DE102018207087A1

DE102018207087A1 - Antriebselement mit Überlastkupplung für einen elektrischen Stecker mit Antrieb sowie elektrischer Stecker mit einem solchen Antriebselement

Info

Publication number: DE102018207087A1
Application number: DE102018207087.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Listing; Dominik Heiss; Ralf Schwan; Thomas Müller; Michael Schecker
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2018-05-07
Publication date: 2019-11-07
Also published as: US20190341726A1; US10910775B2; EP3567277A1; JP7446720B2; EP3567277B1; CN110454562A; JP2019204778A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker (1) mit einem angetriebenen Element (4) und einem das angetriebene Element antreibenden Antrieb (2) und einem Antriebselement (8) zwischen dem Antrieb und dem angetriebenen Element sowie ein Antriebselement für einen solchen elektrischen Stecker. Bei dem elektrischen Stecker kann es sich beispielsweise um einen Ladestecker für ein Elektrofahrzeug handeln. In einem solchen Fall ist das angetriebene Element ein Verriegelungsbolzen, der von einem Elektromotor als Antrieb bewegt wird. Das Antriebselement (8) ist Teil eines Getriebes (10) und weist einen Zahnkranz (16) auf. Um die Lebensdauer des elektrischen Steckers (1) zu erhöhen, ist erfindungsgemäß im Antriebselement zwischen dem Zahnkranz und einer Nabe (30) des Antriebselements eine Überlastkupplung (14) integriert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebselement für einen elektrischen Stecker, wobei das Antriebselement einen Zahnkranz aufweist, und einen elektrischen Stecker mit einem solchen Antriebselement.
Derartige Antriebselemente werden beispielsweise im Stand der Technik bei Ladesteckern, insbesondere Ladebuchsen für Elektrofahrzeuge verwendet. Die Ladestecker werden zum Laden des Elektrofahrzeugs durch einen verfahrbaren Bolzen verriegelt. Zum Verfahren des Bolzens ist ein Antrieb, beispielsweise in Form eines Elektromotors, vorgesehen. Zwischen dem Antrieb und dem Bolzen befindet sich das Antriebselement, meist ein Zahnrad als Teil eines Getriebes.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Lebensdauer derartiger Stecker höchsten Anforderungen noch nicht genügt. Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Antriebselement bzw. einen elektrischen Stecker mit erhöhter Lebensdauer zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das eingangs genannte Antriebselement dadurch gelöst, dass das Antriebselement zwischen dem Zahnkranz und einer Nabe eine Überlastkupplung aufweist.
Für einen elektrischen Stecker mit einem angetriebenen Element, beispielsweise einen Verriegelungsbolzen, und einem das angetriebene Element antreibenden Antrieb wird diese Aufgabe durch ein derartiges Antriebselement gelöst, das sich zwischen dem Antrieb und dem angetriebenen Element befindet.
Durch die Verwendung einer solchen Überlastkupplung lässt sich überraschend die Lebensdauer des Steckers verlängern. Durch die Überlastkupplung scheinen die Auswirkungen der Beschleunigung und des Abbremsens auf die Lebensdauer des Antriebselements abgemildert zu werden. Insbesondere ein Ausfall des Antriebselements bzw. des gesamten elektrischen Steckers aufgrund eines Zahnbruches kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme erfolgreich verhindert werden.
Im Folgenden sind jeweils für sich vorteilhafte und die Erfindung unabhängig voneinander weiterbildende Merkmale genauer beschrieben. Die nachstehenden Merkmale können beliebig miteinander kombiniert werden.
So kann in einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Überlastkupplung axial nicht über den Zahnkranz überstehen. Dies bedeutet, dass das Antriebselement mit Überlastkupplung den gleichen Bauraum einnimmt wie ein herkömmliches Antriebselement ohne Überlastkupplung. Folglich kann bei dieser Ausgestaltung ohne bauliche Veränderung des elektrischen Steckers ein Antriebselement mit Überlastkupplung anstelle des herkömmlichen Antriebselements ohne Überlastkupplung verwendet werden.
Bevorzugt ist der Zahnkranz ein außenverzahnter Zahnkranz, was den Auf- und Zusammenbau eines Getriebes des elektrischen Steckers erleichtert.
