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Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsmechanik für eine Steckverbindung und insbesondere für eine schwere Industriesteckverbindung. Die Erfindung betrifft dabei außerdem insbesondere einen mit einer derartigen Verriegelungsmechanik versehenen Steckverbinder.
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Um eine sichere Verbindung von einem Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder zu gewährleisten, wird eine mechanische Verriegelung benötigt. Dadurch wird die Steckverbindung vor ungewolltem Öffnen geschützt. In der Regel werden Industriesteckverbinder mithilfe von außen am Gehäuse angebrachten Verriegelungsbügeln miteinander verriegelt.
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Stand der Technik
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Außen am Gehäuse der Steckverbinder angebrachte Verriegelungsvorrichtungen können unter Umständen beim Herabfallen eines Steckverbinders oder durch Umwelteinflüsse beschädigt werden. Daher sind auch Steckverbinder mit einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Verriegelungsvorrichtung bekannt.
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Die
DE 10 2008 060 561 B4 zeigt beispielsweise einen Steckverbinder mit einer innenliegenden Verriegelungsvorrichtung. Dabei ist auf der Innenseite eines Steckers ein Federblech angeordnet, das zur Verrastung mit einer auf der Innenseite eines Gegensteckers angeordneten Rastnase vorgesehen ist. Auf der Außenseite des Steckers ist ein Druckknopf angeordnet, der durch die Wand des Steckers ragt und auf das Federblech so einwirkt, dass die Verrastung zur Rastnase gelöst werden kann.
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Derartige Verriegelungsvorrichtungen sind oft mechanisch sehr komplex aufgebaut und daher nur kostenintensiv herstellbar. Außerdem können derartige mechanische Lösung nicht elektronisch gesteuert werden.
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Aus der
DE 10 2017 118 751 B4 ist ein System aus zwei miteinander reversibel verriegelbaren Steckverbindermodulen bekannt, die jeweils in einen Halterahmen eines Industriesteckverbinders integriert und gegenüberstehend angeordnet sind. Eines der Steckverbindermodule weist ein Verriegelungsmittel auf, das mittels einer Nockenwelle bereitgestellt ist und von einem Elektromotor angetrieben wird.
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Mittels einer Steuerung des Elektromotors für dessen Antrieb der Nockenwelle kann ein verriegelnder und ein entriegelnder Zustand des Systems ferngesteuert und insbesondere auch automatisiert bereitgestellt werden. Nachteilhaft hierbei ist, dass die Bereitstellung der Verriegelung nicht durch den Steckvorgang selbst automatisch erfolgt, sondern hierfür ein Steuerungssignal notwendig ist.
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Die Mechanik des aus der
DE 10 2017 118 751 B4 bekannten Systems ist außerdem äußerst filigran und dementsprechend sensibel und störanfällig. Außerdem wirken die von der Verriegelung ausgehenden Kräfte nachteilhaft auf den Halterahmen, der nicht auf ein notwendiges Ableiten der Kräfte zur Bereitstellung einer hinreichenden Dichtwirkung durch Verpressung einer Dichtung des Steckverbinders ausgelegt ist. Eine hinreichende Dichtung muss daher weiterhin mittels außen angebrachter Verriegelungsbügel aufgebracht werden. Hierbei wird beim Lösen der Verriegelungsbügel außerdem die Dichtwirkung nachteilhaft auch bei verriegeltem System aufgehoben.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine besonders robuste Verriegelungsmechanik für eine Steckverbindung bereitzustellen, die beim Stecken automatisch und selbstständig verriegelt und zudem ferngesteuert entriegelbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale 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 insbesondere eine Verriegelungsmechanik für eine Steckverbindung eines Steckverbinders mit einem Gegensteckverbinder. In einem Gehäuse des Steckverbinders ist dabei ein erstes und zweites miteinander zusammenwirkenden Riegelelement angeordnet. In dem Gehäuse des Gegensteckverbinders ist ein drittes Riegelelement vorgesehen, das mit dem zweiten Riegelelement zusammenwirkt.
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Die Verriegelungsmechanik ist dabei vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie bei getrennter Steckverbindung eine entriegelte Position (P0) einnimmt, und beim Stecken des Steckverbinders in den Gegensteckverbinder eine verriegelnde Position (P1) einnimmt, in der die Steckverbindung verriegelt ist.
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Die Verriegelungsmechanik ist weiterhin so ausgeführt, dass sie nach dem Zusammenstecken der Steckverbindung zwangsweise und unmittelbar in die verriegelnde Position (P1) übergeht. Die verriegelnde Position (P1) ist dabei derart ausgebildet ist, dass eine Trennung der Steckverbindung nicht möglich ist.
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Zum Trennen der mittels der Verriegelungsmechanik verriegelten Steckverbindung ist in dem Gehäuse des Steckverbinders geeigneter Weise ein betätigbares Entriegelungselement vorgesehen, das mit dem zweiten Riegelelement zusammenwirkt.
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Das Entriegelungselement und das erste, zweite und dritte Riegelelement sind hierfür vorteilhaft derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Verriegelungsmechanik bei einer Betätigung des Entriegelungselements eine entriegelnde Position (P2) einnimmt, in der die Steckverbindung entriegelt ist.
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Die vorstehende entriegelnde Position (P2) unterscheidet sich dabei von der entriegelten Position (P0) der getrennten Steckverbindung. Die Verriegelungsmechanik ist nämlich vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie erst beim anschließenden und möglichen Trennen der mittels dem Entriegelungselement in die entriegelnde Position (P2) gebrachten Steckverbindung erneut die entriegelte Position (P0) einnimmt.
