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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, gebildet aus
zwei lösbar
miteinander verbindbaren Steckverbindungsteilen, umfassend jeweils
ein Gehäuse
zur Aufnahme von Kontaktelementen, wobei das Gehäuse des einen Steckverbindungsteils
einen sich in Steckrichtung vor die Ebene der Anordnung der einzelnen
Kontaktelemente erstreckenden und diese einschließenden Kragen
aufweist und wobei das Gehäuse
des anderen Steckverbindungsteils mit seinen Kontaktelementen in
die durch den Kragen gebildete Aufnahme zum Kontaktieren seines
Gegensteckverbindungsteils einführbar ist.
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Elektrische
Verbinder werden aus zwei einzelnen Steckverbindungsteilen gebildet,
von denen eines als elektrische Kontaktelemente Steckerteile und
das andere Steckbuchsenteile trägt.
Die Steckverbindungsteile umfassen ein die Kontaktelemente aufnehmendes
Gehäuse.
Die Steckverbindungsteile können
in Abhängigkeit
von ihrer Anwendung unterschiedlich polig ausgebildet sein. Bei
herkömmlich ausgebildeten
Steckverbindungsteilen ist es wesentlich, dass das damit zu verbindende
Gegensteckverbindungsteil zur Ausbildung des elektrischen Steckverbinders
lagerichtig mit dem Steckverbindungsteil zusammengefügt wird.
Zu diesem Zweck weist eines der beiden Steckverbindungsteile einen
vor die Ebene der elektrischen Kontaktelemente vorragenden Kragen
auf, in dem üblicherweise
eine Codierung für das
Gegensteckverbindungsteil eingebracht ist. Dieser Kragen dient auch
zum Schutze der ansonsten freiliegenden elektrischen Kontaktelemente.
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Derartige
Steckverbinder werden eingesetzt beispielsweise bei Kraftfahrzeugen,
etwa um unterschiedliche Module mit dem Bordnetz zu verbinden. Beispielsweise
befindet sich ein derartiger Steckverbinder auch an einem Beifahrersitz,
wenn dieser unterschiedliche elektrische Aggregate aufweist, wie beispielsweise
eine Sitzheizung, eine elektrische Sitzverstellung oder dergleichen.
Bei dieser beschriebenen Anordnung ist ein Steckverbindungsteil dem
Sitz und eines dem Kraftfahrzeug zugeordnet. Ist der Sitz aus dem
Kraftfahrzeug ausgebaut, sind die in dem Gehäuse des Steckverbindungsteils
aufgenommenen elektrischen Kontaktelemente frei zugänglich,
ggf. durch den Kragen etwas geschützt. Derartige Steckverbinder
können
von jedermann gelöst
und auch wieder zusammengesetzt werden.
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Sind
jedoch über
einen solchen Steckverbinder sicherheitsrelevante Kontaktierungen
geführt, wie
beispielsweise eine Airbagansteuerung, wenn in dem entnehmbaren
Sitz Seitenairbags eingebaut sind, dann sind mit den zuvor beschriebenen
herkömmlichen
Steckverbindern nicht die notwendigen Sicherheiten realisierbar.
Derartige Steckverbinder dürften
bei solchen Anwendungen nur in der Werkstatt getrennt und wieder
zusammengefügt
werden. Begründet
ist dies unter anderem darin, dass bei den vorbekannten elektrischen
Steckverbindern nicht gänzlich
ausgeschlossen werden kann, dass bei der Handhabung des am Sitz
befindlichen Steckverbindungsteils Spannungsspitzen in die elektrischen Kontaktelemente
eingebracht werden können.
Dieses könnte
unter Umständen
zu einem Auslösen
der Seitenairbags führen.