Insbesondere ist das Antriebselement ein Spritzgussteil bevorzugt aus Kunststoff, so dass es sich kostengünstig, mit geringen Toleranzen in hohen Stückzahlen fertigen lässt.
In das Antriebselement kann ein bevorzugt koaxiales Ritzel monolithisch integriert sein. Das Ritzel ragt gemäß einer Ausgestaltung axial vom Zahnkranz vor bzw. ist gegenüber dem Zahnkranz axial versetzt, so dass das Antriebselement als Teil eines Getriebes verwendet werden kann.
Zwischen dem Ritzel und der Überlastkupplung kann sich ein bevorzugt ebenfalls axial vom Zahnkranz vorspringender Wellenabschnitt befinden. In einer anderen Ausgestaltung kann ein derartiger Wellenabschnitt fehlen und das Ritzel sich unmittelbar in axialer Richtung an den Zahnkranz anschließen oder auch die Nabe bilden, ohne dass in axialer Richtung ein Abstand zwischen Ritzel und Zahnkranz besteht. Bevorzugt weist das Ritzel eine geringere Zähnezahl bzw. einen geringeren Durchmesser auf als der Zahnkranz.
Ferner können mit der Nabe des Antriebselements axial vorspringende Achsstummel zur drehbaren Lagerung des Antriebselements im elektrischen Stecker monolithisch ausgebildet sein.
Ritzel, Wellenabschnitt und/oder Achsstummel stellen bevorzugt axiale Fortsetzungen der Nabe dar.
Die Überlastkupplung ist bevorzugt als eine Rutschkupplung bzw. Rutschnabe und insbesondere als eine Reibkupplung ausgestaltet, bei der ein Drehmoment zwischen Nabe und Zahnkranz über einen Reibschluss übertragen wird. Eine derartig ausgestaltete Kupplung ist einfach und kostengünstig zu fertigen.
Die Überlastkupplung kann eine radial nach innen oder außen gerichtete bevorzugt kreisringförmige Reibfläche aufweisen. Die Reibfläche kann insbesondere einen zahnkranzseitigen Teil der Überlastkupplung bilden. Die Reibfläche ist bevorzugt koaxial bzw. konzentrisch zu einer Drehachse des Zahnkranzes ausgerichtet.
Die Überlastkupplung weist bevorzugt ein vorbestimmtes Überlast- bzw. Durchrutschmoment auf, so dass sie als Drehmomentbegrenzer wirkt. Ist das Durchrutschmoment noch nicht erreicht, bildet die Überlastkupplung eine drehstarre Verbindung zwischen der Nabe und dem Zahnkranz. Ist das Durchrutschmoment überschritten, rutscht die Überlastkupplung durch und es wird nur noch ein Restmoment übertragen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann in den Zahnkranz ein separates Nabenteil eingesetzt sein, das in Umfangsrichtung reibschlüssig im Zahnkranz gehalten und Teil der Überlastkupplung ist. Insbesondere kann das Nabenteil sich an der Reibfläche des Zahnkranzes in radialer Richtung reibschlüssig abstützen. Das Nabenteil bildet dabei bevorzugt die Nabe des Antriebselements monolithisch aus.
Um das Nabenteil unverlierbar mit dem Zahnkranz zu verbinden, kann das Nabenteil in axialer Richtung formschlüssig im Zahnkranz gehalten sein.
Das Antriebselement kann einfach zusammengesetzt werden, wenn das Nabenteil im Zahnkranz axial verrastet, beispielsweise eingeklipst, ist. Somit muss zum Zusammensetzen des Antriebselements das Nabenteil lediglich in axialer Richtung in den Zahnkranz gedrückt werden. Bevorzugt besteht das Antriebselement lediglich aus dem Nabenteil und aus dem Zahnkranz, so dass zur Herstellung des Antriebselements lediglich diese beiden Elemente zusammenzufügen sind.