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Die Verriegelungsmechanik kann dabei besonders vorteilhaft derart ausgebildet sein, dass in der verriegelnden Position (P1) eine Dichtung der Steckverbindung bereitgestellt ist, die in der entriegelnden Position (P2) erhalten bleibt. Eine mit der Verriegelungsmechanik hierfür vorteilhaft zusammenwirkende und besonders geeignete Dichtung kann insbesondere als eine Umlaufdichtung ausgebildet sein.
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Zur Betätigung des Entriegelungselements kann geeigneter Weise eine Steuerung vorgesehen sein, die derart eingerichtet ist, dass die Betätigung des Entriegelungselements bei Vorliegen einer vorbestimmten Bedingung erfolgt oder ermöglicht ist. Diese Maßnahme trägt dazu bei, eine unerwünschte Trennung der verriegelten Steckverbindung zu verhindern. Eine vorstehende Bedingung kann beispielsweise beinhalten, dass eine mittels der Steckverbindung bereitgestellte elektrische Verbindung keinen Strom führt, was für viele Anwendungen für ein mögliches Trennen der Verbindung wünschenswert ist. Mittels der Steuerung ist außerdem eine vorteilhaft ferngesteuerte Entriegelung der Verriegelungsmechanik ermöglicht.
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Die Steuerung ist hierfür geeigneter Weise derart eingerichtet ist, dass sie die gesteckte Steckverbindung und die getrennte Steckverbindung und die entriegelte Position (P0) und die verriegelnde Position (P1) und die entriegelnde Position (P2) jeweils erkennt. Dabei kann in dem Steckverbinder beispielsweise ein zur Detektion der getrennten oder gesteckten Steckverbindung geeignetes elektrisches oder pneumatisches Steckverbindermodul vorgesehen sein.
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Zur Betätigung des Entriegelungselements kann geeigneter Weise eine von außen betätigbare Mechanik vorgesehen sein, die beispielsweise mittels einem Druckknopf und insbesondere auch mittels einem von außen zugänglichen Schlüssel-Schloss-Paar bereitgestellt sein kann.
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Zur Betätigung des Entriegelungselements kann weiterhin im oder am Steckverbinder ein elektromechanischer Antrieb oder alternativ ein pneumatischer und/oder hydraulischer Antrieb des Entriegelungselements vorgesehen sein, die geeigneter Weise jeweils mit der vorstehend beschriebenen Steuerung angesteuert werden können. Der elektromechanische Antrieb kann beispielsweise mittels einem Elektromotor bereitgestellt sein.
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Ein pneumatischer und/oder hydraulischer Antrieb zur Betätigung des Entriegelungselements ist kostengünstig, wenig störanfällig und wünschenswert robust und dementsprechend insbesondere für den Einsatz unter sensiblen Arbeitsbedingungen vorteilhaft, insbesondere auch nachdem ein Pneumatikantrieb, anders als ein Elektromotor, kein Bürstenfeuer erzeugt. Besonders vorteilhaft ist es, dass in Industrieanlagen üblicherweise pneumatische Antriebe zur Verfügung stehen.
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Besonders vorteilhaft kann dabei ein Zylinder des pneumatischen und/oder hydraulischen Antriebs in das Gehäuse des Steckverbinders integriert sein und/oder einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Es ist klar, dass dabei das Entriegelungselement mittels einem in dem Zylinder befindlichen Kolben zusammenwirkt. Eine geeignete Druckluftleitung der Pneumatik kann geeigneter Weise über eine Kabelzuführung des Gehäuses geführt sein.
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Das erste Riegelelement der Verriegelungsmechanik kann geeigneter Weise ein erster Schwenkriegel sein, der auf einer Rotationsachse schwenkbar gelagert ist und mittels einem Federelement in eine erste Spannrichtung gespannt ist.
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Hierbei kann an dem ersten Schwenkriegel für dessen Zusammenwirken mit dem zweiten Riegelelement ein Anschlaghaken mit einer Anlagefläche vorgesehen sein, der mittels einer Freimachung an dem Schwenkriegel bereitgestellt ist. Weiterhin kann dabei an dem ersten Schwenkriegel für dessen Zusammenwirken mit dem dritten Riegelelement ein Gabelhaken vorgesehen sein, der ein Hakenmaul zur form- und kraftschlüssigen Aufnahme des dritten Riegelelements aufweist.
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Das mit dem vorstehenden ersten Riegelelement zusammenwirkende zweite Riegelelement kann hierfür geeigneter Weise als ein zweiter Schwenkriegel ausgebildet sein, der wie der erste Schwenkriegel ebenfalls auf einer Rotationsachse schwenkbar gelagert ist und mittels einem Federelement in eine zweite Spannrichtung gespannt ist.
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Der zweite Schwenkriegel kann hierbei geeigneter Weise einen als Anschlaghaken ausgebildeten Hakenarm und einen Entriegelungsarm aufweisen, die sich von der Rotationsachse des zweiten Schwenkriegels in entgegengesetzter Richtung erstrecken. Hierbei kann der zweite Schwenkriegel geeigneter Weise derart ausgebildet und angeordnet sein, dass er in der verriegelnden Position (P1) mit seinem Anschlaghaken die Funktion eines Sperrhakens auf den ersten Schwenkriegel ausübt.
