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Die Erfindung betrifft ein Bauelement für die elektrische Verbindungstechnik, wie
es beispielsweise für Haushaltgeräte zur Anwendung kommt, die im Betrieb
Schwingungen ausgesetzt sind wie beispielsweise eine Waschmaschine.
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Ein Trend bei Haushaltgeräten geht dahin, den Funktionsumfang dieser Geräte
immer mehr auszuweiten und ihren Automatisierungsgrad zu erhöhen. Damit
verbunden ist eine steigende Anzahl von Funktionseinheiten, Messwerterfassungs-
und Auswerteeinrichtungen, um alle zusätzlichen Funktionen ausführen,
überwachen und steuern zu können. Für die Installationstechnik bedeutet dies eine
erhöhte Anzahl von Steuer- und Stromversorgungsleitungen und elektrischen
Verbindungselementen. Im Folgenden wird für alle Arten von Leitungen der Begriff
Kabel verwendet.
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Aus Gründen der Fertigungstechnologie und des Reparaturdienstes ist eine
übersichtliche Anordnung und eine eindeutige Zuordnung von Kabeln und elektrischen
Verbindungselementen erforderlich. Für Wäschepflegegeräte, die während des
Betriebes etwa beim Waschen oder beim Schleudern erheblichen Schwingungen
ausgesetzt sind, gelten weitere Anforderungen, z. B. in puncto Montage-Festigkeit.
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Es sind Vorkehrungen zu treffen, dass die Isolierung der Kabel nicht durch
gegenseitiges Reiben beschädigt wird oder dass durch Materialermüdung Kabelbrüche
auftreten. Üblicherweise werden Kabel zu Strängen oder Kabelbäumen
zusammengefaßt und in geeigneter Weise fest mit dem Gerät verbunden. Dadurch
lassen sich auch unangenehme Klappergeräusche vermeiden. Aus
fertigungstechnischen Gründen müssen Kabel oft sehr genau räumlich positioniert sein, in diesen
Fällen müssen die Kabel besonders gesichert werden.
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Zur Befestigung der Kabel, beispielsweise an einer Steckkonsole oder an einem
Rahmenprofil des Haushaltgerätes, haben sich Klemmverbindungen durchgesetzt,
die in vielfältiger Ausführung im Handel erhältlich sind (Erzeugniskatalog der Fa.
Panduit). Eine sehr rationelle Lösung besteht darin, dass die Klemmverbindung
durch einen Bügel realisiert wird, der einstückig an die Kabelaufnahme angeformt
ist und beide Komponenten aus dem gleichen plastischen Material bestehen. Die
Klemmwirkung wird durch die Elastizität des plastischen Materials bestimmt und
durch die Formelastizität des Bügels in seiner speziellen Ausbildung. Dies ist in
den meisten Einsatzfällen ausreichend, die Kabel wirkungsvoll zu fixieren und
gegen ein Verrutschen abzusichern.
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Mit zusätzlichen Rastelementen in Verbindung mit korrespondierenden
Ausnehmungen oder Bohrungen in der Steckkonsole kann die Festigkeit der Verbindung
noch gesteigert werden, so dass sie allen bei Wäschepflegegeräten zu
erwartenden Belastungen standhält.
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In der Fertigung bieten solche Klemmverbindungen erhebliche Vorteile.
Gegenüber Schraubverbindungen werden weniger Einzelteile benötigt und bei der
Montage sind nur sehr wenige Handgriffe erforderlich. Im Vergleich zu ebenfalls oft
eingesetzten Klebverbindungen haben Klemmen den Vorteil einer größeren
Flexibilität, die Verbindung ist leicht lösbar, die Klemmen beliebig oft einsetzbar.
Außerdem ist beim Einsatz von Klemmen die Oberflächenbeschaffenheit der Konsole
bedeutungslos.
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Als Kupplungselemente sind Steckverbinder im Einsatz. Diese bestehen aus den
Komponenten Steckbuchse und Stecker, die vorzugsweise formschlüssig
miteinander verbunden werden können. Innerhalb der beiden Steckverbinderteile sind
die elektrischen Kontaktteile angeordnet. Die elektrische Verbindung der
komplementär ausgebildeten elektrischen Kontaktteile wird durch den Einschub des
Steckers in die Steckbuchse realisiert, wobei die Außenflächen des Steckers und die
Innenflächen der Steckbuchse ganz oder in Teilbereichen als Gleitfläche und
Positionierhilfe dienen. Die mechanische Verbindung der Komponenten Steckbuchse
und Stecker wird üblicherweise durch eine Verriegelung gesichert, um ein Lösen
oder Lockern der elektrischen Kontaktteile durch Schwingungseinwirkung oder
durch unbeabsichtigte Zugeinwirkung zu verhindern.
