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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Verbindungsvorrichtungen werden in unterschiedlichen Anwendungen verwendet, um Leistungskontakte miteinander zu verbinden und voneinander zu lösen.
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Auf eine Basisgeräteeinheit mit ersten Leistungskontakten wird eine weitere Geräteeinheit mit korrespondierenden Leistungskontakten aufgeschoben. Zusätzlich zu den Leistungskontakten werden häufig weitere Kontakte, z.B. Steuer-, Daten-, Stromversorgungskontakte, an den Geräteeinheiten miteinander verbunden. Diese zusätzlichen Kontakte sind bereits in einer so genannten Teststellung verbunden bzw. kontaktiert, bevor ein Verschieben/Verstellen der Geräteeinheit in eine so genannte gekoppelte Stellung erfolgt. In der gekoppelten Stellung sind auch die Leistungskontakte miteinander verbunden.
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Somit ist es möglich, dass vor Einnehmen der gekoppelten Stellung bereits Tests, beispielsweise zur Überprüfung von Funktionen der miteinander zu verbindenden Geräteeinheiten, durchgeführt werden können.
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Die Leistungskontakte und Steuer-, Daten-, Stromversorgungskontakte sind als Steckverbinder ausgebildet. Steckverbinder übertragen nicht nur Energie und Signale, sondern bilden auch Schnittstellen für Datenübertragung. Die Infrastrukturen betreffen nicht nur die elektrische Versorgung mit Wechselspannungen und Gleichspannungen, sondern auch die informationstechnische bzw. andere Hilfsmedien wie Steuerspannungen von z.B. 24V oder Druckluft. Aber auch optische Übertragungsmittel, wie z.B. Glasfaserleiter, können in den Steckverbindern vorhanden sein.
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Die bekannten Lösungen haben sich an sich bewährt. Als nachteilig wird ein komplexer Aufbau angesehen. Es besteht somit ein ständiger Bedarf an Weiterentwicklung, wobei eine größere Funktionalität bei erhöhter Sicherheit, kompaktem Aufbau, geringerer Bauteilezahl und Variationsmöglichkeiten geschaffen wird.
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Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
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Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung umfasst Lastverbinder und Steuerverbinder, wobei in einer ersten Position als gekoppelte Position der Verbindungsvorrichtung alle Lastverbinder und alle Steuerverbinder jeweils untereinander verbunden sind, wobei in einer zweiten Position als Test-Position der Verbindungsvorrichtung die Lastverbinder voneinander gelöst und die Steuerverbinder untereinander verbunden sind, und wobei in einer dritten Position als entkoppelte Position der Verbindungsvorrichtung alle Lastverbinder und alle Steuerverbinder jeweils voneinander gelöst sind. Die Verbindungsvorrichtung weist eine Basiseinheit, eine Buchseneinheit und eine Steckereinheit mit jeweiligen Lastverbindern und Steuerverbindern auf.
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Ein Vorteil dieser Lösung besteht in einem einfachen und kompakten Aufbau mit einer geringen Bauteilezahl. Zudem sind Montage und Auswechseln bzw. Ergänzen der Einheiten vorteilhaft einfach, um auch neue technische Lösungen einfließen zu lassen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
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In einer Ausführung sind in der ersten Position die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder der Basiseinheit mit den Leistungsverbindern und den Steuerverbindern der Buchseneinheit jeweils verbunden und die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder der Buchseneinheit sind mit den Leistungsverbindern und den Steuerverbindern der Steckereinheit jeweils verbunden, in der zweiten Position sind die Leistungsverbinder der Basiseinheit und die Leistungsverbinder der Buchseneinheit voneinander gelöst, und in der dritten Position sind die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder der Basiseinheit und die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder der Buchseneinheit voneinander gelöst und die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder der Buchseneinheit und die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder der Steckereinheit voneinander gelöst. Die Aufteilung der Verbinder, z.B. als Einsätze in den Einheiten, ist vorteilhaft, da auf diese Weise nicht nur eine einfache Bestückung und Änderung der Einheiten möglich ist, sondern sich auch eine einfache Einnahme und Aufteilung der verschiedenen Position realisieren lässt. Des Weiteren können unterschiedliche Applikationen mit unterschiedlichen Verbindern realisiert werden.
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So sieht eine weitere Ausführung vor, dass die Buchseneinheit und die Steckereinheit zusammen aus der ersten Position in die zweite Position in einer Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung verstellbar sind, wobei die Buchseneinheit in der zweiten Position mittels eines Rastmechanismus fixiert ist und die Steckereinheit aus der zweiten Position in die dritte Position in der Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung verstellbar ist. Es ist hierbei vorteilhaft, dass die Verstellung der Einheiten z.B. mittels eines verstellbaren Bauteils, z.B. einer Schublade mit Kurbel und Verriegelung in den Positionen einfach realisierbar ist. Zudem besteht ein besonderer Vorteil darin, dass ein Rastmechanismus eine Fixierung der Buchseneinheit in der zweiten Position ermöglicht.
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In einer noch weiteren Ausführung ist die Steckereinheit aus der dritten Position der Verbindungsvorrichtung in der Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung zurück in die zweite Position der Verbindungsvorrichtung verstellbar, wobei die Buchseneinheit bei einer weiteren Verstellung der Steckereinheit in der Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung zusammen mit der Steckereinheit aus der zweiten Position der Verbindungsvorrichtung nach mittels der Steckereinheit gelöster Fixierung des Rastmechanismus zurück in die erste Position der Verbindungsvorrichtung verstellbar ist. Vorteilhaft dabei ist eine automatische Lösung der Fixierung des Rastmechanismus durch die Steckereinheit, da so eine Bauteileanzahl gering ist.