Ein axialer Formschluss lässt sich beispielsweise durch axial sperrende bzw. axial verrastende Formschlusselemente erreichen, die in Umfangsrichtung relativ zu einander beweglich sind. Beispielsweise kann die Überlastkupplung zur Verrastung zumindest einen, sich wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckenden, radial vorspringenden Vorsprung, beispielsweise einen Grat oder eine Rippe, und eine zum Vorsprung komplementäre, den Vorsprung aufnehmende Ausnehmung beinhalten. Der Vorsprung kann, je nach Ausgestaltung, in radialer Richtung nach innen oder nach außen vorspringen. Entsprechend kann die komplementäre Ausnehmung in radialer Richtung nach außen oder nach innen zurückspringen. Die Ausnehmung erstreckt sich bevorzugt durchgängig in Umfangsrichtung, so dass der Vorsprung in der Ausnehmung in Umfangsrichtung beim Durchrutschen der Kupplung vollständig um die Drehachse des Antriebselements umlaufen kann.
In einer Variante der oben dargestellten Ausgestaltung kann die kreisringförmige Reibfläche auch am Nabenteil angeordnet sein.
Die Überlastkupplung weist bevorzugt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten radialelastischen Federelementen auf, die bei zusammengefügtem Antriebselement gegen eine radial gegenüberliegende Reibfläche drücken. Durch die Federelemente wird der drehmomentübertragende Reibschluss der Überlastkupplung erzeugt.
In einer Variante können die radialelastischen Federelemente am Nabenteil und die radialgegenüberliegende Reibfläche am Zahnkranz angeordnet sein. Alternativ können die radialelastischen Reibelemente auch am Zahnkranz und die radial gegenüberliegende Reibfläche am Nabenteil angeordnet sein. Die Reibfläche ist bevorzugt, wie bereits oben ausgeführt, kreisringförmig. Um eine möglichst große Reibfläche für den Reibschluss nutzen zu können, ist die Anordnung der Federelemente am Nabenteil vorteilhafter, da die Reibfläche so in radialer Richtung weiter außen zu liegen kommt.
Eine einfache Ausgestaltung mit hoher Lebensdauer lässt sich erreichen, wenn wenigstens ein Federelement einen sich gekrümmt in Umfangsrichtung erstreckenden, insbesondere blattfederartigen Abschnitt aufweist. Der bogenförmige bzw. gekrümmte Abschnitt ist zur Erzeugung des Reibschlusses bei fertig montiertem Antriebselement gegen die Reibfläche gedrückt. Ein solches Federelement ist zudem einfach aufgebaut und entsprechend einfach zu fertigen. Insbesondere kann ein solches Federelement auch in einem Spritzgussverfahren monolithisch mit dem Nabenteil oder dem Zahnkranz ausgeformt werden.
Befindet sich das Federelement in radialer Richtung innerhalb der Reibfläche, so ist der bogenförmige Abschnitt bevorzugt stärker gekrümmt als die dem Federelement radial gegenüberliegende Reibfläche. Befindet sich das Federelement in radialer Richtung außerhalb des Nabenteils, so ist der bogenförmige Abschnitt bevorzugt weniger stark gekrümmt als die dem Federelement gegenüberliegende Reibfläche.
Um Material zu sparen und die Elastizität zu erhöhen, kann der bogenförmige Abschnitt über wenigstens eine Speiche mit dem übrigen Nabenteil oder dem übrigen Zahnkranz verbunden sein.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der gekrümmte Abschnitt von einem bandförmigen Element gebildet sein, das bei fertig montiertem Antriebselement in einem Abschnitt zwischen seinen beiden Enden gegen die Reibfläche gedrückt ist. Das bandförmige Element wirkt bei einer derartigen Ausgestaltung als eine Blattfeder, die in radialer Richtung ausgelenkt ist und den Reibschluss erzeugt.
Das bandförmige Element weist bevorzugt in axialer Richtung eine Tiefe auf, die größer ist als seine Materialstärke in radialer Richtung bzw. in Richtung senkrecht zur axialen Richtung.
Der bandförmige Abschnitt kann an wenigstens einem Ende mit der Nabe oder dem Zahnkranz verbunden sein und dort einen Fußpunkt bilden. Am Fußpunkt kann sich der bandförmige Abschnitt von der Nabe bzw. vom Zahnkranz in radialer Richtung weg erstrecken. An seinem anderen Ende kann der bandförmige Abschnitt in radialer Richtung zur Nabe bzw. zum Zahnkranz zurückgekrümmt sein. Das andere Ende kann ein freies Ende sein oder ebenfalls mit der Nabe bzw. dem Zahnkranz verbunden sein und somit einen zweiten Fußpunkt bilden. Durch die Krümmung wird einerseits erreicht, dass sich das Federelement an die Reibfläche schmiegt und andererseits auf konstruktive Weise eine radiale Elastizität erreicht.