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Die Verriegelung der elektrischen Verbindung kann durch sehr unterschiedliche
konstruktive Mittel realisiert werden.
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Die DE 199 17 331 A1 offenbart einen Verriegelungsmechanismus, bei dem der
Steckerteil mit einem einseitig elastischen Bügel ausgerüstet ist, der seinerseits
eine Rastnase aufweist, die in der Endposition der Steckverbindung in eine
Aussparung in der Steckerbuchse eingreift und damit die Steckverbindung absichert.
Der Vorteil dieser Verriegelungsvorrichtung besteht darin, dass der elektrische
Kontakt von Stecker und Steckbuchse sowie ihre Verriegelung durch eine einzige
Schubbewegung hergestellt wird. Vorteilhaft ist auch, dass bei der die elektrische
Verbindung herstellenden Schubbewegung eine elastische Federkraft zu
überwinden ist, die durch Druck auf den elastischen Bügel beim Fügen erzeugt wird und
solange wirkt, bis die Rastung erfolgt ist. Die vollständige elektrische Verbindung
ist somit leicht erkennbar, Fehler beim Herstellen der Steckverbindung können
kaum auftreten.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Bauelement der elektrischen
Verbindungstechnik anzugeben, das einen erheblichen Rationalisierungseffekt insbesondere bei
der Gerätemontage ermöglicht. Der Rationalisierungseffekt soll erzielt werden
durch ein Minimum zusätzlicher technischer Mittel und durch minimale
Veränderung bzw. Anpassung bereits bekannter konstruktiver Mittel, ohne dass dabei die
Sicherheit der Funktionserfüllung gegenüber bekannten Bauelementen
eingeschränkt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungswesentlich ist, dass das vorgeschlagene Bauelement einstückig
ausgeführt ist. Der am Gehäuse der Steckerbuchse angeformte S-förmige Bügel erfüllt
gleichzeitig die Funktion als Kabelaufnahme und als Klemmhalterung für das
Bauelement insgesamt.
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Die Aufnahme für die weiterführenden Kabel und der Steckverbinder werden mit
nur einem Klemmbügel positionssicher gehalten. Auf zusätzliche Schellen oder
andere Mittel zur Befestigung der Kabel oder Steckverbinder kann verzichtet
werden. Es entfällt zumindest ein separates Bauteil und der Aufwand für dessen
Montage. Die Reduzierung der Anzahl unterschiedlicher Bauteile bewirkt auch eine
einfachere Lagerhaltung und Logistik in der Fertigung.
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Dieser Effekt ist mit dem erfindungsgemäßen Bauelement realisierbar, ohne dass
die Vorteile bekannter Lösungen nachteilig beeinflusst werden. Die einfache
Herstellung einer sicheren Verrastung der elektrischen Steckverbindung und der
sichere Halt der Kabel der Kabelaufnahme sind in keiner Weise eingeschränkt.
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Weitere Vorteile, insbesondere solche, die durch die Ausgestaltung der Erfindung
erzielbar sind, werden im nachfolgenden, die Erfindung näher erläuternden
Ausführungsbeispiel, aufgeführt.
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Die dem Ausführungsbeispiel angehörigen Zeichnungen zeigen in
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Fig. 1 Steckverbinder und Kabelaufnahme in Fügerichtung A,
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Fig. 2 die Kabelaufnahme perspektivisch,
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Fig. 3 Steckverbinder und Kabelaufnahme im Schnitt und
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Fig. 4 den Stecker in Seitenansicht.
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Um die Übersichtlichkeit der Zeichnungen nicht zu gefährden, wurde auf die
Darstellung von Einzelheiten weitgehend verzichtet.
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Abgebildet sind Steckbuchse 1 und Stecker 11 sowie der S-förmige Bügel 2 mit
Klemmhalter 9 und Kabelaufnahme 4 mit ihren für die Erfindung wichtigen
Merkmalen und deren Ausprägungen.
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Insbesondere wurde auf die Darstellung der elektrischen Kontaktelemente in den
beiden Steckkomponenten Steckbuchse und Stecker verzichtet; für das
Verständnis und die Funktionsfähigkeit der Erfindung sind die Kontaktelemente ohne
Bedeutung.