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Aus
der Patentschrift
DE
34 09 259 C1 ist eine Leitungskupplung mit einer Abdeckklappe
vor einer Steckdose bekannt, bei der ein Stecker zu der Steckdose
hin verschiebbar ist. Ein mit dem Stecker verschiebbarer Öffner unterfasst
eine am Arm eines Scharniers der Abdeckklappe angeordnete Rolle,
um diese seitlich von der Steckdose zu entfernen. In
DE 31 51 560 A1 ist eine
Anordnung mit einer Steckkupplung für eine elektrische Anschlussleitung
offenbart, bei der eine Steckdose mit ausschwenkbaren Dichtungsblendplatten
versehen ist, die beim Herstellen der Verbindung von Führungsstiften
des Steckers selbststätig
geöffnet
werden. Gemäß
DE 86 25 124 U1 ist
bei einer elektrischen Kontaktiervorrichtung ein Kontaktstift hinter
federnden, beispielsweise als scharnierartige Klappen ausgebildeten
Verschlussstücken
befestigt, auf die beim Einstecken das Kontaktgegenstück bzw.
seitwärts
angeordnete Stifte treffen und diese dadurch automatisch öffnen. Ein
Schutz gegen unbeabsichtigtes Öffnen
der Abdeckklappen bzw. -platten ist bei dem vorgenannten Stand der
Technik nicht vorgesehen.
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In
der Offenlegungsschrift
WO
00/67055 A1 ist ein Steckverbinder für Lichtwellenleiter offenbart, bei
dem eine zum Schutz der Stirnseite eines Steckerstifts vorgesehene
Schutzvorrichtung über
eine Linearbewegung senkrecht zur Steckrichtung verschiebbar ist.
Beim Einschieben eines Steckerteils in einen Gegenstecker wird die
Schutzvorrichtung über Steuerbahnen
in eine Öffnungsposition
geführt.
Beim Herausziehen wird die Schutzvorrichtung nur über die
Steuerbahnen in eine Schließposition
geführt.
Bei einem etwaigen unbeabsichtigten Öffnen der Schutzvorrichtung
erfolgt keine automatische Rückführung in
die Schließposition.
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Ausgehend
von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher
die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Steckverbinder
dergestalt weiterzubilden, dass die in dem einen Steckverbindungsteil
enthaltenen elektrischen Kontaktelemente insbesondere auch besser
gegenüber
mechanischen Beschädigungen, Verschmutzungen,
Verschmutzungen oder dergleichen geschützt sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass an dem Kragen des einen Steckverbindungsteils zumindest eine
die durch den Kragen gebildete Öffnung
verschließende
und gegen die Kraft eines Federelementes in ihre Offenstellung bringbare
Klappe gelagert ist und diese zumindest eine Klappe in ihrer die Öffnung verschließenden Stellung
an einem eine Öffnungsbewegung
blockierenden und zum Lösen
der Anschlagstellung mit zumindest einem Stellelement ausgestatteten,
bewegbaren Anschlag anliegt und dass das andere Steckverbindungsteil
Entriegelungsglieder zum Betätigen des
dem Anschlag zugeordneten Stellelementes zum Öffnen der zumindest einen Klappe
beim Verbinden der beiden Steckverbindungsteile umfasst.
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Bei
diesem Steckverbinder weist dasjenige Steckverbindungsteil, an dem
die vor Spannungsspitzen zu schützenden
Aggregate angeordnet sind, eine oder mehrere Klappen zur Ausbildung
eines mechanischen Schutzes bei abgenommenem Gegensteckverbindungsteil
auf. Diese Klappen sind an dem Kragen des Steckverbindungsteils
beweglich gelagert und liegen in ihrer einen Zugang zu den Kontaktelementen
verschließenden
Stellung an einem Anschlag an. Durch diesen Anschlag ist ein Öffnen der Klappen
grundsätzlich
blockiert. Der Anschlag selbst ist jedoch lösbar konzipiert dergestalt,
dass dieser Anschlag durch ein oder mehrere Entriegelungsglieder
des Gegensteckverbindungsteils dann aus seiner den Anschlag bildenden
Stellung herausbewegt werden kann, um eine Öffnungsbewegung der zumindest
einen Klappe freizugeben, wenn das Gegensteckverbindungsteil mit
dem diesen mechanischen Schutz aufweisenden Steckverbindungsteil
zur Ausbildung des Steckverbinders verbunden wird. Ansonsten ist
