalls nicht parallel zu der Entrastrichtung der Rastelemente der ersten Verriegelungsvorrichtungen oder der Entrastrichtung des Endpositionsrastelements. Dadurch, dass die Richtungen in denen die Rastelemente, das Endpositionsrastelement und die zweite Verriegelungsvorrichtung zum Entriegeln bewegt werden müssen sich voneinander unterscheiden, wird ein zufälliges Entriegeln bzw. Entrasten verhindert.
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Das Endpositionsrastelement ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsalternative durch eine vorbestimmte Kontur aus dem Endpositionsgegenrastelement durch eine Entrastkraft entrastbar ausgebildet, sodass die zweite Verriegelungsvorrichtung aus der verriegelten Position wieder in die entriegelte Position bewegbar ist.
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Die zweite Verriegelungsvorrichtung weist zumindest ein Freigabeelement auf, das die Verschiebung der zweiten Verriegelungsvorrichtung von der entriegelten Position in die verriegelte Position der zweiten Verriegelungsvorrichtung blockiert. Die Verschiebung wird blockiert, indem das Freigabeelement bei der Verschiebung gegen ein an dem Steckelement ausgebildetes Freigabegegenelement anstößt, solange bzw. wenn das Steckelement und das Buchsenelement nicht in dem ineinandergesteckten Zustand sind. Das Freigabeelement und das Endpositionsrastelement sind einteilig ausgebildet. Beim Einstecken des Steckelements in das Buchsenelement wird das Endpositionsrastelement von einer an dem Buchsenelement ausgebildeten schiefen Ebene ausgelenkt, sodass dadurch auch das Freigabeelement ausgelenkt wird und bei dem Verschieben der zweiten Verriegelungsvorrichtung nicht mehr an dem Freigabegegenelement anstößt, sodass die Verschiebung nicht mehr blockiert wird.
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Der Verschiebeweg, entlang dem die zweite Verriegelungsvorrichtung entlang der Linearführung verschiebbar ist, ist bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weniger als 20 % eines Steckweges in die Steckrichtung, entlang dem das Steckelement mit dem Buchsenelement in den ineinandergesteckten Zustand bringbar ist. Durch den kurzen Verschiebeweg, entlang dem die zweite Verriegelungsvorrichtung verschiebbar ist, ist die zweite Verriegelungsvorrichtung sehr kompakt und platzsparend ausbildbar, sodass auch bei geringem Montagebauraum das Steckelement in das Buchsenelement gesteckt und mit ihm durch die erste und zweite Verriegelungsvorrichtung miteinander verriegelbar bzw. aneinander fixierbar ist.
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Die zweite Verriegelungsvorrichtung kann U-förmig ausgebildet sein und das Steckelement auf drei Seiten umgeben, wobei die einzelnen Blockierelemente taschenförmig ausgebildet sein können, sodass sie das Rastelement der ersten Verriegelungsvorrichtung auf drei Seiten umgeben.
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Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbinders;
- 2 eine Schnittansicht des Steckverbinders mit der zweiten Verriegelungsvorrichtung in ihrer entriegelten Position;
- 3 eine Schnittansicht des Steckverbinders mit der zweiten Verriegelungsvorrichtung in ihrer verriegelten Position.
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Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
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1 zeigt den Steckverbinder mit dem Steckelement 1 und dem Buchsenelement 2. Das Steckelement 1 ist in Steckrichtung X in das Buchsenelement 2 gesteckt, sodass eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten und Gegenkontakten des Steckelements 1 und des Buchsenelements 2 hergestellt ist. Beim Einstecken schieben sich die an dem Buchsenelement 2 ausgebildeten Rastelemente 21 auf und über das Gehäuse des Steckelements 1, wodurch diese in ihrer Federrichtung nach außen gedrückt werden. Ist das Steckelement 1 in seiner Endposition an dem Buchsenelement 2 angelangt, federn die Rastelemente 21 in ihre ursprüngliche Stellung zurück und hintergreifen dadurch die Gegenrastelemente 11, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Steckelements integral mit dem Gehäuse des Steckelements 1 ausgebildet sind und an einer dritten Seite als Gegenrasthaken.