Zwischen einem Fußpunkt wenigstens eines Federelements und dem an der dem Federelemente gegenüberliegenden Reibfläche anliegenden Abschnitt des Federelements kann sich wenigstens ein geknickter oder stärker gekrümmter Bereich befinden. Im geknickten oder stärker gekrümmten Bereich kann beispielsweise die Verformung des Federelements konzentriert sein.
Bevorzugt ist das wenigstens eine Federelement schlaufenförmig ausgestaltet. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Federelement zwei Fußpunkte an der Nabe (oder alternativ dem Zahnkranz) aufweist, die das Ende der Schlaufe binden und an denen das Federelement mit der Nabe (oder alternativ dem Zahnkranz) verbunden ist.
Wenn das wenigstens eine Federelement Teil des Nabenteils ist, so erstreckt sich die Schlaufe bevorzugt radial auswärts, also weg von der Drehachse des Antriebselements. Der oder die Fußpunkte des Federelements befinden sich an der Nabe. Befindet sich dagegen das wenigstens eine Federelement am Zahnkranz, so erstreckt sich die Schlaufe bevorzugt radial nach innen und die Fußpunkte befinden sich am Zahnkranz.
Die beiden Fußpunkte einer Schlaufe sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung in Umfangsrichtung weiter voneinander beabstandet als die benachbarten Fußpunkte zweier in Umfangsrichtung aufeinanderfolgender Schlaufen. Durch einen großen Abstand zwischen zwei Fußpunkten einer Schlaufe lassen sich große Spannweiten erreichen, so dass das Federelement zur Erzeugung hoher Reibung flächig auf der Reibfläche anliegt und gleichzeitig ausreichend elastisch ist.
In einer besonderen Ausgestaltung einer Schlaufe kann diese wenigstens im unverformten oder wenigstens im verformten Zustand in einer axialen Ansicht linsenförmig oder elliptisch sein, wobei ein Bereich mit geringerer Krümmung an der Reibfläche anliegt. Die Linsen- oder Ellipsenform führt somit zu einer großflächigeren Auflage als beispielsweise eine kreisförmige Schlaufe. Wird allerdings der Nachteil einer geringeren Auflagefläche zwischen Federelement und Reibfläche in Kauf genommen, so ist auch eine kreisförmige Ausgestaltung der Schlaufe möglich.
Die schlaufenförmige Ausgestaltung des Federelements lässt sich auf besonders einfache Weise spritzgießen. Eine Teilung der Spritzgussform kann bei einer solchen Ausgestaltung zwischen einem am Nabenteil angeformten Ritzel und der Schlaufe oder aber in der Schlaufe selbst liegen. Beispielsweise kann zwischen Ritzel und Schlaufe ein umlaufender Absatz angeordnet sein. Die Innenkontur der Schlaufe kann sich von der Nabe in axialer Richtung etwas in Richtung des Ritzels fortsetzen, um den Wellenabschnitt zwischen Ritzel und Nabe zu bilden.
Beim elektrischen Stecker ist bevorzugt ein Anschlag vorhanden, wobei das angetriebene Element in wenigstens einer Endposition gegen den Anschlag gefahren ist. Gerade die Kombination eines derartigen mechanischen Anschlages mit der Überlastkupplung im Antriebselement führt zu einer im Vergleich zum Stand der Technik erheblich erhöhten Lebensdauer.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch näher erläutert. Für Elemente, die einander hinsichtlich Funktion und/oder Aufbau entsprechen, sind in den Figuren jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
Zu beachten ist, dass nach Maßgabe der obigen Ausführungen die Merkmalskombination der beschriebenen Ausführungsform abgeändert werden kann. Beispielsweise kann auf ein dargestelltes und/oder beschriebenes Merkmal der Ausführungsform verzichtet werden, wenn es auf den technischen Effekt dieses Merkmals bei einer bestimmten Anwendung nicht ankommen sollte. Umgekehrt kann der beschriebenen Ausführungsform ein weiteres, oben beschriebenes Merkmal hinzugefügt werden, wenn der technische Effekt dieses Merkmals für eine bestimmte Anwendung von Vorteil ist.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Steckers mit einem erfindungsgemäßen Antriebselement;
2 eine schematische, perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebselements;
3 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebselements im zusammengesetzten Zustand.