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Es ist vorteilhaft, dass der Rastmechanismus zwei gegenüberliegende federnde Arme mit jeweils einer Nase umfasst, wobei die Arme an der Basiseinheit befestigt sind und die Nasen mit Anschlägen und Ausnehmungen an der Buchseneinheit und einer Stirnwand eines Halteabschnitts, der mit der Buchseneinheit verbunden ist, zusammenwirken. Auf diese Weise ist ein kompakter Aufbau möglich. Zudem ist es vorteilhaft, dass die Arme an der Basiseinheit befestigt sind, da auf diese Weise eine vorteilhaft einfache und wirkungsvolle Einhaltung und eventuelle Anpassung eines Abstands zwischen der zweiten Position (Test-Position) und der ersten Position (gekoppelte Position) erzielt wird.
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Eine Ausführung sieht vor, dass die federnden Arme des Rastmechanismus mittels Schrägen einer Führungseinheit betätigbar sind, wobei die Führungseinheit an der Steckereinheit angebracht ist. Dies ermöglicht einen vorteilhaft einfachen und kompakten Aufbau.
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Es ist in einer weiteren Ausführung vorteilhaft, dass der Rastmechanismus mit den Armen über einen Führungsabschnitt an der Basiseinheit befestigt ist, wobei der Führungsabschnitt mit dem Halteabschnitt der Buchseneinheit zusammenwirkt. Damit wird mit einer geringen Teileanzahl ein vorteilhaft einfacher Aufbau ermöglicht.
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Wenn der Halteabschnitt in dem Führungsabschnitt zwischen den Armen des Rastmechanismus, einer oberen Deckwand und einer unteren Deckwand verschiebbar aufgenommen ist, ergibt sich ein vorteilhaft einfacher und kompakter Aufbau mit hoher Funktionalität.
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In einer alternativen Ausführung ist der Führungsabschnitt in einer Haube in Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung verschiebbar geführt und in verschiedenen Stellungen bzw. Stufen verrastbar ausgebildet. Auf diese Weise kann ein erforderlicher Abstand der zweiten Position (Test-Position) zu der ersten Position (gekoppelte Position) vorteilhaft eingestellt und auch vor Ort verändert werden.
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Eine noch weitere Ausführung sieht vor, dass an der Führungseinheit der Steckereinheit ein Führungsvorsprung angebracht ist, welcher sich in der Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung erstreckt und zu der Buchseneinheit weist. Damit wird eine vorteilhaft einfache und sichere Einfädelung der Verbindung zwischen der Steckereinheit und der Buchseneinheit erreicht.
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Wenn der Führungsvorsprung der Steckereinheit in Form eines zylindrischen Zapfens mit einem angespitzten Ende ausgebildet ist, wird eine vorteilhaft vergrößerte Sicherheit beim Verbinden von Steckereinheit und Buchseneinheit ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Verbesserung von Einfachheit und Funktionalität des Verbindens von Steckereinheit und Buchseneinheit sieht eine weitere Ausführung vor, in welcher eine Aufnahme an der Buchseneinheit angeordnet ist und einen kreiszylinderförmigen Innenraum zur Aufnahme des Führungsvorsprungs der Steckereinheit aufweist.
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In einer weiteren Ausführung ist die Basiseinheit ortsfest angeordnet. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise nur die Buchseneinheit und die Steckereinheit bewegbar ausgeführt sind.
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Eine noch weitere Ausführung sieht vor, dass die Leistungsverbinder und die Steuerverbinder Steckverbinder sind. So können vorteilhaft Bauteile, die in hoher Qualität und kostengünstig verfügbar sind, verwendet werden. Dies ist auch bei Wartung und Austausch von Vorteil.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung bietet weitere Vorteile:
- • Zukunftssichere und variable Lösung
- • Einfache Handhabung für den Kunden (Verrastungsmöglichkeiten von Basiseinheit, Buchseneinheit, Steckereinheit an Schublade und Schaltschrank)
- • Einsätze verrasten im Rahmen (kein Schrauben)
- • Vorkonfektionierte Kabelsätze möglich
- • Daten- und Stromübertragung über Einsätze möglich
- • Weniger Teile als aktuelle Lösungen im Markt (geringere Kosten)
- • Sehr geringe Abmessungen für die Funktionalität
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel dient lediglich der Veranschaulichung der Erfindung anhand bevorzugter Konstruktionen, welche aber die Erfindung nicht abschließend darstellen. Es sind insofern im Rahmen der Ansprüche auch andere Ausführungsbeispiele sowie Modifikationen und Äquivalente des dargestellten Ausführungsbeispiels realisierbar.
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Es zeigen:
- 1-4 schematische Perspektivansichten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung in verschiedenen Positionen;
- 5-11 schematische Draufsichten des Ausführungsbeispiels nach 1-4 in verschiedenen Positionen; und
- 12-16 schematische Perspektivansichten verschiedener Führungsabschnitte von Basiseinheiten.
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Koordinaten x, y, z sind zur besseren Orientierung angegeben.
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Die Begriffe „oben“, „unten“, „links“, „rechts“ beziehen sich auf die jeweilige Anordnung der Bauteile in den Figuren.
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1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 in einer ersten Position A (gekoppelte Position).
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2 stellt eine schematische Perspektivansicht des Ausführungsbeispiels nach 1 in einer zweiten Position B (Test-Position) dar.
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In 3 ist eine schematische Perspektivansicht des Ausführungsbeispiels nach 1 in einer dritten Position C (entkoppelte Position) dargestellt.