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Der Anschlaghaken des zweiten Schwenkriegels ist vorteilhaft für das Zusammenwirken mit dem Anschlaghaken des ersten Schwenkriegels vorgesehen und weist wie dieser ebenfalls eine Anlagefläche auf und ist mittels einer an dem Hakenarm ausgebildeten Freimachung bereitgestellt.
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Der Entriegelungsarm kann geeigneter Weise als Hebelarm ausgebildet sein und zum Zusammenwirken mit dem Entriegelungselement geeignet ausgebildet und angeordnet sein.
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Für ein wünschenswertes Zusammenwirken des ersten Schwenkriegels mit dem zweiten Schwenkriegel sind dabei die vorstehende erste und zweite Spannrichtung einander entgegengerichtet. Die beiden Federelemente können geeigneter Weise mittels Schenkelfedern bereitgestellt sein, die zusammen mit den Schwenkriegeln jeweils auf deren Rotationsachsen sitzen. Die Rotationsachsen können jeweils mit einer starren Welle bereitgestellt sein, die jeweils an einer inneren Wand des Gehäuses befestigt ist.
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Mit der vorstehenden Anordnung und Ausbildung kann die Verriegelungsmechanik besonders robust und zuverlässig auch mit einer Vielzahl von Steckzyklen betrieben werden.
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Das in dem Gehäuse des Gegensteckverbinders befindliche dritte Riegelelement kann geeigneter Weise als Stiftriegel mit der Funktion eines Schieberiegels ausgebildet sein. Das dritte Riegelelement weist dabei einen Stift auf, der mit dem ersten Riegelelement und insbesondere mit dem Hakenmaul des als erster Schwenkriegel ausgebildeten ersten Riegelelements form- und kraftschlüssigen zusammenwirkt.
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Das erste und zweite Riegelelement der Verriegelungsmechanik kann platzsparend, montagefreundlich und funktionssicher an einer Wand des Gehäuses des Steckverbinders vorgesehen sein. Das dritte Riegelelement kann hierbei geeigneter Weise benachbart zu einer Wand des Gehäuses des Gegensteckverbinders vorgesehen sein.
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Die vorstehende Verriegelungsmechanik ist besonders funktionssicher und geeignet für den Einsatz eines Steckverbinders unter sensiblen Arbeitsbedingungen.
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Die Erfindung betrifft demnach außerdem einen Steckverbinder mit einem zur Bereitstellung einer Steckverbindung mit dem Steckverbinder vorgesehenen Gegensteckverbinder mit einer ersten und zweiten Verriegelungsmechanik mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen.
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Die jeweils in dem Gehäuse des Steckverbinders beherbergten Elemente der ersten und zweiten Verriegelungsmechanik sind dabei geeigneter Weise an einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Wand des Gehäuses des Steckverbinders angeordnet.
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Die jeweils in dem Gehäuse des Gegensteckverbinders beherbergten Elemente der ersten und zweiten Verriegelungsmechanik sind dabei geeigneter Weise benachbart zu einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Wand des Gehäuses des Gegensteckverbinders Gehäuses vorgesehen.
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Der Steckverbinder kann hierbei insbesondere ein schwerer Industriesteckverbinder sein, der eine Vielzahl von Steckverbindermodulen beherbergen kann. Der Gegensteckverbinder kann ein für den Steckverbinder vorgesehenes Anbaugehäuse sein.
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Es ist klar, dass die vorstehend beschriebenen Elemente der Verriegelungsmechanik geeigneter Weise aus Metall bereitgestellt sind.
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Weitere mechanische Details der Verriegelungsmechanik werden zum besseren Verständnis der Erfindung nachfolgend als Ausführungsbeispiel ohne jede Beschränkung detailliert beschrieben.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1A zwei miteinander zusammenwirkende Riegelelemente einer Verriegelungsmechanik nach einer Ausführung der Erfindung;
- 1B eine perspektivische Darstellung eines Riegelelements von 1A;
- 1C das Riegelelement von 1B aus einer anderen Perspektive;
- 2A ein Gehäuse eines Steckverbinders nach einer Ausführung der Erfindung;
- 2B ein Gehäuse eines für den Steckverbinder von 2A geeigneten Gegensteckverbinders;
- 2C eine vergrößerte Seitenansicht eines an dem Gegensteckverbinder von 2B vorgesehenen Riegelelements;
- 2D eine Abwandlung des Riegelelements von 2C;
- 3A das Gehäuse von 2A von innen mit der Verriegelungsmechanik von 1A in einer entriegelten Position;
- 3B das Gehäuse mit der Verriegelungsmechanik von 3A in einer verriegelnden Position;
- 4 das Gehäuse mit der Verriegelungsmechanik in der entriegelten Position zusammen mit dem Gehäuse von 2B;
- 5 die Gehäuse von 4 während eines Steckvorgangs;
- 6 die Gehäuse von 4 zusammengesteckt und verriegelt;
- 7 die Verriegelungsmechanik bei Freigabe der Verriegelung in einer entriegelnden Position; und
- 8 die Verriegelungsmechanik beim Lösen der Steckverbindung.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet, die nicht in allen Figuren enthalten sein können. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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1A zeigt ein miteinander zusammenwirkendes erstes 1 und zweites 2 Riegelelement einer Verriegelungsmechanik nach einer Ausführung der Erfindung. Das erste 1 und zweite 2 Riegelelement ist jeweils als ein erster 1 und zweiter 2 Schwenkriegel ausgebildet und weist jeweils eine zentrale Bohrung 10 und 20 auf, die jeweils korrespondierend mit einer Welle 100 und 200 ausgebildet ist.