eine bestimmungsgemäße Entriegelung des
Anschlages und somit ein Öffnen
des mechanischen Schutzes grundsätzlich
verhindert. Die Entriegelungsglieder sind beim Zusammenführen der
beiden Steckverbindungsteile dem einen Steckverbindungsteil vorauseilend
zum Entriegeln der zumindest einen Klappe angeordnet. Durch den
Zwangsverschluß des
einen Steckverbindungsteils bei abgenommenem Gegensteckverbindungsteil
sind die darin enthaltenen elektrischen Kontaktelemente wirksam
gegen Beschädigungen,
Verschmutzungen oder dergleichen geschützt. Da die zumindest eine
Klappe erst im Zuge des Zusammenführens der beiden Steckverbindungsteile
geöffnet
wird, besteht bei diesem Steckverbinder auch nicht die Gefahr, dass
aus handhabungstechnischen Gründen
von einem Benutzer Spannungsspitzen den dem durch zumindest eine
Klappe geschützten
Steckverbindungsteil zugeordneten Kontaktelementen zugeführt werden
können.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung sind als mechanische Schutzglieder
zwei Klappen vorgesehen, die schwenkbar an den Querseiten des Kragens dergestalt
angelenkt sind, dass ihre Öffnungsbewegung
eine in die durch den Kragen gebildete Aufnahme hinein gerichtete
Schwenkbewegung ist. Bei einer solchen Ausgestaltung braucht die
Tiefe des Kragens zur Aufnahme der Klappen nur eine geringere Höhe aufweisen
als diese notwendig wäre,
wenn an dem Kragen lediglich eine Klappe vorgesehen wäre. Reduziert
ist durch diese Maßnahme
der benötigte Raum
zum Anordnen des aus den beiden Steckverbindungsteilen gebildeten
Steckverbinders.
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Als
Anschlag ist es zweckmäßig, einen
solchen einzusetzen, der an dem freien Ende einer Federlasche angeordnet
ist. Diese Federlasche befindet sich zweckmäßigerweise in einer Querseite
des Kragens und ist somit in Querrichtung zu diesem Steckverbindungsteil
elastisch bewegbar. Eine den Anschlag bildende Fläche oder
ein solches Element kann sodann zum Entriegeln der Anschlagwirkung nach
außen
aus dem Kragen herausgedrückt
werden, so dass die zumindest eine Klappe zum öffnen des Zuganges zu den Kontaktelementen
verschwenkt werden kann. Ein solcher Anschlag umfasst beispielsweise
eine geneigte Stellfläche,
die als Auflauffläche
für fingerartige
Fortsätze
des Gegensteckverbindungsteils dient und anhand derer der Anschlag
beim Einführen
des Entriegelungsgliedes nach außen aus dem Kragen herausgedrückt werden kann.
Vorteilhaft ist das Vorsehen von zwei Anschlägen, wobei jeweils einer einer
Querseite des Kragens zugeordnet ist.
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Um
sicherzustellen, dass die zumindest eine Klappe in jedem Fall nach
Abziehen des Gegensteckverbindungsteils in ihrer die Öffnung des
Kragens verschließenden
Stellung ist, ist die Öffnungsbewegung
der zumindest einen Klappe gegen die Kraft eines oder mehrerer Federelemente
durchführbar.
Durch eines oder mehrerer solcher Federelemente ist die Klappe dann
aus ihrer Offenstellung selbsttätig
beim Entfernen des Gegensteckverbindungsteils in ihre Geschlossenstellung
bringbar. Eine solche Rückstellung
kann auf unterschiedliche Weise vorgesehen sein. Neben anderen,
einem Fachmann gängigen
Möglichkeiten,
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass als Rückstellelement ein durch die Kraft
einer Druckfeder unter Vorspannung stehender Schieber unterhalb
der zumindest einen Klappe angeordnet ist. Beim Öffnen der Klappe wird mit der Öffnungsbewegung
der Schieber nach unten in Richtung zu den zu schützenden
Kontaktelementen hinbewegt und die auf den Schieber wirkende Feder
gespannt. Eine Rückstellung
der zumindest einen Klappe erfolgt dann durch die in der Druckfeder
gespeicherte Energie. Die Oberfläche
des Schiebers ist zum Gewährleisten
der gewünschten
Rückstellbewegung
auch bei vollständig
eingeschwenkter Klappe, die dann etwa rechtwinklig zu dem Schieber
angeordnet ist, so gestaltet, dass diese eine konkave Wölbung aufweist.