1 zeigt einen elektrischen Stecker 1, wie er beispielsweise als Ladebuchse für Elektrofahrzeuge verwendet wird. Der elektrische Stecker 1 weist einen Antrieb 2, beispielsweise einen Elektromotor, und ein angetriebenes Element 4, beispielsweise einen Verriegelungsbolzen 6, auf. Zwischen dem Antrieb 2 und dem angetriebenen Element 4 befindet sich ein Antriebselement 8, das insbesondere als ein Zahnrad ausgestaltet ist und Teil eines Getriebes 10 sein kann. Der elektrische Stecker 1 kann ferner wenigstens einen vorzugsweise mechanischen Anschlag 12 aufweisen, gegen das angetriebene Element 4 in einer vollständig ausgefahrenen (in 1 dargestellt) oder einer vollständig eingezogenen Position gefahren ist.
Wie im Folgenden mit Bezug auf die 2 näher erläutert ist, weist das Antriebselement 8 eine Überlastkupplung 14 zwischen einem Zahnkranz 16 und einer Nabe 18 auf. Die Überlastkupplung 14 ragt in axialer Richtung 20 nicht über den Zahnkranz 16 hinaus. Die Überlastkupplung begrenzt das zwischen der Nabe 30 und dem Zahnkranz 16 maximal übertragene Drehmoment auf ein vorbestimmtes Drehmoment.
Die Überlastkupplung kann insbesondere als Rutschkupplung ausgebildet sein, die ab einem vorbestimmten Durchrutschmoment durchrutscht. Ist das Durchrutschmoment noch nicht erreicht, sind Nabe und Zahnkranz drehstarr untereinander verbunden. Bei Überschreiten des Durchrutschmoments drehen sich Nabe und Zahnkranz relativ zueinander, die Überlastkupplung rutscht durch und die Überlastkupplung überträgt nur noch ein verringertes Restmoment. Die Überlastkupplung wirkt also als Drehmomentbegrenzer.
Das Antriebselement 8 kann ferner noch ein Ritzel 22 aufweisen, das bevorzugt koaxial zum Zahnkranz 16 ausgerichtet und in axialer Richtung relativ zum Zahnkranz 16 versetzt ist. Zwischen der Nabe 18 und dem Ritzel 22 kann sich ein Wellenabschnitt 24 befinden, der bevorzugt unverzahnt ist.
Das Antriebselement 8 ist im Folgenden mit Bezug auf die 2 und 3 hinsichtlich Aufbau und Funktion näher erläutert. Bevorzugt besteht das Antriebselement 8 lediglich aus zwei Teilen, nämlich einem den Zahnkranz 16 bildenden Zahnkranzteil 26, und einem Nabenteil 28, das die Nabe 30 des Antriebselements 8 bildet. Bevorzugt sind das Zahnkranzteil 26 und das Nabenteil 28 Spritzgussteile und aus Kunststoff gefertigt. Das Zahnkranzteil 26 und das Nabenteil 28 bilden zusammen die Überlastkupplung 14.
Zum Zusammenbau des Antriebselements 8 wird das Nabenteil 28 in axialer Richtung 20 in das Zahnkranzteil 26 eingesetzt. In axialer Richtung ist das Nabenteil 28 durch einen axial sperrenden Formschluss im Zahnkranzteil 26 unverlierbar gehalten. In Umfangsrichtung 32 um die axiale Richtung 20 bzw. die Drehachse 34 des Antriebselements 8 ist das Nabenteil 28 bevorzugt lediglich reibschlüssig im Zahnkranzteil 26 gehalten. Aus der reibschlüssigen Halterung ergibt sich eine auf Reibung basierende Überlastkupplung.