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Das erste Riegelelement 1 weist an seinem Rand ein voneinander beabstandetes erstes 11 und zweites 13 Hakenelement auf. Das erste Hakenelement 11 ist als Anschlaghaken 11 ausgebildet und das zweite Hakenelement 13 ist als Gabelhaken 13 ausgebildet. Der Anschlaghaken 11 weist eine Anlagefläche 110 und eine Sperrkante auf, die mittels einer Freimachung 111 an dem Riegelelement 1 bereitgestellt sind. Der Gabelhaken 13 weist einen ersten 131 und zweiten 132 Gabelschenkel und ein zentrales Hakenmaul 130 auf.
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Das zweite Riegelelement 2 weist einen als Anschlaghaken 21 ausgebildeten Hakenarm 21 und einen als Entriegelungsarm 24 dienenden Hebelarm 24 auf, die sich ausgehend von der zentralen Bohrung 20 in entgegengesetzter Richtung erstrecken. Der Anschlaghaken 21 weist eine Anlagefläche 210 auf und ist mittels einer an dem Hakenarm ausgebildeten eine Freimachung 211 bereitgestellt.
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Das erste 1 und zweite 2 Riegelelement sind in der Zeichnung in einer Position benachbart zueinander dargestellt, in der die Anlagefläche 110 an der Anlagefläche 210 anliegt und die Hakenspitze des Anschlaghakens 21 an der Freimachung 111 aufliegt, mittels der der Anschlaghaken 11 bereitgestellt ist. Der zweite Gabelschenkel 132 des Gabelhakens 13 liegt dabei an einem äußeren Rand der zentralen Bohrung 20 des zweiten Riegelelements 2 an. Diese Position des ersten 1 und zweiten 2 Riegelelements entspricht einer verriegelnden Position P1 der Verriegelungsmechanik. An dem Rand des ersten Riegelelements 1 ist außerdem ein Höcker 12 ausgebildet und an der Freimachung 111 ist eine Abstufung ausgebildet
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1B zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten Riegelelements 1 und 1C zeigt das Riegelelement 1 aus einer anderen Perspektive. Das Riegelelement 1 sitzt mit seiner zentralen Bohrung 10 auf einer Welle 100 und wird auf einer Seite von einem Sperring 102 und auf der anderen Seite von einem als Schenkelfeder ausgebildetem Federelement 101 auf der Welle 100 gehalten. Das Riegelelement 1 sitzt dabei drehbar auf der Welle 100, die die Rotationsachse 100 des als Schwenkriegel 1 ausgebildeten ersten Riegelelements 1 bildet. Es ist klar, dass hierfür die zentrale Bohrung 10 korrespondierend mit der Welle 100 ausgebildet ist.
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Die Schenkelfeder 101 weist zwei Schenkel auf, wobei ein Schenkel durch eine in dem Riegelelement 1 ausgebildete Bohrung geführt ist und auf diese Weise an dem Riegelelement 1 befestigt ist. Der andere Schenkel ist mit seinem freistehenden Ende von der Welle 100 und dem Riegelelement 1 beabstandet, wobei sich der Schenkel im Wesentlichen senkrecht zu der Welle 100 erstreckt.
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Analog zu der Schenkelfeder 101 und der Welle 100 ist für das zweite Riegelelement 2 ein hier nicht dargestelltes, ebenfalls als Schenkelfeder ausgebildetes Federelement 201, eine Welle 200 und ein Sperring 202 vorgesehen, die mit der zentralen Bohrung 20 des zweiten Riegelelements 2 korrespondiert. Das erste 1 und zweite 2 Riegelelement der Verriegelungsmechanik sind mit ihren Wellen 100 und 200 und Federelementen 101 und 201 zum Einbau in das Innere eines Gehäuses 50 eines Steckverbinders 5 nach einer Ausführung der Erfindung vorgesehen.
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2A zeigt hierzu eine perspektivische Darstellung des Gehäuses 50 des Steckverbinders 5 von außen und 2B zeigt eine Draufsicht auf das Innere des Gehäuses 60 eines für den Steckverbinder 5 geeigneten Gegensteckverbinders 6.
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Der Steckverbinder 5 und der Gegensteckverbinder 6 sind zur Beherbergung von miteinander korrespondierenden Steckverbindermodulen vorgesehen. Die Steckverbindermodule des Gegensteckverbinders 6 sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Bei dem Gegensteckverbinder 6 handelt es ich um ein Anbaugehäuse 6.
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Der Gegensteckverbinder 6 weist zwei jeweils einander gegenüberliegende Seitenwände und Querwände auf. An den Querwänden ist jeweils ein drittes Riegelelement 3 der Verriegelungsmechanik vorgesehen, das zum Zusammenwirken mit dem ersten Riegelelement 1 vorgesehen und geeignet ausgebildet und angeordnet ist. Das dritte Riegelelement 3 wird mittels einem Stift 30 bereitgestellt, der von einem Stiftträger 31 gehalten wird, und ist als Stiftriegel 3 ausgebildet.
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Der Stiftriegel 3 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass er sich an den Querwänden des Gehäuses 60 mit dem Stift 30 in Gegenrichtung zur Steckrichtung des Steckverbinders 5 aus dem Gehäuse 60 erstreckt. Der Stift 30 ist dabei senkrecht zur Steckrichtung angeordnet. In einer hier in der Zeichnung nicht dargestellten an dem Rand des Gehäuses 60 umlaufenden Nut 61 ist eine Umfangsdichtung 65 zur Bereitstellung einer Dichtung einer gesteckten Steckverbindung des Steckverbinders 5 mit dem Gegensteckverbinder 6 vorgesehen.
