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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder
mit einem eine Gewindehülse
ausbildenden Steckerteil zum Aufschrauben einer Überwurfmutter eines mit dem
Steckerteil zusammensteckbaren Gegensteckerteil.
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Bei derartigen Steckverbindern ist
es bekannt, dass Steckerteil und Buchsenteil durch eine Überwurfmutter
gegen ein ungewolltes Trennen voneinander gesichert werden. Hierzu
wird üblicherweise
die Überwurfmutter
auf das gegenseitige Außengewinde
des Steckerteils bis zu einem axialen Anschlag am Steckerteil, der
häufig
durch eine O-Ring-Dichtung oder einem Äquivalent axial abgedichtet
ist, aufgedreht und fest angezogen, damit sich die Schraubverbindung
nicht lösen
kann.
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Nachteilig bei diesen bekannten Steckverbindern
ist die benötigte
Zeit für
ein Befestigen oder Lösen
einer derartigen Steckverbindung, wenn bei einen Schadensfall die
Steckverbindung schnell gelöst
und ein schadhaftes Teil ausgetauscht werden muss.
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Aus der
DE 100 03 924 A1 ist bekannt,
dass ein Steckverbinder mittels eines Bajonett-Verschlusses lösbar mit einer Steckeraufnahme
verbunden werden kann. Hierzu sind zueinander passende Kulissen
an den Außenflächen der
Führungshülsen und der
Aufnahme des Steckverbinders angebracht, die mit korrespondierend
angeordneten Führungszapfen beim
Zusammenstecken und Verdrehen der Führungshülse für einen Festsitz der Verbindung
sorgen. Diese Verbindungsart wird aufgrund der mechanischen Beanspruchung
der Führungszapfen
und der dazu passenden Kulisse zur axialen Verbindung für Steckverbinder
mit kleinem Steckerbild nicht verwendet.
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Aus der
DE 30 22 102 C1 ist ein
koaxialer HF-Steckverbinder bekannt, bei dem zumindest einer der
Steckerverbinder als Gewindehülse
mit einem Außengewinde
ausgeführt
ist und bei dem sowohl ein Schraubsteckerteil als auch ein Steckerteil mit
einem Bajonettverschluss aufgedreht bzw. mittels drehender Verriegelung
befestigt werden kann. Allerdings sind bei diesem Steckverbinder
die bei der Handhabung auftretenden Steck- und Ziehkräfte beim
Zusammenstecken und Lösen
der Verbindung durch den hierbei üblichen Wegfall von Dichtungen nicht
sehr groß,
so dass nur geringe Belastungen für die Verriegelungsnasen auftreten.
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Aus der
DE 296 18 581 U1 ist ein
elektrischer Steckverbinder bekannt, bei dem auf ein Steckerteil das
korrespondierende Buchsenteil mittels einer Überwurfmutter befestigt werden
kann. Hierbei enthält
die Überwurfmutter
sowohl ein Innengewinde zum Anschluss auf ein Steckerteil mit ein
Außengewinde
als auch profilartige Aussparungen zum Anschluss auf ein Steckerteil
mit Außenzapfen,
beispielsweise eine Bajonettverbindung. Nachteilig ist, dass die
Außenzapfen
geringe Belastungen hinsichtlich der auftretenden Steck- und Ziehkräfte standhalten.
Bei der Benutzung der Schraubverbindung ist eine schnelle Montage
der Steckverbindung nicht möglich,
da der komplette Einsteckweg mittels der Überwurfmutter verschraubt werden
muss.
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Aus der
EP 0 431 408 A2 ist ein
elektrischer Steckverbinder mit Bajonettverriegelung bekannt. Hier
wird die schnelle Montage dadurch erreicht, dass eine Führungsnut
für die
Aufnahme einer Führungsrippe
einen hohe Steigung aufweist. Die nahezu konstant hohe Steigung
vermag jedoch die unterschiedlichen Anforderungen bezüglich des
Festsitzes nicht zu erfüllen.