Bei einem Einsatz von zwei Klappen ist die Oberfläche des
Schiebers entsprechend mit zwei durch eine Mittellinie getrennten
konkaven Wölbungen
versehen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zum Rückstellen
der zumindest einen Klappe eine Torsionsstabfeder eingesetzt wird.
Bei Vorsehen von zwei Klappen zum Verschließen der durch den Kragen gebildeten
Aufnahme ist jeder Klappe eine Torsionsstabfeder zugeordnet, die zweckmäßigerweise
beide durch ein Querstück
miteinander verbunden sind, so dass das in diesem Ausführungsbeispiel
eingesetzte Federelement nach Art einer Spange ausgebildet ist.
Bei dieser Spange bilden sodann die beiden Schenkel die Torsionsstabfedern.
Zweckmäßig ist
bei Einsatz einer Torsionsstabfeder, dass diese durch die Lagerstellen
der jeweiligen Klappen geführt
wird, um Relativbewegungen der Betätigungsumbiegungen auf den
Klappen zu vermeiden. Der Einsatz einer Torsionsstabfeder bringt
auch Montagevorteile mit sich.
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Nachfolgend
ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigen:
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1:
Eine schematisierte dreidimensionale Darstellung eines aus zwei
Steckverbindungsteilen zusammengesetzten elektrischen Steckverbinders,
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2:
ein schräger
Längsschnitt
durch das untere Steckverbindungsteil der 1,
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3:
einen Zwischenschritt, darstellend die Montage einer Klappe an dem
Steckverbindungsteil der 2,
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4:
eine schematische dreidimensionale Darstellung nach Art einer Explosionszeichnung
des Steckverbinders der 1,
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5a, 5b:
Montageschritte beim Zusammenfügen
der beiden Steckverbindungsteile zum Ausbilden des elektrischen
Steckverbinders der 1.
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Ein
elektrischer Steckverbinder 1 umfasst zwei Steckverbindungsteile 2, 3,
die in 1 in ihrer zusammengefügten, den Steckverbinder 1 ausbildenden
Stellung gezeigt sind. Das Steckverbindungsteil 2 umfasst
einen Kragen 4, durch den eine Aufnahme zur Aufnahme des
vorderen Abschnittes des Steckverbindungsteils 3 geschaffen
ist. An den beiden Querseiten des Kragens 4 ist in Richtung
zu dem Steckverbindungsteil 3 weisend jeweils ein Führungsfortsatz 5, 5' angeformt,
der ebenfalls eine Codierung bereitstellt, damit das Steckverbindungsteil 3 in
der richtigen Orientierung in die Kragen 4 des Steckverbindungsteils 2 eingeführt werden
kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist diese Codierung durch eine Nut 6 gebildet.
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Das
Steckverbindungsteil 2 umfasst ein Gehäuse 7 zur Aufnahme
von mehreren Kontaktelemente, die in entsprechende Aufnahmen in
dem Gehäuse 7 eingesetzt
werden können.
Wie aus 2 ersichtlich, ist der Kragen 4 an
dem Gehäuse 7 angeformt
und erstreckt sich mit seinem vorderen Abschluss vor die Ebene des
eigentlichen Kontaktelementgehäuses 7 mit
seinen Kontaktelementen. Durch den Kragen 4 ist eine Aufnahme 8 zur
Aufnahme des vorderen Abschnittes des Steckverbindungsteil 3 gebildet.
Zum Verschließen
der Aufnahme 8 bei nicht eingestecktem Steckverbindungsteil 3 sind
in die Aufnahme 8 hinein schwenkbar an den Querseiten 9, 9' des Kragens 4 zwei
Klappen 10, 10' angelenkt.
Der Übersicht
halber ist in 2 lediglich die hintere Klappe 10 dargestellt.
