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Die
Erfindung betrifft ein Rastsystem, gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Rastsysteme
finden in einer großen
Vielfalt Anwendung, beispielsweise wenn es um die Sicherung zweier
miteinander verbundener Steckerteile oder um das Zusammenfügen zweier
Gehäuseteile geht.
Die Elemente des Rastsystems sind in der Regel dabei so ausgebildet,
daß sie
durch Zusammenstecken miteinander in Verbindung gebracht werden können, sich
aber durch Aufwendung einer Kraft in der entgegengesetzten Richtung
nicht voneinander lösen
lassen. Die Fertigung von Rastelementen ist relativ großen Toleranzen
unterworfen. Dadurch tritt immer ein gewisses Spiel auf, was unter
anderem dazu führt,
daß die
beiden durch das Rastsystem miteinander verbundenen Teile gegeneinander
vibrieren können.
Bei dem Einsatz eines Rastsystems beispielsweise in einer Fahrzeugumgebung
muß dies vermieden
werden.
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Abhilfe
ist möglich,
wenn zusätzliche
Federelemente eingesetzt werden, so daß die Rastelemente immer unter
Spannung stehen. Diese zusätzlichen
Elemente bedeuten jedoch einen zusätzlichen Fertigungsaufwand
und erhöhen
die Kosten.
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US 5 678 953 zeigt in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Rastsystem, bei welchem
der Klemmabschnitt durch eine ebene Schrägfläche gebildet wird.
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Es
hat sich nun gezeigt, daß aufgrund
der schrägen
Ebene das Klemmverhalten des Klemmabschnitts noch verbesserungsfähig ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Rastsystem zu schaffen, das sowohl
ein sicheres Halten gewährleistet
als auch Toleranzen ausgleicht und dabei ein optimales Klemmverhalten
aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Rastsystem
ist vorteilhaft, weil neben der vollen Gewährleistung der Haltefunktion
des Rastsystems die Federkraft der Rastfeder so ausgenutzt ist,
daß die
Komponenten des Rastsystems immer spielfrei miteinander in Kontakt
stehen. Der Klemmabschnitt wird durch die Federkraft der Rastfeder
gegen die Gegenrast gedrückt,
wobei auch große
Toleranzzen ausgeglichen werden können. Durch einen sich an den
Klemmabschnitt anschließenden
Sperrabschnitt, dessen Fläche
senkrecht zur Steckrichtung verläuft,
ist verhindert, daß die
Rastfeder auch durch Aufwenden einer großen Kraft von der Gegenrast
gelöst
werden kann.
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Bei
der Ausführung
der Gegenrast ist eine große
Flexibilität
möglich.
Zur Optimierung des Klemmverhaltens des Klemmabschnitts ist dieser durch
eine gewölbte
Fläche
gebildet.
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Weitere
Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird nach folgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 und 2 zwei
Rastsysteme aus dem Stand der Technik,
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3 ein
erfindungsgemäßes Rastsystem mit
gewölbtem
Klemmabschnitt,
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4a bis 4c ein
erfindungsgemäßes Rastsystem
im Vergleich unterschiedlicher Toleranzlagen, und
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5a und 5b das
Rastsystem der 4a bis 4c unter
starker Zugbelastung.
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Die 1 und 2 stellen
Rastsysteme aus dem Stand der Technik dar. In 1 wirkt
eine Rastfeder 1 mit einer Gegenrast 2 zusammen.
Im dargestellten Zustand sind diese beiden Elemente verrastet, so
daß sie
sich bei Einwirkung einer Kraft in Pfeilrichtung nicht voneinander
lösen können. Eine gestrichelt
gezeichnete Rastfeder 1' stellt
die Rastfeder in einer Position vor dem Zusammenstecken dar. Die
Rastfeder 1 bzw. 1' ist
senkrecht zur Steckrichtung in Richtung der Gegenrast 2,
in 1 also nach oben, vorgespannt. Beim Zusammenstecken
gleitet eine Gleitfläche 3 an
der Gegenrast 2 entlang, so daß die Rastfeder 1 entgegen
ihrer Vorspannung belastet wird. Nach dem Überwinden der Gegenrast 2 schnappt
die Rastfeder 1 wieder in ihre vorgespannte Lage, womit
sie hinter der Gegenrast 2 verrastet ist. Bei Einwirkung
einer Kraft in Pfeilrichtung liegt die Rastfeder 1 mit
einem Sperrabschnitt 4, der senkrecht zur Steckrichtung
verläuft,
an der Gegenrast 2 an. Somit ist ein Lösen der Verrastung verhindert.
In 2 ist eine ähnliche
Konstruktion gezeigt, jedoch weist bei diesem Beispiel aus dem Stand
der Technik der Sperrabschnitt 4 nicht in Richtung der
Rastfeder, sondern in die von ihr abgewandte Richtung. Der Unterschied
liegt in der Befestigung der Rastfeder an dem durch die Verrastung
zu verbindenden Teil.
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Die 3 zeigt
hingegen ein gemäß der Erfindung
ausgeführtes
Rastsystem. Auch ein erfindungsgemäßes Rastsystem weist eine Rastfeder 21 auf,
die gegen eine Gegenrast 22, also senkrecht zur Steckrichtung
des Rastsystems, vorgespannt ist.