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Die Koordinate x verläuft in einer Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung 1, wobei die Koordinate y in einer Breitenrichtung und die Koordinate z in einer Höhenrichtung der Verbindungsvorrichtung 1 liegen.
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Die Verbindungsvorrichtung 1 umfasst eine Basiseinheit 2, eine Buchseneinheit 3 und eine Steckereinheit 4.
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Unter dem Begriff „vorn“, „nach vorn“ bzw. „vorderer“, „vordere“ ist die Seite des Leistungsunterbrechers 1 zu verstehen, zu welcher die beweglichen Einheiten 3 und 4 des Leitungsunterbrechers 1 in positiver x-Richtung von der ortsfesten Basiseinheit 2 fortbewegt werden. Ein Zusammenschieben der Einheiten 3 und 4 in negativer x-Richtung auf die ortsfeste Basiseinheit 2 hin charakterisiert die Begriffe „hinten“, „nach hinten“.
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Die Basiseinheit 2 weist einen Basisrahmen 2a auf, mit welchem sie an einem ortsfesten Bauteil, z.B. ein Schaltschrank befestigt ist. Diese Befestigung kann beispielsweise für eine schnelle und einfache Montage mittels Rast- und/oder Klipsverbindungen realisiert sein.
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In ähnlicher Weise ist die Buchseneinheit 3 mit einem Buchsenrahmen 3a versehen. Auch die Steckereinheit 4 besitzt einen Rahmen, der hier als Steckerrahmen 4a bezeichnet ist.
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Der Basisrahmen 2a, der Buchsenrahmen 3a und der Steckerrahmen 4a sind hier jeweils mit einer umlaufenden Wand ausgebildet, welche einen jeweiligen durchgehenden Innenraum, hier mit einem rechteckigen Querschnitt, festlegt. Die äußeren Abmessungen der Rahmen 2a, 3a, 4a sind im Wesentlichen gleich groß.
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Die Innenräume der Rahmen 2a, 3a, 4a dienen jeweils zur Aufnahme von standardisierten Einsätzen (z.B. HDC-Einsätze), die je nach vorheriger Festlegung in den jeweiligen Rahmen 2a, 3a, 4a eingesetzt und verrastet bzw. verklipst oder anderweitig befestigt werden können. Dazu zeigt 4 eine schematische Perspektivansicht des Ausführungsbeispiels nach 1 in der ersten Position A (gekoppelte Position) mit Einsätzen von Lastverbindern L und Steuerverbindern S beispielhaft an dem Steckerteil 4.
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In 1, 2, 3 sind diese Einsätze beispielhaft als Lastverbinder L für einen Laststrang und als Steuerverbinder S für einen Steuerstrang der Verbindungsvorrichtung 1 gezeigt. Der Steuerstrang S ist ein Daten- bzw. Grundversorgungsstrang.
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Auch andere, nicht gezeigte, zukünftige Verbinder, z.B. für Kommunikationslösungen, können verwendet werden. So ist ein Maximum an Flexibilität und unterschiedlicher Funktionalität gegeben.
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Diese Verbinder der Einsätze sind in einer ersten Position A (gekoppelte Position) der Verbindungsvorrichtung 1 derart gekoppelt, dass sowohl der Steuerstrang durch die Steuerverbinder S als auch der Laststrang mittels der Lastverbinder L gekoppelt sind. Das bedeutet, dass die Lastverbinder L der Basiseinheit 2, die Lastverbinder L der Buchseneinheit 3 und die Lastverbinder L der Steckereinheit 4 untereinander verbunden sind. Ebenfalls sind in der ersten Position A auch die Steuerverbinder S der Basiseinheit 2, die Steuerverbinder S der Buchseneinheit 3 und die Steuerverbinder S der Steckereinheit 4 untereinander verbunden.
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In einer zweiten Position B (Test-Position) sind die Lastverbinder L der Buchseneinheit 3 und die Lastverbinder L der Steckereinheit 4 noch untereinander verbunden, aber sie sind nicht mehr mit den Lastverbindern L der Basiseinheit 2 verbunden. Der Laststrang mit den Lastverbindern L ist somit unterbrochen. Aber die Steuerverbinder S der Basiseinheit 2, die Steuerverbinder S der Buchseneinheit 3 und die Steuerverbinder S der Steckereinheit 4 bleiben untereinander verbunden.
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Und in einer dritten Position C (entkoppelte Position) sind sowohl alle Lastverbinder L des Laststrangs als auch alle Steuerverbinder S des Steuerstrangs nicht mehr jeweils untereinander verbunden. Somit sind in dieser Position C sowohl der Laststrang als auch der Steuerstrang unterbrochen.
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Die Buchseneinheit 3 und die Steckereinheit 4 stehen mit einem nicht gezeigten in Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung 1 verschiebbaren Bauteil, z.B. eine Schublade, in dem zugehörigen Schaltschrank mit ihrem jeweiligen Rahmen 3a, 4a in Wirkverbindung. Diese Wirkverbindung ist derart gestaltet, dass die Steckereinheit 4 mit der Schublade fest verbunden ist, und dass die Buchseneinheit 3 bei einer Bewegung aus der ersten Position A in die zweite Position B solange mit der Schublade gekoppelt ist, bis die Buchseneinheit 3 die zweite Position B erreicht hat. Bei einer weiteren Bewegung der Schublade mit der Steckereinheit 4 von der zweiten Position B in die dritte Position C ist die Kopplung zwischen der Buchseneinheit 3 und der Schublade aufgehoben.