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Aus der
US 6,099,329 ist ein elektrischer Steckverbinder
bekannt, bei dem die Gewindehülse nur
aus zwei Abschnitten besteht. Da die Gewindehülse keine geschlossene zylindrische
Form mehr aufweist, ist eine derartiger Steckverbinder instabil und
nicht dauerhaft zuverlässig
haltbar. Steck-, Zieh- und Drehkräfte können während des Steckvorgangs leicht
zu Beschädigungen
der Abschnitte der Gewindehülse
führen.
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Für
den industriellen Einsatz von Steckverbindern, die an Maschinen,
Sensoren und an Signale oder Spannung verteilende Elektronikgeräte vorgesehen
sind werden harte Anforderungen hinsichtlich Robustheit und Dichtigkeit
gestellt. Dabei haben sich Abdichtungen mittels Ringdichtungen im
rauen Industrieeinsatz bewährt.
Hinzu kommt, dass im Falle von Störungen an der Maschine und
damit verbundenes Auswechseln ausgefallener Bauteile, Sensoren oder
elektronischer Geräte
deren Verbindungsleitungen zur Entnahme dieser Bauteile schnell
von diesen Geräten
getrennt werden müssen.
Damit ist bei den derzeitig verwendeten Steckverbindern ein nicht
unerheblicher Zeitaufwand damit verbunden, die jeweilige Verschraubung
des Steckverbinders zu lösen.
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Die vorliegende Erfindung zeigt eine
gegenüber
dem Stand der Technik robuste Befestigungsart, die dem derzeitig
nicht unerheblichen Zeitaufwand minimiert und zusätzlich den
Anschluss von marktüblichen
Steckverbindern gewährleistet.
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Die vorgeschlagene Konstruktion beschränkt sich
auf eine ausschließliche
Verwendung eines Schraubgewindes für diese Art von Steckverbindern, bei
der durch das Aufschrauben kurz vor der axialen Fügbarkeitsgrenze
eine Dichtung zusammengepresst wird, die die Kontakte vor den häufig vorhandenen
rauen Umwelteinflüssen
schützen
sollen.
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Es wird deshalb ein elektrischen
Steckverbinder mit einem eine Gewindehülse ausbildenden Steckerteil
zum Aufschrauben einer Überwurfmutter oder
zum Einschrauben in ein feststehendes Gehäuseteil eines elektronischen
Gerätes
vorgeschlagen, bei dem das Außengewinde
der Gewindehülse
mindestens einen in Steckrichtung vorgesehenen gewindefreien Bereich
aufweist, in den beim Zusammenstecken eines für diesen gewindefreien Bereich äquivalent
dazu angepasstes Innengewinde einer Überwurfmutter bzw. eines Gehäuses nahezu
vollständig eingesteckt
werden kann, derart, dass sich ein Festdrehen der Verschraubung
auf eine halbe bis maximal eine Umdrehung reduziert. Die Konstruktion
erlaubt zusätzlich
die Verwendung vollständiger Schraubgewinde
und somit die Kombination mit Standard-Steckverbindern der gleichen
handelsüblichen
Größe und Anschlussart.
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Hierzu zeigen die Figuren
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1 zwei
Steckverbinder der gattungsmäßigen Art
mit einer Gewindehülse
mit Außengewinde und
einer Überwurfmutter
mit Innengewinde
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2 eine
Gewindehülse
mit einem in Teilbereichen vorhandenen Außengewinde und gewindefreien
Bereichen zwischen diesen Gewindebereichen
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3 eine Überwurfmutter
mit einem in Teilbereichen vorhandenen Innengewinde und gewindefreien
Bereichen zwischen diesen Innengewinde-Bereichen
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4 Eine
mit einer Überwurfmutter
zusammengedrehte Gewindehülse
mit der Anordnung von Kontakte aufnehmenden Isolierteilen, die mittels
einer O-Ring-Dichtung den Kontaktbereich flexibel abdichten
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5 Eine
Gewindehülse
mit einem Außengewinde,
bei dem die Gewindebereiche durch gewindefreie Bereiche derart getrennt
sind, dass der gewindefreie Bereich gegenüber der Steck- und Fügerichtung
schräg
verläuft
Steckverbinder 1, 2 nach 1 sind in ihrem Gesamtaufbau der Bauteile
von den handelsüblichen
Steckverbindern zum Beispiel für
Sensoren- oder Ventilanschluss nur durch die Verwendung von neuartigen
Schraubanschlüssen
in Form einer Gewindehülse 3 und
einer Überwurfmutter 4 zu
unterscheiden. Dabei sind die Verschraubungsteile 3 und 4 in
ihrer äußeren Kontur
mit den handelsüblichen
Steckverbindern dieser Art kompatibel. Die Kompatibilität ist auch
Bedingung, damit handelsübliche
Steckverbinder und die Steckverbinder 1, 2 nach 1 mit den Merkmalen für einen
Schnellanschluss miteinander kombiniert werden können, ohne dass ein Nachteil
entsteht.