Die Klappen 10, 10' greifen
ein mit Lagerzapfen 11 (vgl. 1) in jeweils eine
Lagerzapfenaufnahme 12 des Kragens 4. Jede Querseite 9, 9' verfügt bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel über einen
Anschlag 13, der an dem freien Ende einer Federlasche 14 angeordnet
ist. Die Federlasche 14 ist angeformt an jeder Querseite 9, 9'. Der Anschlag 13 ist
in die Aufnahme 8 hineinragend dergestalt angeordnet, dass
sich die Unterseite der Klappen 10, 10' auf der Oberseite
des Anschlages 13 abstützt.
Auf diese Weise ist wirksam ein Öffnen
der Klappen 10, 10' solange
verhindert, wie sich der Anschlag 13 in seiner in 2 gezeigten
Stellung befindet. Durch die Anordnung des Anschlages 13 an der
Federlasche 14 ist der Anschlag 13 grundsätzlich in
Richtung der Breite des Steckverbindungsteils 2 bewegbar.
Dem Anschlag 13 zugeordnet ist eine in Einsteckrichtung
nach innen in die Aufnahme 8 geneigt ausgebildete Stellfläche 15.
Diese Stellfläche 15 dient
als Angriffsfläche
für die
dem Gegensteckverbindungsteil 3 zugeordnete vorauseilende
Entriegelungsglieder 16, 16' (vgl. 4). Beim
Verbinden der beiden Steckverbindungsteile 2, 3 bewirken
die auf die Stellflächen 15 geführten Entriegelungsglieder 16, 16', dass die Anschläge 13 nach
außen
aus der Aufnahme 8 herausbewegt werden und somit der unterhalb
der Klappen 10, 10' befindliche
Anschlag 13 aus seiner Anschlagstellung wegbewegt wird.
Die Klappen 10, 10' können sodann
nach unten in die Aufnahme 8 hinein verschwenkt werden,
damit das Steckverbindungsteil 3 mit seinen Kontaktelementen in
die Aufnahme 8 eingeführt
werden kann.
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Die
Klappen 10, 10' stehen
unter einer Federvorspannung dergestalt, dass durch die Kraft der Federelemente
die Klappen 10, 10' in
ihre Geschlossenstellung bewegt werden. Als oberer Anschlag für die Klappen 10, 10' dienen jeweils
die unteren Stirnflächen
von zwei Führungsrippen 17, 17'. Diese sind voneinander
beabstandet und dienen gleichfalls zur Führung der Entriegelungsglieder 16, 16' beim Zusammenführen der
beiden Steckverbindungsteile 2, 3.
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3 zeigt
das Steckverbindungsteil 2 mit der teilmontierten Klappe 10', die sich auf
einer Torsionsstabfeder 18 abstützt. Durch die Torsionsstabfeder 18 wird
die zum Schließen
der Klappe 10' benötigte Federkraft
bereitgestellt. Die Torsionsstabfeder 18 ist Teil einer
Federspange 19, deren anderer Schenkel ebenfalls eine Torsionsstabfeder 18' für die Klappe 10 bereitstellt.
Der Einsatz einer solchen Federspange 19 ist zweckmäßig, da
auf diese Weise grundsätzlich
eine Abstützung
der beiden Torsionsstabfedern 18, 18' gegeneinander
erfolgt. Die Torsionsstabfedern 18, 18' sind durch
das Querstück 20 zur
Ausbildung der Federspange 19 miteinander verbunden. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden
die Torsionsstabfedern 18, 18' durch die Lagerzapfen 11 der
Klappen 10' bzw. 10 geführt, wie in 1 ersichtlich
ist, um Relativbewegungen der Betätigungsumbiegungen 21, 21' auf den Klappen 10, 10' zu vermeiden.
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Das
Querstück 20 der
Federspange 19 kann ferner dazu eingesetzt werden, um die
materialelastischen Eigenschaften der Federlasche 14 zu
unterstützen
und/oder um einen maximalen Außenanschlag
für die
Federlasche 14 bereitzustellen. Letztendlich kann auch
vorgesehen sein, dass eine Ausstellung des Anschlages 13 und
somit der Federlasche 14 gegen eine durch das Querstück 20 bereitgestellte
Gegenkraft erfolgt.