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Wird die Steckereinheit 4 in negativer x-Richtung, d.h. beim Schließen der Verbindungsvorrichtung 1, aus der dritten Position C in die zweite Position B bewegt, wird die Buchseneinheit 3 dann aus der zweiten Position B von der Steckereinheit 4 in Richtung auf die Basiseinheit 2 bis in die erste Position A mitgenommen. Hierbei kann die zuvor gelöste Kopplung zwischen der Schublade und der Buchseneinheit 3 wieder hergestellt werden, z.B. durch einen mechanischen Umschalter. Natürlich sind auch andere Mitnahmemechanismen möglich.
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Auf diese Weise werden die Buchseneinheit 3 und die Steckereinheit 4 zusammen beginnend in der ersten Position A (gekoppelte Position, siehe 1) in x-Richtung in die zweite Position B (Test-Position, siehe 2) mit der Schublade verstellt, wobei die Basiseinheit 2 ortsfest in ihrer Position, d.h. in der Position B, verbleibt.
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Bei weiterer Verstellung der Schublade verbleibt nun die Buchseneinheit 3 in ihrer eingenommenen zweiten Position B (Test-Position) und nur die Steckereinheit 4 wird von dort aus in die dritte Position C (entkoppelte Position, siehe 3) mittels der Schublade verstellt.
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Auf diese Weise wird die Steckereinheit 4 der Verbindungsvorrichtung 1 aus der ersten Position A (gekoppelte Position) in die zweite Position B (Test-Position) und von dort aus in die dritte Position C (entkoppelte Position) und auch wieder zurück verstellt.
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Die Buchseneinheit 3 wird nur aus der ersten Position A (gekoppelte Position) in die zweite Position B (Test-Position) und von dort aus wieder zurück verstellt.
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Es ist auch möglich, dass bei eingenommener zweiter Position B (Test-Position) die Steckereinheit 4 mit der Buchseneinheit 3 wieder in die erste Position A (gekoppelte Position) zurück verstellt werden kann, ohne dass die dritte Position C (entkoppelte Position) eingenommen wird.
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Eine Verstellung der Schublade ist z.B. mittels einer nicht gezeigten aber leicht vorstellbaren Kurbel möglich. In jeder der oben genannten drei Positionen A, B, C wird die Schublade der Verbindungsvorrichtung 1 verriegelt. Zur Verstellung der Schublade muss die Verriegelung mittels manueller Betätigung entriegelt werden, erst dann kann die nächste Position A, B, C durch Verstellung der Schublade mit der Kurbel eingenommen werden.
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Die Verbindungsvorrichtung 1 weist einen Rastmechanismus 6 auf. Der Rastmechanismus 6 verriegelt bzw. fixiert die Buchseneinheit 3 in der zweiten Position B (Test-Position).
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Der Rastmechanismus 6 ist über einen Führungsabschnitt 5 an der Basiseinheit 2 befestigt. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Rastmechanismen 6 vorgesehen, nämlich einer auf der Oberseite des Rahmens 2a der Basiseinheit 2 und einer an der Unterseite des Rahmens 2a der Basiseinheit 2.
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Der Rastmechanismus 6 umfasst zwei gegenüberliegende federnde Arme 7 mit jeweils einer Nase 8 an dem jeweiligen freien Ende eines Arms 7. Die Arme 7 erstrecken sich parallel zueinander in x-Richtung jeweils über die Oberseiten und Unterseiten der Buchseneinheit 3 und Steckereinheit 4 und stehen in z-Richtung in einer x-z-Ebene von der Oberseite bzw. Unterseite der Buchseneinheit 3 hervor.
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Eine federnde Auslenkung der Arme 7 erfolgt in y-Richtung.
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In der ersten Position A (gekoppelte Position, 1) stehen die freien Enden der Arme 7 mit den Nasen 8 in positiver x-Richtung über den jeweiligen frontseitigen Rand von Oberseite und Unterseite des Steckerrahmens 4a der Steckereinheit 4 hervor.
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Die federnden Arme 7 sind in der ersten Position A (gekoppelte Position) entspannt, um eine Relaxation des Materials der federnden Arme 7 zu verhindern.
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Die anderen Enden der Arme 7, d.h. deren hintere Enden, welche zu der Basiseinheit 2 weisen, sind jeweils auf der Oberseite und der Unterseite des Basisrahmens 2a der Basiseinheit 2 in einem vorderen Bereich des Basisrahmens 2a befestigt. Unter dem vorderen Bereich ist die Stirnseite des Basisrahmens 2a zu verstehen, welche zu der Buchseneinheit 3 zeigt.
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Ausgehend von den anderen Enden der Arme 7 sind diese auf ihren Oberseiten mit einer oberen Deckwand 5a und zwischen ihren Unterseiten mit einer unteren Deckwand 5'a verbunden, wobei sich die obere Deckwand 5a etwa über die halbe Länge und die untere Deckwand 5'a etwas weiter als die obere Deckwand 5a in x-Richtung der Arme 7 erstreckt. Dies ist in 12, 13 deutlich zu erkennen.
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Die Deckwände 5a, 5'a des Führungsabschnitts 5 und die mit ihr verbundenen Abschnitte der Arme 7 bilden eine Aufnahme in Form eines Rechteckrohres eines Führungsabschnitts 5 (siehe z.B. 12-13), welcher zur verschiebbaren Aufnahme eines Halteabschnitts 9 der Buchseneinheit 3 dient.
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In dem gezeigten Beispiel sind zwei Halteabschnitte 9 vorgesehen, von denen jeweils ein Halteabschnitt 9 auf einer Oberseite und einer auf einer Unterseite der Buchseneinheit 3 befestigt ist. Die Beschreibung des Halteabschnitts 9 gilt für beide Halteabschnitte 9.