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Die zweite Verriegelungsvorrichtung ist in der gezeigten Ausführungsform U-förmig das Gehäuse des Steckelements 1 umgreifend ausgebildet. Die zweite Verriegelungsvorrichtung ist durch die als Kunststoffzunge ausgebildete Linearführung 13 parallel zu der Steckrichtung X geführt, sodass sich die zwei taschenförmigen Blockierelemente 12' an den beiden gegenüberliegenden Seiten der zweiten Verriegelungsvorrichtung über die Rastelemente 21 schieben und ein Entrasten des Rastelemente 21 von den Gegenrastelementen 11 blockieren, wenn die zweite Verriegelungsvorrichtung in ihrer verriegelten Position ist.
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Wird die zweite Verriegelungsvorrichtung mit den Blockierelementen 12' in Richtung des Buchsenelements 2 geschoben, obwohl die Rastelemente 21 nicht in die Gegenrastelementen 11 eingerastet sind, stößt die aufgrund der Darstellung nicht sichtbare Anschlagsfläche an den Blockierelementen 12' gegen die Gegenanschlagsfläche 21', sodass von einem Bediener einfach erkannt werden kann, dass das Steckelement 1 nicht ordnungsgemäß an dem Buchsenelement 2 fixiert ist, da sich die zweite Verriegelungsvorrichtung nicht in die verriegelte Position bringen lässt.
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Die 2 und 3 zeigen jeweils einen oberen Teil des Steckelements 1 und des Buchsenelements 2. In beiden Figuren ist das Steckelement 1 entlang der Steckrichtung X in das Buchsenelement 2 eingesteckt dargestellt.
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Durch das Ineinanderstecken wird das Endpositionsrastelement 14 der zweiten Verriegelungsvorrichtung aus einer gestrichelt dargestellten nicht ausgelenkten Position entlang der von der Buchsenelement 2 ausgebildeten schiefen Ebene 24' ausgelenkt. Durch das Auslenken des Endpositionsrastelements 14 wird auch das Freigabeelement 15 der zweiten Verriegelungsvorrichtung ausgelenkt, sodass dieses nicht mehr mit dem Freigabegegenelement 16 überlappt. Dadurch kann die zweite Verriegelungsvorrichtung nur in Richtung des Buchsenelements 2 und in seine verriegelte Position geschoben werden, wenn das Steckelement 1 in das Buchsenelement 2 gesteckt ist, da ansonsten das Freigabeelement 15 an dem Freigabegegenelement 16 anstößt.
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In 3 ist die zweite Verriegelungsvorrichtung in seiner verriegelten Position dargestellt, in der das Endpositionsrastelement 14 durch das Verschieben in Richtung der Steckrichtung X in das Endpositionsgegenrastelement 24 eingerastet ist. Die Zunge, an welcher das Endpositionsrastelement 14 ausgebildet ist, wird in ihre zu der Steckrichtung X orthogonalen Querrichtung in Richtung des Freigabeelements 15 breiter, sodass der Entrastweg des Rastelements 21 blockiert ist, wenn das Endpositionsrastelement 14 in das Endpositionsgegenrastelement 24 eingerastet ist. Dadurch bildet die Zunge, an deren zu dem Buchsenelement 2 weisenden Ende das Endpositionsrastelement 14 ausgebildet ist, integral das Endpositionsrastelement 14, das Blockierelement 12 und das Freigabeelement 15 aus.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise könnte die zweite Verriegelungsvorrichtung so ausgebildet sein, dass sie in der entriegelten Position ein Gehäuse des Steckelements ergänzt, sodass Steckelement mit der zweiten Verriegelungsvorrichtung zumindest in Steckrichtung einen ebensogroßen Bauraumbedarf hat, als das Steckelement ohne die zweite Verriegelungsvorrichtung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckelement
- 2
- Buchsenelement
- 11
- Gegenrastelement
- 12,
- Blockierelement
- 12'
- Blockierelement
- 13
- Linearführung
- 14
- Endpositionsrastelement
- 15
- Freigabeelement
- 16
- Freigabegegenelement
- 21
- Rastelement
- 21'
- Gegenanschlagsfläche
- 24
- Endpositionsgegenrastelement
- 24'
- Ebene
- X
- Steckrichtung