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Die
Torsionsstabfedern 18, 18' weisen jeweils eine U-förmige Betätigungsumbiegung 21, 21' auf, die gegen
die Unterseite der Klappe 10 bzw. 10' wirkt.
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Aus
der Explosionsdarstellung der 4 ist das
Steckverbindungsteil 1 mit seinen Einzelteilen nochmals
erkennbar. Das bezüglich
des Steckverbindungsteils 2 vorgesehene Gegensteckverbindungsteil 3 trägt ebenfalls
ein Gehäuse 22 mit
darin angeordneten Kontaktelementen. An dem Gehäuse 22 angeformt sind
die Entriegelungsglieder 16, 16', die zum Öffnen der Klappen 10, 10' auf die Stellflächen 15 der
Anschläge 13 des
Steckverbindungsteils 2 wirken.
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In
den Längsschnitten
der 5a und 5b ist
das Zusammenspiel zwischen den beiden Steckverbindungsteilen 2, 3 beim
Verbinden derselben zum Ausbilden des Steckverbinders 1 erkennbar. 5a zeigt
das mit seinen Entriegelungsgliedern 16, 16' auf die Stellflächen 15 der
Anschläge 13 einwirkende
Steckverbindungsteil 3, ohne jedoch die Anschlaganordnung
zu lösen.
Somit ist aus 5a erkennbar, dass die Klappen 10, 10' durch die Betätigungsumbiegungen 21, 21' gegen die Unterseite der
Anschlagrippen 17, 17' gedrückt gehalten sind. Ein Aufschwenken
der Klappen 10, 10' in
die Aufnahme 8 hinein ist in dieser Stellung noch durch
die Anschläge 13 verhindert.
Erst wenn durch weiteres Einschieben die Anschläge 13 nach außen weggedrückt sind,
können
die Klappen 10, 10' in
die Aufnahme 8 hinein verschwenken, so dass das Gehäuse 22 des Steckverbindungsteils 3 mit
den Kontaktelementen des Gehäuses 7 des
Steckverbindungsteils 2 verbunden werden können, wie
dies in 5b gezeigt ist. In dieser Stellung
sind die Klappen 10, 10' in seitlichen Taschen des Kragens 4 zusammen
mit den Betätigungsumbiegungen 21, 21' der Federspange 19 gehalten.
Beim Abziehen des Steckverbindungsteils 3 von dem Steckverbindungsteil 2 werden
die Klappen 10, 10' somit
durch die in den Torsionsstabfedern 18, 18' gespeicherte Energie
selbsttätig
in ihre Geschlossenstellung zurückverschwenkt,
so dass anschließend
die Aufnahme 8 des Steckverbindungsteils 2 verschlossen
und die darin enthaltenen Kontaktelemente wirksam geschützt sind.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Steckverbindungsteil 3 mit
seinen Entriegelungsgliedern 16, 16' zusätzlich einen äußeren Schutzkragen
trägt,
der außenseitig
um den Kragen 4 herumgreift und somit der Kragen 4 in
den Schutzkragen des Steckverbindungsteil 3 aufgenommen
ist, wenn die beiden Steckverbindungsteile 2, 3 miteinander
verbunden sind. Der Schutzkragen dient zum Schutze der Entriegelungsglieder 16, 16'. Über den
Schutzkragen ist jedoch auch einen Codierung verwirklichbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrischer
Steckverbinder
- 2
- Steckverbindungsteil
- 3
- Steckverbindungsteil
- 4
- Kragen
- 5,
5'
- Führungsfortsatz
- 6
- Nut
- 7
- Gehäuse
- 8
- Aufnahme
- 9,
9'
- Querseite
- 10,
10'
- Klappe
- 11
- Lagerzapfen
- 12
- Lagerzapfenaufnahme
- 13
- Anschlag
- 14
- Federlasche
- 15
- Stellfläche
- 16,
16'
- Entriegelungsglied
- 17,
17'
- Führungsrippe
- 18,
18'
- Torsionsstabfeder
- 19
- Federspange
- 20
- Querstück
- 21,
21'
- Betätigungsumbiegung
- 22
- Gehäuse