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Der Halteabschnitt 9 ist quaderförmig mit einer hinteren Stirnwand 9a und einer vorderen Stirnwand 9b ausgebildet und korrespondiert in seiner Breite und Höhe mit den Abmessungen der Arme 7 und des Führungsabschnitts 5. Der Halteabschnitt 9 kann massiv und/oder mit Verstärkungsrippen ausgebildet sein.
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In der ersten Position A (gekoppelte Position, 1) ist ein vorderer Abschnitt des Halteabschnitts 9 innerhalb des Führungsabschnitts 5 eingeschoben, da die Buchseneinheit 3 mit der Basiseinheit 2 gekoppelt ist. Der hintere, längere Teil des Halteabschnitts 9 ist dabei über die Oberseite (bzw. Unterseite) des Basisrahmens 2a verschoben und steht an der hinteren Seite des Basisrahmens 2a in x-Richtung hervor.
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Zwischen der vorderen Stirnwand 9b des Halteabschnitts 9 und einer Zwischenwand 9c des Halteabschnitts 9 ist eine Aufnahme 10 angeordnet (siehe 2 und 3). Die Aufnahme 10 weist einen kreiszylinderförmigen Innenraum mit einer Öffnung 9d in der vorderen Stirnwand 9b zur Aufnahme eines Führungsvorsprungs 12 der Steckereinheit 4, der unten noch näher erläutert wird, auf.
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An die vordere Stirnwand 9b schließt sich nach vorn eine halbkreisförmige Auflage 10a zur Auflage des Führungsvorsprungs 12 der Steckereinheit 4 an.
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An dem vorderen Ende der Auflage 10a ist beiderseits der Auflage 10a jeweils ein nach oben hervorstehender Anschlag 10b angeformt. Zwischen den Anschlägen 10b und der vorderen Stirnwand 9b des Führungsabschnitts 9 ist jeweils eine Ausnehmung 10c eingeformt.
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Der Halteabschnitt 9 ist mit seinem vorderen Ende im Bereich zwischen der Zwischenwand 9c, der Aufnahme 10, der Auflage 10a und den Anschlägen 10b auf der Oberseite bzw. Unterseite des Buchsenrahmens 3a der Buchseneinheit 3 angebracht.
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Die Ausnehmungen 10c bilden jeweils eine Aufnahme für jeweils eine Nase 8 des Rastmechanismus 6, wenn sich die Buchseneinheit 3 in der zweiten Position B (Test-Position) befindet. Dies wird unten noch im Detail erläutert.
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Jede Nase 8 umfasst eine Stirnseite 8a, eine im Wesentlichen gerade in x-Richtung verlaufende Innenseite 8b, eine Außenschräge 8c, einen Anschlagabschnitt 8d, eine Stirnfase 8e und eine hintere Fase 8f.
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Die Außenschräge 8c der Nase verläuft als ein vorderer Endabschnitt des Arms 7 um die z-Koordinate nach innen hin umgekantet, d.h. zu einer gedachten Längsmittellinie des Halteabschnitts 9 zwischen den Armen 7, und endet an der Stirnseite 8a. Von der Stirnseite 8a ausgehend erstreckt sich die Innenseite 8b in negativer x-Richtung bis zu dem Anschlagabschnitt 8d. Der Anschlagabschnitt 8d verbindet das hintere Ende der Innenseite 8b mit dem Arm 7 im Bereich der Umkantung der Außenschräge 8c. Der Anschlagabschnitt 8d verläuft etwas schräg nach vorn umgekantet.
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Zwischen der vorderen Stirnseite 8a und der Innenseite 8b ist die Stirnfase 8e angeordnet. An dem hinteren Rand der Innenseite 8b ist die hintere Fase 8f an der Verbindung zu dem Anschlagabschnitt 8d angeformt.
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Wenn die Buchseneinheit 3 in der zweiten Position B (Test-Position, 2) steht, sind die Nasen 8 des Rastmechanismus 6 durch die Federkraft der Arme 7 in die jeweiligen Ausnehmungen 10c hineingedrückt und darin aufgenommen (siehe z.B. 2 und 3).
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Dabei steht die Stirnseite 8a der Nase 8 mit dem vorderen Anschlag 10b in Kontakt. Weiterhin steht der hintere Anschlagabschnitt 8d der Nase 8 mit der Stirnseite 9b des Halteabschnitts 9 in Kontakt. Auf diese Weise sind die Nasen 8 der Arme 7 des Rastmechanismus 6 mit ihren Innenseiten 8b in den Ausnehmungen 10c zwischen den jeweiligen Anschlägen 10b und der Stirnseite 9b aufgenommen und blockieren bzw. fixieren die Buchseneinheit 3 in dieser zweiten Position B (Test-Position) in x-Richtung, d.h. in Längsrichtung der Verbindungsvorrichtung 1.
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Der Halteabschnitt 9 ist dabei in dem Führungsabschnitt 5 zwischen den Armen 7 und der oberen Deckwand 5a und der unteren Deckwand 5'a verschiebbar aufgenommen.
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In der zweiten Position B (Test-Position, 2) und auch in der dritten Position C (entkoppelte Position, 3) ist zwischen der Basiseinheit 2 und der Buchseneinheit 3 ein bestimmter Abstand 13 gebildet. Dieser Abstand 13 ist erforderlich, da die zweite Position B (Test-Position) exakt in diesem Abstand 13 (z.B. 45 mm) vor der finalen Position A (gekoppelte Position) eine elektrische Verbindung der Steuerverbinder S herstellen muss.