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Es ist klar, dass das erste 1 und zweite 2 Riegelelement korrespondierend mit dem dritten Riegelelement 3 und an einer Querwand des Gehäuses 50 vorgesehen sind.
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2C zeigt hierzu eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 2B in einer Seitenansicht des dritten Riegelelements 3. 2D zeigt eine Abwandlung des Riegelelements 3, die zwei gegenüberliegende Stiftträger 31 aufweist, die den Stift 30 halten, so dass das Riegelelement 3 als Riegellasche ausgebildet ist. Die Riegellasche hat dabei wie das vorstehend beschriebene als Stiftriegel ausgebildete Riegelelement 3 die Funktion eines Schieberiegels.
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3A zeigt das Innere des Gehäuses 50 des Steckverbinders 5, in das das erste 1 und zweite 2 Riegelelement der Verriegelungsmechanik eingebaut ist. Die Verriegelungsmechanik ist dabei in einer entriegelten Position P0 angeordnet und zur Betätigung und Verriegelung mittels dem dritten Riegelelement 3 bereit.
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Die Riegelelemente 1 und 2 sitzen mit den Federelementen 101 und 201 jeweils schwenkbar auf den Wellen 100 und 200, die an der Innenseite des Gehäuses 50 starr befestigt sind. Hierfür können in dem Gehäuse 50 geeignete, mit den Wellen 100 und 200 korrespondierende Bohrungen vorgesehen sein. Die Federelemente 101 und 201 sind dabei jeweils derart an den Riegelelementen 1 und 2 und an dem Gehäuse 50 angeordnet und befestigt, dass die Federelemente 101 und 201 in Gegenrichtung zueinander gespannt sind. Diese entgegengesetzt gerichtete Spannrichtung der Federelemente 101 und 201 ist hier in der Zeichnung sowie in den weiteren Zeichnungen jeweils mit den einander entgegengerichteten Pfeilen dargestellt.
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Während das Federelement 101 dabei mit einem Schenkel in einer Bohrung des Riegelelements 1 gehalten ist, liegt das Federelement 201 mit einem abgewinkelten Ende eines Schenkels an dem Entriegelungsarm 24 des Riegelelements 2 an. Für die Befestigung der anderen Schenkel der Federelemente 101 und 201 sind an dem Gehäuse 50 jeweils geeignete Befestigungselemente 51 und 52 vorgesehen, die beispielsweise mittels geeignet ausgebildet und angeordneten Bohrungen oder Befestigungszapfen bereitgestellt sein können.
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Die Federelemente 101 und 201 können geeigneter Weise derart justiert sein, dass die Riegelelemente 1 und 2 in der Position P0 zur Betätigung mittels dem dritten Riegelelement 3 bereitstehen. Der Gabelhaken 13 des ersten Riegelelements 1 weist dabei mit seinem Hakenmaul 130 zur Stiftaufnahme des Stifts 30 des dritten Riegelelements 3 in der Zeichnung nach unten. Der als Anschlaghaken 21 ausgebildete Hakenarm des zweiten Riegelelements 2 liegt hierbei mit seiner Spitze auf dem Rand des ersten Riegelelements 1 auf, dessen Anschlaghaken 11 mit seiner Sperrkante und der Anlagefläche 110 in der Freimachung 211 des Hakenarms angeordnet ist.
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Zur Begrenzung der Schwenkung des ersten Riegelelements 1 in Richtung auf das zweite Riegelelement 2 und für eine geeignete Positionierung des Hakenmauls 130 zur Stiftaufnahme kann neben der vorstehenden Justierung der Federelemente 101 und 201 an dem Rand des ersten Riegelelements 1 ein hier nicht dargestellter Höcker 12 ausgebildet sein, der mit der Spitze des Anschlaghakens 21 zusammenwirkt. Alternativ hierzu kann an dem Gehäuse 50 ein geeigneter Anschlag für die Schwenkung des ersten Riegelelements 1 vorgesehen sein, der das Riegelelement 1 in der entriegelten Position P0 geeignet positioniert.
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Im Inneren des Gehäuses 50 ist außerdem ein mittels einem Stößel bereitgestelltes Entriegelungselement 4 vorgesehen, dessen Ende in der Nachbarschaft des Entriegelungsarms 24 angeordnet ist. Das Entriegelungselement 4 ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass es mit dem Entriegelungsarm 24 zur Entriegelung einer mittels der Verriegelungsmechanik bereitgestellten Verriegelung zusammenwirken kann. Zur Betätigung des Entriegelungselements 4 kann beispielsweise eine geeignete von außen betätigbare Mechanik vorgesehen sein, die beispielsweise mittels einem Druckknopf und insbesondere auch mittels einem von außen zugänglichen Schlüssel-Schloss-Paar bereitgestellt sein kann.
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Das Entriegelungselement 4 kann auch mittels eines beispielsweise als Elektromotor ausgebildeten elektromechanischen Antriebs und insbesondere vorteilhaft auch pneumatisch angetrieben und betätigt werden. Insbesondere auch hierbei kann zur Ansteuerung des Elektromotors und der Pneumatik geeigneter Weise eine Steuerung vorgesehen sein, die geeigneter Weise derart eingerichtet sein kann, dass eine Betätigung des Entriegelungselements 4 zur Trennung einer Verriegelung nur unter vorbestimmten Bedingungen erfolgt oder ermöglicht ist.