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Die
Vorspannkraft, erzeugt durch einen Federarm 30, ist durch
den Pfeil F angedeutet. Im Gegensatz zum Stand der Technik weist
ein Rastende 25 der Rastfeder 21 nicht nur einen
Sperrabschnitt 24 auf, sondern zusätzlich einen Klemmabschnitt 26. Dieser
schließt
sich an die Rastfeder 21 an. In einer Raststellung, in
der sich das Rastsystem im verrasteten Zustand normalerweise befindet,
wirkt die Gegenrast 22 mit dem Klemmabschnitt 26 zusammen. Je
nach Toleranzlage der Bauteile bewegt sich die Rastfeder 21 mehr
oder weniger in Richtung ihrer Vorspannkraft, bis sie an der Gegenrast 22 anschlägt. Auf
jeden Fall ist stets gewährleistet,
daß zwischen
der Rastfeder 21 und der Gegenrast 22 eine kraftschlüssige Verbindung
besteht. Somit ist ausgeschlossen, daß sich in der verrasteten Position die
beiden Teile gegeneinander verschieben können, wie dies normalerweise
bei Vibrationen der Fall ist. Vibrationen, die durch die ständige Belastung
zu einem Bruch oder zur Beschädigung
von Teilen führen können, sind
somit von vornherein ausgeschlossen. Gerade bei elektrischen Systemen
wie beispielsweise Steckern, bei denen neben der mechanischen Verbindung
auch eine elektrische Verbindung von Bedeutung ist, sind somit Störungen von
vornherein vermieden.
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Anhand
der 4A bis 4C ist der große Vorteil
beschrieben, den das erfindungsgemäße Rastsystem aufweist. Die
Lage der miteinander zu verbindenden Teile 37 und 38 ist
nämlich
auch bei großen
Toleranzen genau festgelegt. Die 4A zeigt
dabei das Rastsystem, wenn alle einzelnen Komponenten Nennmaße aufweisen.
Die zu verbindenden Teile 37 und 38 sind dabei
andeutungsweise dargestellt. Das erste Teil 37 steht mit
einer Rastfeder 31 in Verbindung, während an das zweite Teil 38 eine Gegenrast
angeformt ist. Zur Unterscheidung der drei Fälle der 4A bis 4C ist
die als Rastvorsprung ausgeführte
Gegenrast mit den Bezugszeichen 32A, 32B und 32C versehen.
Der Rastvorsprung 32A, der in 4A mit Nennmaßen dargestellt
ist, ist in den 4B und 4C mit veränderten
Toleranzlagen dargestellt. Der Rastvorsprung 32B in der 4B ist
dabei deutlich länger
als in 4A und auch breiter. Für das Rastsystem hat dies zur
Folge, daß die
Rastfeder 31 weiter entgegen ihrer Vorspannrichtung ausgelenkt
bleibt, als dies bei Nennmaßen
der Fall ist. Die beiden Teile 37 und 38 nehmen
trotzdem die gleich Position zueinander ein. Die Kante des Rastvorsprunges 32B liegt
dadurch an einer anderen Stelle des Klemmabschnittes 36 an, als
dies bei der 4A der Fall ist. Die 4C zeigt eine
Abweichung der Maße
des Rastvorsprunges, der in 4C mit 32C bezeichnet
ist, in die andere Richtung des Toleranzbereiches. Der Rastvorsprung 32C ist
wesentlich kürzer
ausgeführt
als der Rastvorsprung 32A in 4A. Trotz
dieser Abweichung nimmt auch bei. dieser Toleranzlage die Teile 37 und 38 die
gleich Lage zueinander ein, wie bei den vorangegangenen Beispielen
der Toleranzlage.
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Das
Verhalten des Rastsystems bei Belastung ist in den 5A und 5B zu
erkennen. In diesen Figuren ist gezeigt, wie das Rastsystem auf Zugbelastung
reagiert. In der 5A wird dabei das Teil 38 mit
einer relativ geringen Kraft S beaufschlagt. Aufgrund der Vorspannkraft
der Rastfeder 31 bleiben beide Teile 37 und 38 in
der gleichen Position, wie ohne Beaufschlagung mit einer Kraft.
Die Vorspannkraft der Rastfeder 31 und die Reibungskraft,
die zwischen dem Rastvorsprung 32 und dem Klemmabschnitt 36 besteht,
verhindern ein Verschieben des Rastvorsprunges 32 auf dem
Klemmabschnitt 36. Bei starker Erhöhung der Kraft S wird die Haftreibung
zwischen dem Rastvorsprung 32 und dem Klemmabschnitt 36 überwunden
und die Rastfeder 31 wird entgegen ihrer Vorspannkraft
gespannt. Dadurch verschiebt sich die Position der Teile 38 und 37 zueinander,
das heißt
es entsteht ein Luftspalt 39 zwischen diesen beiden Teilen.
Jedoch muß auch
bei sehr starker Beanspruchung sichergestellt werden, daß sich die
beiden miteinander verrasteten Teile 37 und 38 nicht
voneinander lösen
können.
Daher schließt
sich an den Klemmabschnitt 36 ein Sperrabschnitt 34 an.
Dieser Abschnitt steht senkrecht zu der Steckrichtung des Rastsystems.
Dadurch ist ein Lösen
der Ver rastung so lange verhindert, bis die Rastfeder 31 oder
der Rastvorsprung 32 brechen.