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In der dritten Position C (entkoppelte Position), die in 3 dargestellt ist, ist die Steckereinheit 4 aus der Buchseneinheit 3 hinausgezogen, wobei die Buchseneinheit 3 weiterhin in ihrer Position B durch den Rastmechanismus 6 gehalten bzw. fixiert verbleibt.
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Die Steckereinheit 4 weist mindestens eine Führungseinheit 11 auf. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Führungseinheiten 11 vorgesehen, von denen die eine auf der Oberseite des Steckerrahmens 4a angebracht ist. Die zweite Führungseinheit 11 befindet sich auf der Unterseite des Steckerrahmens 4a. Die Beschreibung der ersten Führungseinheit 11 gilt auch für die zweite Führungseinheit 11.
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Die Führungseinheit 11 steht von dem Steckerrahmen 4a in z-Richtung hervor und nach hinten über den hinteren Rand des Steckerrahmens 4a in negativer x-Richtung hervor.
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Jede Führungseinheit 11 weist hier zwei äußere Wände 11a und eine mittlere, innere Wand 11'a auf. Die beiden äußeren Wände 11a sind im vorderen Bereich jeweils mit einer Schräge 11b, die etwa von einem mittleren Bereich des Steckerrahmens 4a zur mittleren Wand 11'a verläuft, versehen.
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Im hinteren Bereich der Führungseinheit 11, der über den Rand des Steckerrahmens 4a übersteht, sind die Endbereiche der beiden äußeren Wände 11a ebenfalls jeweils mit einer Schräge 11 c versehen. Sowohl die Schrägen 11b im vorderen Bereich als auch die Schrägen 11c im hinteren Bereich laufen jeweils aufeinander zu.
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Die freien Enden der hinteren Schrägen 11c sind mit einem hinteren Stirnabschnitt 11d verbunden, wobei die freien Enden der vorderen Schrägen 11b mit einem vorderen Stirnabschnitt 11e verbunden sind.
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Weiterhin ist im hinteren Bereich der Führungseinheit 11, der über den Rand des Steckerrahmens 4a übersteht, unterhalb des hinteren Stirnabschnitts 11d ein Führungsvorsprung 12 angebracht. Der Führungsvorsprung 12 ist hier in Form eines zylindrischen Zapfens mit einem angespitzten Ende ausgebildet und erstreckt sich in negativer x-Richtung in Richtung der Längsachse der Verbindungsvorrichtung 1.
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In der zweiten Position B (Test-Position, 2) und auch in der ersten Position A (gekoppelte Position, 1) ist die Steckereinheit 4 mit der Buchseneinheit 3 gekoppelt. Dabei erstreckt sich der Führungsvorsprung 12 der Steckereinheit 4 mit einem Abschnitt in den oben beschriebenen kreiszylinderförmigen Innenraum der Aufnahme 10 der Buchseneinheit 3 durch die Öffnung 9d in der vorderen Stirnwand 9b und ist in der Aufnahme 10 der Buchseneinheit 3 aufgenommen. Ein weiterer, vorderer Abschnitt des Führungsvorsprungs 12 liegt dabei in der Auflage 10a der Buchseneinheit 3 auf. Der hintere Stirnabschnitt 11d der Führungseinheit 11 steht dann in Kontakt mit der Stirnwand 9b des Halteabschnitts 9 der Buchseneinheit 3.
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5 bis 11 zeigen schematische Draufsichten des Ausführungsbeispiels nach 1-4 in verschiedenen Positionen und Zwischenpositionen.
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In der Reihenfolge von 5 nach 11 ist ein Hinausziehen bzw. Auseinanderfahren der Einheiten 3 und 4 der Verbindungsvorrichtung 1 dargestellt. Ein Einfahren der Verbindungsvorrichtung 1 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge von 11 nach 5.
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5 zeigt die erste Position A (gekoppelte Position). Die Buchseneinheit 3 ist mit der ortsfesten Basiseinheit 2 gekoppelt, und die Steckereinheit 4 ist mit der Buchseneinheit 3 gekoppelt. Der Rastmechanismus 6 mit den Armen 7 ist entspannt.
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Beim Einfahren aus der ersten Position A (gekoppelte Position) in die zweite Position B (Test-Position) wird die Buchseneinheit 3 (Lastseite) von der Basiseinheit 2 getrennt und die Buchseneinheit 3 (Steuerungsebene) wird mit Durchlaufen des Abstandes 13 (45 mm) in die zweite Position B (Test-Position) verstellt. Dabei rastet der Rastmechanismus 6 in die Ausnehmungen 10c der Buchseneinheit 3 ein und blockiert diese in dieser Position.
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In der Zwischenposition in 6 sind die Buchseneinheit 3 und die Steckereinheit 4 in positiver x-Richtung ein Stück von der Basiseinheit 2 entfernt. Dabei sind die federnden Arme 7 des Rastmechanismus 6 in y-Richtung aufgespreizt, d.h. gespannt. Dies erfolgt dadurch, dass die hinteren Fasen 8f der Nasen 8 (siehe 1) in Kontakt mit den vorderen Schrägen 11b der Führungseinheit 11 der Steckereinheit 4 stehen. Im Verlauf der Bewegung der Steckereinheit 4 in positiver x-Richtung werden die Nasen 8 und somit die Arme 7 aufgrund des Gleitens der hinteren Fasen 8f an den vorderen Schrägen 11b in y-Richtung auseinanderbewegt.
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7 zeigt eine weitere Zwischenposition, in welcher die Nasen 8 mit ihren Innenseiten 8b (siehe 1) in Kontakt mit den äußeren Wänden 11a der Führungseinheit 11 stehen und bei weiterer Bewegung an diesen entlang gleiten.