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So ist auf der Gewindehülse 3 nach 1 ein Außengewinde vorgesehen, dass
jedoch nur in Teilbereichen 5 des Umfangs der Gewindehülse 3 vorhanden
ist. Durch eine Positionierung dieser Gewindebereiche 5 entstehen
gewindefreie Bereiche 7, 7', die einen Innengewindebereich 6 einer Überwurfmutter
aufnehmen kann. Im Gegensatz dazu hat das Schraubsteckerteil 2 eine
mit einem Innengewinde 6 versehene Überwurfmutter 4, die
gegenüber
der Fügeposition
liegende gewindefreie Bereiche 8, 8', 8'' und
Bereiche mit einem Gewinde 6 hat.
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In 2 ist
diese Gewindehülse 3 mit
der für die
Handhabung förderlichen
Rändelung
für ein
Verdrehen der Gewindehülse 3 in
einer perspektivischen Darstellung gezeigt, aus der die Bereiche
mit dem Gewinde 5, 5' 5'' und
deren Anordnung zu entnehmen ist. Obwohl in 2 eine unsymmetrische Aufteilung des
Gewindebereichs 5, 5', 5'' am
Umfang der Gewindehülse 3 dargestellt
ist, könnte
in einer einfacheren Form auch eine symmetrische Anordnung möglich sein.
Die unsymmetrische Anordnung hat jedoch den Vorteil, dass ein Fügen nur
in einer Position bei einer Umdrehung möglich ist, was für die Befestigung
des Steckverberbinders 1 dann von Vorteil ist, wenn eine
Dichtung 14 nach 4 mit
einer hohen Flexibilität
Verwendung findet, so dass aufgrund der Gewindesteigung ein größerer Verdrehwinkel
der Gewindehülse 3 bis
nahe an einer vollständigen
Umdrehung notwendig wird.
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In 3 ist äquivalent
zur Gewindehülse 3 die Überwurfmutter 4 mit
ihrem Innengewindefreien Bereich 8, 8', 8'' an den einem Zusammenstecken beider
Teile gegenüberstehenden
Bereichen ausgestattet. Somit können
die radial vorstehenden Gewindebereiche 5, 5', 5'' der Gewindehülse 3, die in ihrer Ausdehnung
in Umfangsrichtung den freien Bereichen der Überwurfmutter 4 angepasst
sind, ineinander tauchen, bis dass die Dichtung 14 ein
Ineinanderschieben in Fügerichtung
X-X nach 4 begrenzt. Bei
einer symmetrischen Anordnung der Gewindestücke 5, 5', 5'', 6, 6', 6'' am Umfang beider Bauteile sind
in dem zu fügenden
jeweiligen Gegenstück gewindefreie
Bereiche 7, 7', 7', 8, 8', 8'' in der gleichen Umfangsposition
und deren Größe angeordnet, so
dass ein größtmöglicher Überdeckungsbereich des
tragenden Gewindes gegeben ist. Insbesondere ist zum leichten Finden
der Fügeposition
des Steckbildes durch ein Verdrehen in Umfangsrichtung an der Rändelaußenseite
eine Außenmarkierung 17, 18 angebracht,
die bei Übereinstimmung
der Position beider Markierungen, die vorteilig durch eine Farbmarkierung
oder wie in 2 und 3 dargestellt als rändelfreie
Fläche
einen markanten optischen Punkt erzeugt, ein Ineinanderstecken von
Gewindehülse 3 und Überwurtmutter 4 ermöglichen. 4 zeigt die Anordnung, bei
der die Gewindehülse 3 und die Überwurfmutter 4 miteinander
verschraubt sind. Dabei wird eine ringförmige Dichtung 14,
die marktüblich
als O-Ring ausgeführt
ist zwischen den Bauteilen und deren axial ausgerichteten Anlageflächen 13 und 15 beider
Steckverbinder 1 und 2 in der Fügerichtung
Y zusammengedrückt,
so dass die in dem Steckverbinder isoliert positionierten Kontakte vor
den teilweise widrigen Umwelteinflüssen geschützt werden.