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Das Entriegelungselement 4 kann außerdem vorteilhaft derart ausgebildet sein, dass das Entriegelungselement 4 bei seiner Betätigung aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition gebracht wird und nach erfolgter Trennung einer Verriegelung wieder in seine Ruheposition zurückgestellt wird. Beispielsweise kann dies mittels Vorsehung eines weiteren geeigneten Federelements geschehen, das hierzu geeigneter Weise als Spiralfeder ausgebildet sein kann.
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Ein pneumatischer Antrieb zur Betätigung des Entriegelungselements 4 ist kostengünstig, wenig störanfällig und wünschenswert robust und dementsprechend insbesondere für den Einsatz unter sensiblen Arbeitsbedingungen vorteilhaft, insbesondere auch nachdem ein Pneumatikantrieb anders als ein Elektromotor kein Bürstenfeuer erzeugt. Besonders vorteilhaft kann hierbei ein geeigneter Pneumatikzylinder in des Gehäuse 50 integriert sein und/oder einstückig mit dem Gehäuse 50 ausgebildet sein. Es ist klar, dass dabei das Entriegelungselement 4 mittels einem in dem Zylinder befindlichen Kolben zusammenwirkt. Eine geeignete Druckluftleitung der Pneumatik kann geeigneter Weise über eine Kabelzuführung des Gehäuses geführt sein.
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Zu der vorstehenden Beschreibung zeigt 3B die Verriegelungsmechanik in einer verriegelnden Position P1. In der Position P1 sind das erste 1 und zweite 2 Riegelelement gegenüber der Position P0 jeweils im Uhrzeigersinn um ihre Rotationsachsen 100 und 200 geschwenkt. Das zweite Riegelelement 2 ist dabei in Spannrichtung seines Federelements 201 geschwenkt, während das erste Riegelelement 1 in Gegenrichtung zur Spannrichtung seines Federelements 101 geschwenkt ist. Wie vorstehend gesagt ist die Spannrichtung der Federelemente 101 und 201 jeweils mit den einander entgegengerichteten Pfeilen dargestellt.
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Der Hakenarm liegt mit der Spitze seines Anschlaghakens 21 in der Freimachung 111 des Anschlaghakens 11 des ersten Riegelelements 1 an. Die Anlageflächen 110 und 210 der Anschlaghaken 11 und 21 liegen aneinander an und der zweite Gabelschenkel 132 des Gabelhakens 13 liegt an dem äußeren Rand des zweiten Riegelelements 2 benachbart zu dessen Rotationsachse 200 an. In dieser Position P1 ist somit keine weitere Schwenkung des ersten 1 und zweiten 2 Riegelelements möglich, deren Federelemente 101 und 201 in Gegenrichtung zueinander gespannt sind.
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Eine weitere Schwenkung des ersten Riegelelements 1 in Spannrichtung seines Federelements 101 wird von dem Anschlaghaken 21 verhindert und eine Schwenkung in Gegenrichtung zu der Spannrichtung wird von dem zu der Rotationsachse 200 benachbarten Rand des zweiten Riegelelements 2 verhindert. Der Anschlaghaken 21 übt dabei auf das erste Riegelelement 1 die Funktion eines Sperrhakens 21 aus.
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Das zweite Riegelelement 2 kann in dieser Position P1 in Spannrichtung seines Federelements 201 nicht geschwenkt werden, da sein Anschlaghaken 21 in der Freimachung 111 des Anschlaghakens 11 des Riegelelements 1 aufliegt und darüber hinaus die Anlagefläche 210 mit der Anlagefläche 110 zusammenwirkt und eine Schwenkung verhindert. Diese Position des ersten 1 und zweiten 2 Riegelelements ist dabei stabil, nachdem die Riegelelemente 1 und 2 mittels ihrer in Gegenrichtung zueinander gespannten Federelemente 101 und 201 in dieser Position P1 gehalten werden.
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Allerdings kann das zweite Riegelelement 2 in dieser Position P1 in Gegenrichtung zur Spannrichtung seines Federelements 201 geschwenkt werden, was mittels einem entsprechenden Druck auf den Entriegelungsarm 24 bereitgestellt werden kann. Ein vorstehender Druck auf den Entriegelungsarm 24 mit einem entsprechenden Schwenken des entsprechenden Riegelelements 2 kann wie vorstehend beschrieben mittels Betätigung des Entriegelungselements 4 erfolgen, das in dieser Position P1 in seiner Ruheposition ist.
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Zu der vorstehenden Beschreibung der entriegelten Position P0 und der verriegelnden Position P1, sowie zu dem entsprechenden Zusammenwirken der Riegelelemente 1 und 2 zur Bereitstellung einer Verriegelung und Entriegelung sei hier noch erwähnt, dass die Wellen 100 und 200 und die entsprechenden Rotationsachsen der Riegelelemente 1 und 2 vorteilhaft senkrecht zur Steckrichtung R des Steckverbinders 5 angeordnet sind.
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4 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 50 des Steckverbinders 5 mit der vorstehend beschriebenen Verriegelungsmechanik in der entriegelten Position P0 zusammen mit einem Schnitt durch das Gehäuse 60 des Gegensteckverbinders 6.