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In 8 ist die zweite Position B (Test-Position) eingenommen. Die Buchseneinheit 3 steht in dem bestimmten Abstand 13 zu der Basiseinheit 2, wobei die vorderen Stirnfasen 8e der Nasen 8 am Beginn der jeweiligen hinteren Schräge 11c der Führungseinheit 11 mit diesen in Kontakt stehen. Die Arme 7 sind noch gespannt. Gleichzeitig stoßen die hinteren Anschlagabschnitte 8d der Nasen 8 (siehe 2) an die vordere Stirnwand 9b des Halteabschnitts 9, der mit der Buchseneinheit 3 fest verbunden ist, und blockieren eine weitere Bewegung der Buchseneinheit 3 in positiver x-Richtung. Auf diese Weise ist die Buchseneinheit 3 in der zweiten Position B (Test-Position) in positiver x-Richtung fixiert.
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Wenn sich nun die Steckereinheit 4 weiter in positiver x-Richtung bewegt, verbleibt die Buchseneinheit 3 fixiert durch den Rastmechanismus 6 in ihrer Position und die Nasen 8 gleiten mit ihren Stirnfasen 8e an den hinteren Schrägen 11c der Führungseinheit 11 weiter entlang (9), bis die Nasen 8 vollständig in den Ausnehmungen 10c durch die Federkraft der Arme 7 aufgenommen sind (10). Damit ist die Buchseneinheit 3 auch in negativer x-Richtung blockiert.
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Schließlich ist die Steckereinheit 4 in der dritten Position C (entkoppelte Position) wie 11 zeigt von der Buchseneinheit 3 vollständig entfernt. Die Buchseneinheit 3 verbleibt weiterhin in dem Abstand 13 zur Basiseinheit 2 durch den Rastmechanismus 6 fixiert.
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In umgekehrter Reihenfolge ausgehend von der dritten Position C (entkoppelte Position, 11) wird die Steckereinheit 4 in negativer x-Richtung bewegt und in die Buchseneinheit 3 eingeschoben, wobei der Führungsvorsprung 12 über die Auflage 10a durch die Öffnung 9d in die Aufnahme 10 der Buchseneinheit 3 eingefädelt wird (10-9-8) und die zweite Position B (Test-Position) eingenommen wird. Dabei kann sich die Buchseneinheit 3 nicht verstellen, da sie durch den Rastmechanismus 6 in ihrer Position fixiert ist.
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Beim Verlassen der zweiten Position B (Test-Position, 8) sind die Arme 7 des Rastmechanismus 6 schon durch den Gleitkontakt zwischen hinteren Schrägen 11c der Führungseinheit 11 der Steckereinheit 4 und den vorderen Stirnfasen 8e der Nasen 8 der Arme 7 bereits aufgehebelt. Bei weiterer Bewegung in negativer x-Richtung ist auf diese Weise die Blockierung der Buchseneinheit 3 in negativer x-Richtung durch das Aufspreizen der Arme 7 durch deren Nasen 8 aufgehoben ( 7-6). Die durch die Schublade bewegte Steckereinheit 4 schiebt nun die Buchseneinheit 3 bei weiterer Verstellung in negativer x-Richtung in die erste Position A (gekoppelte Position) und der Lastbereich wird wieder kontaktiert bzw. verbunden.
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12-14 zeigen schematische Perspektivansichten einer Variante des Führungsabschnitts 5 der Basiseinheit 3.
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In dieser Variante ist der Führungsabschnitt 5 im Gegensatz zu der Ausführung nach 1 bis 4 nicht fest an der Oberseite des Basisrahmens 2a der Basiseinheit 2 angebracht, sondern in einer Haube 5b in Längsrichtung (x-Koordinate) verschiebbar geführt und in verschiedenen Stellungen bzw. Stufen verrastbar ausgebildet. Auf diese Weise ist eine Einstellung unterschiedlicher Abstände 13 (siehe z.B. 5, 11) vor Ort, z.B. zur Anpassung an unterschiedliche Einsatzfälle möglich.
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Die Beschreibung gilt auch für einen zweiten Führungsabschnitt 5 an der Unterseite des Basisrahmens 2a der Basiseinheit 2.
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Die Haube 5b ist mit dem Basisrahmen 2a der Basiseinheit 2 fest verbunden und weist eine Durchführungsöffnung mit einem rechteckigen Querschnitt auf, der zu dem Querschnitt des Führungsabschnitts 5 korrespondiert. Die Durchführungsöffnung ist durch eine obere Deckseite (nicht bezeichnet) der Haube 5b, zwei parallelen Seitenwänden 5c der Haube 5b und einem Bereich der Oberseite/Unterseite des Basisrahmens 2a festgelegt.
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Die Oberseite der Haube 5b weist zwei Reihen von Rastöffnungen 5d und eine mittlere Reihe von Stellöffnungen 5e auf. Diese Reihen verlaufen parallel zueinander und in x-Richtung. Die Rastöffnungen 5d dienen zur Aufnahme von Vorsprüngen 5g (siehe 13), wobei die Stellöffnungen 5e zur Einführung eines Werkzeugs W (siehe 14) zum Betätigen einer federnden Zunge 5f vorgesehen sind. Die federnde Zunge 5f trägt die Vorsprünge 5g und ist hier als ein Abschnitt der Deckwand 5a ausgebildet.
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Die Deckwand 5a kann auch mit einer Skala 14 (siehe 12) zur Einstellung von unterschiedlichen Abständen 13 zwischen der Basiseinheit 2 und der Buchseneinheit 3 in der zweiten Position B (Test-Position) versehen sein.