Um den Zusammenbau des Nabenteils 28 mit dem Zahnkranzteil 26 zu vereinfachen, ist das Nabenteil 28 in axialer Richtung 20 im Zahnkranzteil 26 verrastet bzw. in das Zahnkranzteil 26 eingeklipst.
Die Formschlusselemente 36, die eine axiale Sicherung des Nabenteils 28 im Zahnkranzteil 26 bewirken, können beispielsweise wenigstens eine zum Zahnkranz konzentrische, in Umfangsrichtung verlaufende, radial vorspringende Rippe 38 und wenigstens eine zur Rippe 38 komplementär ausgestaltete, in Umfangsrichtung 32 durchgängige, nutförmige Ausnehmung 40 beinhalten. Die Ausnehmung 40 ist bevorzugt konzentrisch zum Zahnkranz. Im zusammengesetzten Zustand ist die wenigstens eine Rippe 38 in der wenigstens einen Aufnahme 40 aufgenommen.
Die Formschlusselemente 36 dienen somit nicht nur der axialen Sicherung sondern auch der Führung in Umfangsrichtung, um die Ebene, in der bei durchrutschender Kupplung eine Relativdrehung zwischen dem Zahnkranzteil 26 und dem Nabenteil 28 möglich ist, festzulegen.
Anstelle der in 2 dargestellten Ausgestaltung mit einer einzigen durchgängigen Rippe können selbstverständlich auch mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Rippen vorgesehen sein. Außerdem kann anstelle einer einzigen Rippe beispielsweise eine in Umfangsrichtung verlaufende Riffelung bzw. eine Mehrzahl von in axialer Richtung nebeneinander angeordneten, ringförmig ausgerichteten Vorsprüngen sowohl am Nabenteil 28 als auch am Zahnkranzteil 26 vorhanden sein, wobei bei einer solchen Ausgestaltung die Riffelungen von Nabenteil 28 und Zahnkranzteil 26 in axialer Richtung 20 miteinander verzahnt sind.
Die Rippe 38 ist in 2 zwar am Zahnkranzteil 26 ausgeformt. Sie kann jedoch in einer Variante auch am Nabenteil 28 ausgebildet sein, so dass sich dann die Ausnehmung 40 entsprechend am Zahnkranzteil 26 befindet.
Die Überlastkupplung 14 weist eine zahnkranzteilseitige Reibfläche 42 und eine nabenteilseitige Reibfläche 44 auf. Eine der beiden Reibflächen 42, 44, hier die nabenteilseitige Reibfläche 44, muss in Umfangsrichtung 32 nicht durchgängig sein, sondern kann auf mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Teilflächen 46 aufgeteilt sein.
Bei zusammengesetztem Antriebselement sind die Reibflächen 42, 44 gegeneinander gedrückt, um den zur Übertragung eines Antriebsmoments vom Antrieb 2 zum angetriebenen Element 4 (1) zu ermöglichen.
Um den Reibschluss herzustellen, weist die Überlastkupplung 14 wenigstens ein radialelastisches Federelement 48 auf, das bei in das Zahnkranzteil 26 eingesetztem Nabenteil 28 in radialer Richtung elastisch verformt ist und die eine Reibfläche gegen die andere Reibfläche drückt, um einen Reibschluss zwischen dem Nabenteil 28 und dem Zahnkranzteil 26 zu erzeugen. Bevorzugt weist die Überlastkupplung 14 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung 32 bevorzugt äquigonal voneinander beabstandeten radialelastischen Federelementen 48 auf, die gegen die radial gegenüberliegende Reibfläche, hier 42, drücken.
Lediglich zu Beispielzwecken sind die Federelemente 48 bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel am Nabenteil 28 ausgeformt. Sie können in einer nicht dargestellten Variante auch am Zahnkranzteil 26 ausgeformt sein. In diesem Fall würde sich die kreisringförmige Reibfläche 42 nicht wie in 2 am Zahnkranzteil 26 sondern am Nabenteil 28 befinden. Insbesondere könnte die kreisringförmige Reibfläche 42 direkt von der Nabe 30 gebildet sein, die dann im Zahnkranzteil 26 eingeklipst wird.
Ebenfalls sind lediglich zu Beispielzwecken in 2 drei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Federelemente 48 gezeigt. Die Anzahl ist beliebig, bevorzugt sind jedoch zwischen zwei und sechs Federelemente 48.