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Die beiden Gehäuse 50 und 60 sind zur Bereitstellung einer Steckverbindung und einer dichten Verbindung ihrer Gehäuseteile bestimmungsgemäß übereinander angeordnet. Zu der Beschreibung unter Bezugnahme auf 4 sowie zu der nachfolgenden weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf 5, 6, 7 und 8 sei hier gesagt, dass die diesbezügliche Beschreibung insbesondere auf das Zusammenwirken des ersten Riegelelements 1 mit dem dritten Riegelelement 3 gerichtet ist, während zu dem entsprechenden Zusammenwirken insbesondere des ersten 1 und zweiten 2 Riegelelements insbesondere auch auf die vorstehende Beschreibung von 3A und B verwiesen wird.
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In allen Zeichnungen ist die entgegengesetzt gerichtete Spannrichtung der Federelemente 101 und 201 jeweils mit einander entgegengerichteten Pfeilen dargestellt. Die Federelemente 101 und 201 selbst sind dabei der Übersichtlichkeit halber in 5, 6, 7 und 8 nicht dargestellt.
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Der Stift 30 des dritten Riegelelements 3 ist wie die Rotationsachsen 100 und 200 des ersten 1 und zweiten 2 Riegelelements vorteilhaft senkrecht zur Steckrichtung R angeordnet. Das Hakenmaul 130 des Gabelhakens 13 ist in der Position P0 zur Aufnahme des Stifts13 geeignet oberhalb des Stifts 30 angeordnet. Das Hakenmaul 130 und der Stift 30 sind formschlüssig korrespondierend ausgebildet. Der Stift 30 ragt in Gegensteckrichtung über den Rand des Gehäuses heraus und teilweise in das Gehäuse 50 hinein.
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Die einander gegenüberliegenden Ränder der Gehäuse 50 und 60 sind voneinander beabstandet und benachbart zueinander angeordnet. Die in der Nut 61 vorgesehene Umfangsdichtung 65 ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Das Entriegelungselement 4 ist vergleichsweise zu dem vorstehend beschriebenen Entriegelungselement 4 weiter von dem Entriegelungsarm 24 des zweiten Riegelelements 2 beabstandet.
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Das erste Riegelelement 1 weist anders als das vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Riegelelement 1 keinen Höcker 12 auf.
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5 zeigt die Gehäuse 50 und 60 von 4 während eines Steckvorgangs, bei dem der Steckverbinder 5 in Steckrichtung R mit dem Gegensteckverbinder 6 zusammengesteckt wird. Der Rand des Gehäuses 60 mit seiner Nut 61 ist dabei derart korrespondierend mit dem Rand des Gehäuses 50 ausgebildet, dass das Gehäuse 50 um einen vorbestimmten Betrag über das Gehäuse 60 gesteckt ist und die Nut 61 mit der hier nicht dargestellten Umfangsdichtung 65 benachbart zu der Innenseite des Gehäuses 50 angeordnet ist.
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Der Stift 30 ist teilweise in das Hakenmaul 130 eingedrungen, wobei der Stift 30 einen entgegen der Steckrichtung R wirkenden Druck auf den zweiten Gabelschenkel 132 des Gabelhakens 13 ausübt, wodurch das erste Riegelelement 1 entgegen der Spannrichtung seines Federelements 101 geschwenkt wird. Der auf dem Rand des ersten Riegelelements 1 aufliegende Anschlaghaken 21 des zweiten Riegelelements 2 gleitet dabei mit seiner Spitze auf diesem Rand.
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6 zeigt das Gehäuse 50 und 60 vollständig zusammengesteckt mit der Verriegelungsmechanik in der verriegelnden Position P1. Der Rand des Gehäuses 50 ist vollständig über den Rand des Gehäuses 60 gesteckt, wobei die Nut 61 mit der hier nicht dargestellten Umfangsdichtung 65 vollständig in dem Gehäuse 50 und benachbart zu dessen Innenseite angeordnet ist. Die Ränder der Gehäuse 50 und 60 berühren sich dabei und die zusammengesetzten Gehäuse 50 und 60 sind mittels der Umfangsdichtung 65 abgedichtet.
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Der Stift 30 ist vollständig form- und kraftschlüssig in dem Hakenmaul 130 angeordnet, wobei der Stift 30 das erste Riegelelement 1 bei dem vorangehenden unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Steckvorgang mittels Druckausübung auf den zweiten Gabelschenkel 132 des Gabelhakens 13 entgegen der Spannrichtung des Federelements 101 derart geschwenkt hat, dass der Anschlaghaken 21 derart auf dem Rand des ersten Riegelelements 1 aufliegt, dass die Anlageflächen 110 und 210 sich berühren und der Anschlaghaken 11 an dem Anschlaghaken 21 des Hakenarms anliegt.
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Der Gabelhaken 13 hält dabei insbesondere mit seinem ersten Gabelschenkel 131 den Stift 30 an seiner form- und kraftschlüssigen Position in dem Hakenmaul 130, und verhindert ein Trennen der Verbindung. Die Steckverbindung des Steckverbinders 5 mit dem Gegensteckverbinder 6 ist somit verriegelt und kann nur mittels Druck auf den Entriegelungsarm 24 des zweiten Riegelelements 2 freigegeben werden, was nachfolgend beschrieben wird. In der verriegelnden Position P1 ist der Entriegelungsarm 24 näher an dem Entriegelungselement 4 angeordnet.
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7 zeigt die Verriegelungsmechanik bei Freigabe der vorstehend und auch unter Bezugnahme auf 3A und B beschriebenen Verriegelung in einer entriegelnden Position P2.