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Eine weitere Variante des Führungsabschnitts 5 der Basiseinheit 3 ist in 15-16 in schematischen Perspektivansichten dargestellt.
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In dieser Variante ist die Fixierung eines verstellbaren Führungsabschnitts 5 in Richtung der x-Achse mittels eines Halteabschnitts 18 mit Verzahnung 18a realisiert. Dazu sind die Seiten der Arme 7 im Bereich der Befestigung des Führungsabschnitts 5 an dem Basisrahmen 2a der Basiseinheit 2 jeweils seitlich mit einer Verzahnung 18a versehen, welche in Eingriff mit einer korrespondierenden Verzahnung 17b an Innenseiten von Seitenwänden 17 einer Halterung H steht.
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Zur Einstellung des Abstandes 13 werden die Führungsabschnitte 5 aus den Verzahnungen 17b in z-Richtung herausgehoben und nach Einstellung des gewünschten Abstandes 13 wieder zwischen die Seitenwände 17 in die Verzahnungen 17b eingesetzt. Eine Haube 15 mit einer Deckwand 16 und zwei parallelen Seitenwänden 16a wird auf die Seitenwände 17 der Halterung H aufgesetzt, wobei seitliche Führungsvorsprünge 16b der Haube 15 in Eingriff mit Führungsnuten 17a der Seitenwände 17 kommen. Die Haube 15 kann so in x-Richtung auf die Seitenwände 17 aufgeschoben oder aufgeklipst werden. Auf diese Weise verhindert die Haube 15 ein Herausnehmen bzw. Herausfallen des Führungsabschnitts 5 aus der Halterung H in z-Richtung.
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In einer nicht gezeigten, aber leicht vorstellbaren Ausführung kann die Federkraft der Arme 7 des Rastmechanismus 6 in y-Richtung zusätzlich verstärkt werden, indem beispielsweise eine Klammer auf die Arme 7 aufgesetzt/aufgeklemmt wird und somit jeweils zwei Arme 7 in y-Richtung zusammenhält.
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Die Einsätze der Lastverbinder L und/oder Steuerverbinder S können mit entsprechenden elektrischen/optischen Leitungen vorkonfektioniert sein.
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Somit wird eine zukunftssichere und variable Lösung einer Verbindungsvorrichtung geschaffen.
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Weitere Vorteile sind
- • Zukunftssichere und variable Lösung
- • Einfache Handhabung für den Kunden (Basiseinheit 2, Buchseneinheit 3 und Steckereinheit 4 können auf einfache Weise an Schublade und Schaltschrank angebracht werden, z.B. durch Verrastungsmöglichkeiten)
- • Einsätze verrasten im Rahmen (kein Schrauben)
- • Vorkonfektionierte Kabelsätze möglich
- • Daten- und Stromübertragung über Einsätze möglich
- • Weniger Teile als aktuelle Lösungen im Markt (geringere Kosten)
- • Sehr geringe Abmessungen für die Funktionalität
- • Geringerer Verschleiß der Kontakte durch Führungsvorsprung 12
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Die Erfindung ist durch die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.
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So ist es denkbar, dass auch nur ein Führungsabschnitt 5 oder mehr als zwei Führungsabschnitte 5 mit zugehörigem/n Rastmechanismus/Rastmechanismen 6 vorgesehen sind.
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Dementsprechend kann auch nur ein Halteabschnitt 9 an dem Buchsenrahmen 3a der Buchseneinheit 3 angebracht sein, oder es können auch mehr als zwei Halteabschnitte 9 vorgesehen sein.
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Denkbar ist es auch, dass die Steckereinheit 4 nur eine Führungseinheit 11 oder mehr als zwei Führungseinheiten 11 aufweist.
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Es ist zudem auch denkbar, dass die Basiseinheit 2 beweglich, d.h. verstellbar, ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungsvorrichtung
- 2
- Basiseinheit
- 2a
- Basisrahmen
- 3
- Buchseneinheit
- 3a
- Buchsenrahmen
- 4
- Steckereinheit
- 4a
- Steckerrahmen
- 5
- Führungsabschnitt
- 5a, 5'a
- Deckwand
- 5b
- Haube
- 5c
- Seitenwand
- 5d
- Rastöffnung
- 5e
- Stellöffnung
- 5f
- Zunge
- 5g
- Vorsprung
- 6
- Rastmechanismus
- 7
- Arm
- 8
- Nase
- 8a
- Stirnseite
- 8b
- Innenseite
- 8c
- Außenschräge
- 8d
- Anschlagabschnitt
- 8e
- Stirnfase
- 8f
- Fase
- 9
- Halteabschnitt
- 9a, 9b
- Stirnwand
- 9c
- Zwischenwand
- 9d
- Öffnung
- 10
- Aufnahme
- 10a
- Auflage
- 10b
- Anschlag
- 10c
- Ausnehmung
- 11
- Führungseinheit
- 11a, 11'a
- Wand
- 11b, 11c
- Schräge
- 11d, 11e
- Stirnabschnitt
- 12
- Führungsvorsprung
- 13
- Abstand
- 14
- Skala
- 15
- Haube
- 16
- Deckwand
- 16a
- Seitenwand
- 16b
- Führungsvorsprung
- 17
- Seitenwand
- 17a
- Führungsnut
- 17b
- Verzahnung
- 18
- Halteabschnitt
- 18a
- Verzahnung
- A, B, C
- Position
- H
- Halterung
- L
- Lastverbinder
- S
- Steuerverbinder
- W
- Werkzeug
- x, y, z
- Koordinaten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1873865 A2 [0006]
- WO 2018073016 [0006]