Ein Federelement 48 weist einen sich gekrümmt in Umfangsrichtung 32 erstreckenden, insbesondere blattfederartigen Abschnitt 50 auf. Der Abschnitt 50 schmiegt sich zumindest im Bereich der Reibfläche 44 an die gegenüberliegende Reibfläche 42, um eine möglichst große Auflagefläche zu schaffen. Befindet sich das Federelement 48 radial innerhalb der gegenüberliegenden Reibfläche, so weist der Abschnitt 50 bevorzugt eine stärkere Krümmung auf als die ihm gegenüberliegende Reibfläche 42.
Der bogenförmige Abschnitt 50 kann über wenigstens eine Speiche 52 mit der Nabe 30 - oder bei am Zahnkranzteil 26 angeordneten Federelement 48 mit dem Zahnkranzteil 26 - verbunden sein. Sind zwei Speichen 52 bei einem Federelement 48 vorhanden, so kann ein Federelement 48 eine in radialer Richtung vorspringende Schlaufe 54 bilden. Die Schlaufe kann in einer axialen Ansicht linsen- oder ellipsenförmig, aber auch kreisförmig ausgestaltet sein. Zusammen mit der Nabe 30 bildet die Schlaufe 54 einen in radialer Richtung geschlossenen und axial offenen Durchlass 56.
Das Federelement 48 weist wenigstens einen Fußpunkt 58 auf, an dem es mit dem Zahnkranzteil 26 oder dem Nabenteil 28 verbunden ist, je nach dem, ob die Schlaufe vom Zahnkranzteil 26 oder Nabenteil 28 gebildet ist.
Bildet das Federelemente 48 zusammen mit der Nabe 18 eine Schlaufe 54, so weist das Federelemente zwei Fußpunkte 58 auf. Die beiden Fußpunkte 58 einer Schlaufe sind dabei weiter in Umfangsrichtung 32 voneinander beabstandet als die beiden benachbarten Fußpunkte 58 zweier in Umfangsrichtung 32 aufeinanderfolgender Federelemente 48 bzw. Schlaufe 54.
Im Bereich zwischen einem Fußpunkt 58 eines Federelements 48 und dem an der gegenüberliegenden Reibfläche 42 anliegenden Abschnitt des Federelements 48, also der Reibfläche 44, kann sich wenigstens ein geknickter oder stärker gekrümmter Bereich 60 befinden.
Der gekrümmte Abschnitt 50, die wenigstens eine Speiche 52 und/oder die Schlaufe 54 können von einem bandförmigen Abschnitt 62 des Nabenteils 28 oder Zahnkranzteil 26 gebildet sein. Eine Tiefe 64 des den bandförmigen Abschnitt 62 bildenden Bandes 66 ist dabei größer, beispielsweise um mehr als das zwei- oder dreifache, als eine Materialstärke 68 des Bandes 66 senkrecht zur Tiefe 64.
Das radial federnde Band 66 erstreckt sich zunächst von einem Fußpunkt 58 in radialer Richtung, wobei auch eine Komponente in Umfangsrichtung 32 vorhanden sein kann, weg. Dieser Bereich bildet eine Speiche 52. An seinem anderen Ende kann es in radialer Richtung zurückgekrümmt sein. Das andere Ende kann ein freies Ende sein, oder, wie dargestellt, in einem weiteren Fußpunkt 58 enden.
Um eine einfache Fertigung im Spritzgussverfahren zu ermöglichen, kann sich am Nabenteil 28 ein Teil der Kontur des Durchlasses 56 in axialer Richtung 20 über die axiale Tiefe 70 des Zahnkranzes 26, die bevorzugt der Tiefe 64 des Bandes 66 entspricht, hinaus erstrecken und in einem Absatz 72 enden, der sich zwischen der Nabe 30 und dem Ritzel 22 befindet. Der vorzugsweise durchgängig umlaufende Absatz 72 kann eine Teilungsebene des Spritzgusswerkzeuges darstellen.
Das Nabenteil 26 weist schließlich noch zwei axial vorspringende Achsstummel 74 auf, um das Antriebselement 8 im elektrischen Stecker 1 drehbar lagern zu können.