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Im Beispiel weisen Steckbuchse 1 und Stecker 11 einen rechteckigen Querschnitt
auf. Sie sind komplementär zueinander ausgebildet und so dimensioniert, dass
beide Komponenten passgenau miteinander gefügt werden können. Die inneren
Begrenzungsflächen der Steckbuchse 1 wirken als Positionierhilfe und Gleitfläche
beim Verbinden beider Elemente. Der Stecker 11 weist eine nach vorn leicht
abgeschrägte Rastschulter 13 auf, so dass die Schubbewegung beim Verbinden von
Steckbuchse 1 und Stecker 11 erleichtert wird. Die angeschrägte Rastschulter 13
gleitet gegen eine Rastzunge 7, die ohne Belastung ins Innere der Steckbuchse 1
ragt. Im dargestellten Beispiel ist die Rastzunge 7 gerade, eine Ausbildung als
nach innen gekrümmter Bogen ist vorteilhaft in Bezug auf ihre nachstehend zu
beschreibende Wirkung. Die elastische Federkraft der als einarmiger Hebel
ausgebildeten Rastzunge 7 wirkt beim Fügen der Steckverbindung solange der die
elektrische Verbindung herstellenden Schubbewegung entgegen, bis Rastzunge 7
und Rastschulter 13 formschlüssig ineinander greifen und damit die
Steckverbindung hergestellt und gleichzeitig gesichert ist. Die vollständige elektrische
Verbindung ist somit leicht erkennbar, Fehler beim Herstellen der Steckverbindung
können vermieden werden.
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Das Einlegen der Kabel 5 in die Kabelaufnahme 4 erfolgt in Steckrichtung B. Die
Kabelaufnahme 4 ist durch eine nicht dargestellte elastische Rastverbindung
verschließbar. Die Schließbewegung ist mit einer Hand leicht zu bewerkstelligen,
insbesondere wenn der Klemmbügel 2 auf der Konsole aufgesteckt ist. Mit der
Schließbewegung werden die im Inneren der Kabelaufnahme 4 angebrachten
Lippen 6 gegen die Kabel 5 gedrückt. Der ausgeübte Druck verformt die Lippen 6 und
bewirkt einen festen Sitz der Kabel 5 in der Kabelaufnahme 4. Die Lippen 6
weisen eine geringe Abweichung zur Senkrechten auf, so dass die Lippen 6 in eine
Vorzugsrichtung verformt werden. Erreicht wird dadurch eine verbesserte
rutschhemmende Wirkung. Durch die Neigung der Lippen 6 ist die rutschhemmende
Wirkung abhängig von der Zugrichtung. Dieses wird ausgeglichen dadurch, dass
Paare von je zwei Lippen 6 gegensinnig geneigt sind.
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Entlang ihrer Erstreckung sind die Lippen 6 mehrmals unterteilt, so dass in der
Kabelaufnahme 4 mehrere getrennte Bereiche entstehen. Die in der Form eines
scharfkantigen Prismas dreieckigen Querschnitts ausgebildeten Lippen 6 sind
durch senkrechten Druck, auch bedingt durch ihre leichte Neigung, leicht
verformbar. Quer zu dieser Druckrichtung sind die Lippen in Richtung B formstabil, sie
wirken wie Trennwände, die die Kabelaufnahme zur Fixierung unterschiedlich
starker Kabel in verschieden große Kammern unterteilt. Damit kann unabhängig
von der Anzahl der in die Kabelaufnahme 4 eingebrachten Kabel 5 immer eine
feste Halterung realisiert werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Rastzunge 7 an dem freien
Ende als Winkel 10 auszubilden. Der abgewinkelte Teil 10 der Rastzunge 7 ragt
durch eine Öffnung 12 in die Kabelaufnahme 4 und drückt gegen die dort
eingelegten Kabel 5, während für die Rastung nur die Kante 8 des Winkels mit der
Rastschulter 13 im Eingriff ist.
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Das Lösen der Verrastung erfolgt in einfacher Weise dadurch, dass die in der
Kabelaufnahme 4 fixierten Kabel 5 entgegen der Fügerichtung A kurzzeitig gezogen
werden. Das auf den einarmigen Hebel wirkende Moment zieht die Rastzunge 7
nach oben in Richtung zur Öffnung 12 in die Kabelaufnahme 4 und gibt die
Rastung zwischen Steckbuchse 1 und Stecker 11 frei. Bei Fehlen eines
Kabelbaumes 5 kann die Verrastung der Kabelaufnahme 4 geöffnet und die Zugbewegung
zur Entriegelung der Verrastung per Hand erfolgen. Diese Handgriffe zur
Entriegelung sind einfach und schnell auszuführen; ein spezielles Werkzeug ist nicht
erforderlich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind Steckbuchse 1 und
S-förmiger Bügel 2 über zueinander komplementäre Rastnasen und Ausnahmen
miteinander verbunden. Dadurch können beide Teile auf mechanisch einfache
Weise zeitweilig getrennt und wieder gefügt werden. Mit dieser Ausbildungsform
wird die Flexibilität des Steckverbinders bzgl. seiner Einsatzmöglichkeiten erhöht
und die Anpassung an spezielle technologische Gegebenheiten erleichtert.