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Das Entriegelungselement 4 ist aus seiner Ruheposition in seine Arbeitsposition gebracht und übt dabei entgegen der Spannrichtung des Federelements 201 des zweiten Riegelelements 2 einen Druck auf den Entriegelungsarm 24 aus. Der Hakenarm ist mit dem Anschlaghaken 21 aus seiner verriegelnden Position geschwenkt, wonach eine Schwenkung des ersten Riegelelements 1 möglich ist. Die verriegelnde Position P1 der Verriegelungsmechanik ist somit aufgehoben. Die Steckverbindung, das erste Federelement 101 und die hier nicht dargestellte Umlaufdichtung 65 sind dabei derart ausgelegt, dass durch die vorstehende Maßnahme allein keine Trennung der Steckverbindung und der mittels der Umlaufdichtung 65 abgedichtet zusammengesetzten Gehäuse 50 und 60 erfolgt.
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Die Verriegelungsmechanik ist lediglich in die entriegelnde Position P2 gebracht, in der das erste 1 und zweite 2 Riegelelement voneinander beabstandet sind und der Entriegelungsarm 24 des zweiten Riegelelements 2 mittels dem Entriegelungselement 4 betätigt ist. Die Steckverbindung des Steckverbinders 5 mit dem Gegensteckverbinder 6 ist in der entriegelnden Position P2 unverändert.
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Wie vorstehend beschrieben kann zur Betätigung des Entriegelungselements geeigneter Weise eine Steuerung vorgesehen sein, die derart eingerichtet ist, dass die Betätigung des Entriegelungselements bei Vorliegen einer vorbestimmten Bedingung erfolgt oder ermöglicht ist.
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Ein Trennen der Steckverbindung ist in dieser Position P2 mittels Zug auf das Gehäuse 50 entgegen der Steckrichtung R möglich, wobei das erste Riegelelement 1 in Spannrichtung seines Federelements 101 geschwenkt wird und der Gabelhaken 13 den Stift 30 aus seinem Hakenmaul 130 freigibt.
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8 zeigt hierzu die Verriegelungsmechanik beim Lösen der Steckverbindung, in der die Gehäuse 50 und 60 bereits so weit voneinander getrennt sind, dass die Nut 61 mit der hier nicht dargestellten Umfangsdichtung 65 teilweise freiliegt und ein Spalt zwischen dem Gehäuse 50 und 60 auftritt. Der erste Schwenkriegel 1 ist hierbei bereits derart in Spannrichtung seines Federelements 101 geschwenkt, dass bei einer Rückkehr des Entriegelungselements 4 in seine Ruheposition der Anschlaghaken 21 des zweiten Riegelelements 2 mit seiner Spitze auf dem Rand des ersten Riegelelements 1 aufliegt.
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Bei einer vollständigen weiteren Trennung der Steckverbindung wird das erste Riegelelement 1 entsprechend weiter geschwenkt und der Stift 30 aus dem Hakenmaul 130 entfernt und die vorstehende entriegelte Position P0 von 4 bereitgestellt. Hierbei kann das Entriegelungselement 4 geeigneter Weise derart ausgebildet sein, dass es nach vollzogener Trennung der Verbindung selbständig in seine Ruheposition von 4 zurückkehrt.
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Die Rückführung des Entriegelungselements 4 von seiner Arbeitsposition in seine Ruheposition kann bei der Trennung der Steckverbindung außerdem vorteilhaft von der Steuerung ausgelöst oder ermöglicht sein. Die Steuerung ist hierfür geeigneter Weise derart eingerichtet, dass sie die entriegelte Position P0, die verriegelnde Position P1 und die entriegelnde Position P2 und insbesondere auch die gesteckte und getrennte Steckverbindung erkennt. Beispielsweise kann zur Detektion der getrennten oder gesteckten Steckverbindung ein geeignetes elektrisches oder pneumatisches Steckverbindermodul vorgesehen sein.
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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
- Riegelelement, Schwenkriegel
- 10
- Bohrung
- 100
- Rotationsachse, Welle
- 101
- Federelement, Schenkelfeder
- 102
- Sperring
- 11
- Hakenelement, Anschlaghaken
- 110
- Anlagefläche, Sperrkante
- 111
- Freimachung
- 12
- Höcker
- 13
- Hakenelement, Gabelhaken
- 130
- Hakenmaul, Stiftaufnahme
- 131, 132
- Gabelschenkel
- 2
- Riegelelement, Schwenkriegel
- 20
- Bohrung
- 200
- Rotationsachse, Welle
- 201
- Federelement, Schenkelfeder
- 202
- Sperring
- 21
- Hakenarm, Anschlaghaken, Sperrhaken
- 210
- Anlagefläche, Sperrkante
- 211
- Freimachung
- 24
- Entriegelungsarm, Hebelarm
- 3
- Riegelelement, Stiftriegel, Schieberiegel
- 30
- Stift
- 31
- Stiftträger
- 4
- Entriegelungselement, Stößel
- 5
- Steckverbinder
- 50
- Gehäuse
- 51, 52
- Befestigungselement, Befestigungszapfen
- 6
- Gegensteckverbinder, Anbaugehäuse
- 60
- Gehäuse
- 61
- Nut
- 65
- Umfangsdichtung
- A
- Ausschnitt
- P0
- entriegelte Position, freie Position
- P1
- verriegelnde Position
- P2
- entriegelnde Position
- R
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008060561 B4 [0004]
- DE 102017118751 B4 [0006, 0008]