Bezugszeichenliste

1: elektrischer Stecker
2: Antrieb
4: angetriebenes Element
6: Verriegelungsbolzen
8: Antriebselement
10: Getriebe
12: Anschlag
14: Überlastkupplung
16: Zahnkranz
18: Nabe
20: axiale Richtung
22: Ritzel
24: Wellenabschnitt
26: Zahnkranzteil
28: Nabenteil
30: Nabe
32: Umfangsrichtung
34: Drehachse
36: Formschlusselemente
38: Rippe oder Vorsprung
40: Ausnehmung
42: zahnkranzteilseitige Reibfläche
44: nabenteilseitige Reibfläche
46: Teilfläche von 44
48: Federelement
50: gekrümmter Abschnitt des Federelements
52: Speiche
54: Schlaufe
56: Durchlass
58: Fußpunkt
60: stärker gekrümmter oder geknickter Bereich
62: bandförmiger Abschnitt
64: Tiefe des Bandes
66: Band
68: Materialstärke des Bandes
70: Tiefe des Zahnkranzteils
72: Absatz
74: Achsstummel

Claims

Antriebselement (8) für einen elektrischen Stecker, wobei das Antriebselement (8) einen Zahnkranz (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (8) zwischen dem Zahnkranz (16) und einer Nabe (30) eine Überlastkupplung (14) aufweist.
Antriebselement (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (14) axial nicht über den Zahnkranz übersteht.
Antriebselement (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (16) Teil eines Zahnkranzteils (26) ist, in das ein Nabenteil (28) eingesetzt ist, und dass das Nabenteil (28) in Umfangsrichtung (32) reibschlüssig im Zahnkranzteil (26) gehalten ist.
Antriebselement (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnkranzteil (26) oder das Nabenteil (28) eine radial nach innen gerichtete, kreisförmige Reibfläche (42) aufweist, die Teil der Überlastkupplung (14) ist.
Antriebselement (8) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nabenteil (28) in axialer Richtung (20) formschlüssig im Zahnkranzteil (26) gehalten ist.
Antriebselement (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Nabenteil (28) im Zahnkranzteil (26) axial verrastet ist.
Antriebselement (8) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (14) zur formschlüssigen Verbindung von Nabenteil (28) und Zahnkranzteil (26) zumindest einen radial vorspringenden Vorsprung und eine zum Vorsprung komplementäre Ausnehmung (40), in der bei zusammengesetztem Antriebselement (8) der Vorsprung in Umfangsrichtung (32) verschieblich und in axialer Richtung fixiert aufgenommen ist, aufweist.
Antriebselement (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (14) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung (32) voneinander beabstandeten, radialelastischen Federelementen (48) aufweist, die gegen eine radial gegenüberliegende Reibfläche (42, 44) drücken.
Antriebselement (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Federelement (48) einen sich gekrümmt in Umfangsrichtung (32) erstreckenden Abschnitt (50) aufweist, der an der radial gegenüberliegenden Reibfläche (42, 44) anliegt.
Antriebselement (8) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Abschnitt (50) von einem blattfederförmigen Band (66) gebildet ist, das in einem Abschnitt zwischen seinen beiden Enden (58) gegen die radial gegenüberliegende Reibfläche (42, 44) gedrückt ist.
Antriebselement (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Federelement (48) von einem zahnkranzteilseitigen oder nabenteilseitigen Fußpunkt (58) radial weg erstreckt und zwischen dem Fußpunkt und einem an der radial gegenüberliegenden Reibfläche (42, 44) anliegenden Abschnitt des Federelements (48) wenigstens ein geknickter oder stärker gekrümmter Bereich (60) befindet.
Antriebselement (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Federelemente (48) eine Schlaufe (54) bildet.
Antriebselement (8) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schlaufe (54) wenigstens im unverformten oder wenigstens im verformten Zustand in einer axialen Ansicht linsenförmig, elliptisch oder kreisförmig ist.
Antriebselement (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile des Antriebselements spritzgegossen sind.
Elektrischer Stecker (1) mit einem angetriebenen Element (4) und einem das angetriebene Element antreibenden Antrieb (2), gekennzeichnet durch ein Antriebselement (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zwischen dem Antrieb (2) und dem angetriebenen Element (4).