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Eine vorteilige Ausgestaltung der
Ausrichtung der gewindefreien Bereiche ist in 5 dargestellt. Die Ausrichtung des gewindefreien
Bereichs auf der Oberfläche
der Gewindehülse 3 und äquivalent
dazu in der Überwurfmutter 4 ermöglichen
bei der Handhabung bereits einen leichten Drehansatz des jeweiligen
Schraubteils. Hierbei ist die Gesamtausrichtung des gewindefreien
Bereichs 7, 7', 7'' auf der Gewindehülse 3 oder äquivalent
der gewindefreie Bereich 8, 8', 8'' in
der Überwurfmutter 4 in
einem für
beide Bauteile übereinstimmenden
Winkel Alpha angeordnet, so dass die zu diesen gewindefreien Bereichen
korrespondierenden Gewindebereiche 5, 5', 5'', 6, 6', 6'' unter dem gleichen Winkel angeordnet
sein müssen.
Hierbei ist es wichtig, dass auch die Position dieser Bereiche in
Umfangsrichtung korrespondierend übereinstimmen.
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Es versteht sich von selbst, dass
sich der Gewindegang vor und nach einem gewindefreien Bereich 7, 7' 7'' in einer für das Gegengewinde notwendigen
Flucht liegt, damit ein Aufschrauben der Überwurfmutter 4 gewährleistet
ist. Somit ist auch eine Verwendung handelsüblicher Steckverbinder 1, 2 mit Vollgewinde
für beide
Steckerarten zu verwenden. Bei der Kombination von Steckverbindern
mit unterschiedlichem Steckbild, zum Beispiel einer symmetrischen
Anordnung der gewindefreien Bereiche oder unsymmetrischen Anordnung
dieser Bereiche, verhalten sich diese Steckverbinder gegenüber einem anderen
Steckverbinder wie ein handelsüblicher Steckverbinder
mit einem Vollgewinde, bei dem die Schraubteile in der herkömmlichen
zeitaufwendigen Handhabung aneinander befestigt werden können.
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In einer weiteren nicht dargestellten
Ausgestaltung ist anstelle eines Schraubsteckerteils 2 mit einer Überwurfmutter 4 ein
feststehendes Gehäuseteil
eines Gerätes
mit einem entsprechend der Überwurfmutter
angepassten Aufnahmegewindeteil denkbar. Wird die Ausgestaltung
des Innengewindes eines Geräteanschlusses
den Bedingungen für
das Innengewinde 6, 6', 6'' der Überwurfmutter 4 gemäß der Erfindung
angepasst, wird auch bei direktem Geräteanschluss die zeitaufwendige
Handhabung der Befestigung des Steckverbinders 1 minimiert.
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- 1
- Steckerteil
mit Gewindehülse
- 2
- Schraubsteckerteil
mit Überwurfmutter
- 3
- Gewindehülse
- 4
- Überwurfmutter
- 5
- Außengewinde
- 6
- Innengewinde
- 7
- gewindefreier
Bereich an Gewindehülse
- 8
- gewindefreier
Bereich in der Überwurfmutter
- 9
- Gewindeanschnitt
in Aufschraubrichtung der Gewindehülse
- 10
- Gewindeanschnitt
in Aufschraubrichtung in der Überwurfmutter
- 11
- scharfkantiges
Gewindegang-Ende der Gewindehülse
- 12
- scharfkantiges
Gewindegang-Ende in der Überwurfmutter
- 13
- Stirnfläche der
Gewindehülse
- 14
- Dichtring
- 15
- axiale
Anlagefläche
der Überwurfmutter
- 16
- schräger Verlauf
des Gewindefreien Bereichs an der Gewindehülse
- 17
- Außenmarkierung
am Rändel
der Gewindehülse
- 18
- Außenmarkierung
am Rändel
der Überwurfmutter