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Die
Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, insbesondere ein elektrisches
Verbindungssystem, mit einem Stecker und mit einer Buchse, wobei für die Verbindung
von Stecker und Buchse eine Bajonettverbindung vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die
Erfindung betrifft auch einen Stecker zur Verbindung mit einer Buchse
gemäß Anspruch
33.
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Ein
gattungsgemäßes Verbindungssystem ist
aus der
DE 20 2005 002
921.1 bekannt.
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Im
Fahrzeugbau, insbesondere im Kraftfahrzeugbau, werden zunehmend
auch im Gepäckraum, zum
Beispiel im Kofferraum, im Bereich der Rücksitze und im Ladebereich mechanische
und vor allen Dingen auch elektrische Verbindungssysteme gewünscht. Die
aus der Praxis bekannten elektrischen Verbindungssysteme sind aufgrund
ihrer Ausgestaltungen unhandlich bzw. stellen störende Elemente dar. Dies gilt
insbesondere für
den Kofferraum, wobei möglichst
keine vorstehenden Teile gewünscht
werden. Wenn die bekannten elektrischen Verbindungssysteme nicht
in Benutzung sind, wird die Buchse in der Regel durch ein separates
Abdeckglied abgedeckt, sofern die Verbindung nicht vollständig offen bleibt.
Der letztere Fall ist besonders dann gegeben, wenn das Abdeckglied
verloren geht.
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Das
aus der gattungsgemäßen Schrift
bekannte Verbindungssystem stellt demgegenüber eine entscheidende Verbesserung
dar. Das gattungsgemäße Verbindungssystem
weist eine relativ geringe Bautiefe auf und tritt sowohl im eingebauten
Zustand als auch bei Nichtbenutzung nicht störend in Erscheinung. Möglich ist
dies dadurch, dass eine Bajonettverbindung vorgesehen ist, welche
wenigstens einen axial verlaufenden Einführungskanal und wenigstens einen
sich daran anschließenden
in Umfangsrichtung verlaufenden Verriegelungskanal aufweist, wobei
die zur Verbindung mit dem Stecker vorgesehene Stirnseite der Buchse
mit einer Abdeckung abgedeckt ist, die derart verstellbar in der
Buchse angeordnet ist, dass beim Aufsetzen des Steckers durch diesen
die Öffnung
zur Herstellung der Verbindung freigegeben wird.
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Durch
die Ausbildung des Bajonetts mit dem axialen Einführungskanal
und dem in Umfangsrichtung verlaufenden Verriegelungskanal wird
einerseits eine sichere Verbindung geschaffen und andererseits jedoch
nur eine relativ geringe Bautiefe benötigt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung
der Abdeckung lässt
sich die Buchse in nicht störender
Weise an der gewünschten
Stelle integrieren bzw. dieser entsprechend anpassen. So lässt sich
zum Beispiel ein Einbau in eine Fahrzeugwand oder einen Ladeboden
vornehmen. Gleichzeitig wird eine schmutzsichere Abdeckung für die elektrischen
Kontakte geschaffen, so dass deren Funktionsweise auch bei einem
längeren
Nichtgebrauch nicht beeinträchtigt wird.
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Die
Buchse kann dabei so in ein sie umgebendes Bauteil eingebaut werden,
dass die Oberfläche
der Buchse zusammen mit der Abdeckung wenigstens annähernd mit
der Oberfläche
des die Buchse umgebenden Wandteiles bündig ist. Beschädigungen
der Buchse werden auf diese Weise vermieden und ein Laderaum wird
nicht durch vorstehende Teile beeinträchtigt.
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Wenn
bei einem elektrischen Verbindungssystem die Kontakte umfangsseitig
angeordnet sind, wird eine einwandfreie elektrische Kontaktierung
geschaffen, wobei hinzukommt, dass bei Durchführung der elektrischen Verbindung
aufgrund der Drehbewegung des Steckers in der Buchse die Kontakte
stets freigerieben werden, wodurch Oxidationen vermieden werden.
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Die
Verstellbarkeit der Abdeckung und die Freigabe der Öffnung der
Buchse für
eine Verbindung kann auf verschiedene Weise erfolgen. In einfacher
Weise kann hierfür
eine Federeinrichtung vorgesehen sein, die beim Einführen des
Steckers in die Bajonettverbindung die Abdeckung zurückdrückt. Nach
Entfernen des Steckers kann durch eine Federvorspannung zwangsweise
die Abdeckung wieder vor die freie Stirnseite gesetzt werden.
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Neben
einer Ausbildung als elektrische Verbindungsvorrichtung lässt sich
das erfindungsgemäße Verbindungssystem
auch gleichzeitig für
eine mechanische Verbindung vorsehen. Hierzu ist es lediglich erforderlich,
dass als Stecker ein entsprechend ausgestaltetes Verbindungsglied
vorgesehen wird, dass zum Beispiel mit einem Haken oder einer Öse versehen
ist, um zum Beispiel Spannseile einhängen zu können. Ebenso lässt sich
ein derartiges Befestigungsglied auch als Aufhängeeinrichtung, beispielsweise
für einen
Getränkehalter,
eine Handyhalterung oder dergleichen, verwenden.
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Von
Nachteil bei dem Verbindungssystem gemäß der
DE 20 2005 002 921.1 ist, dass
das Einsetzen eines Steckers in die Buchse aufgrund des Bajonettverschlusses
eine Drehbewegung erfordert. Der Benutzer muss zum Einbrin gen des
Steckers in die Buchse diesen zuerst axial einsetzen und anschließend drehen.
Das Lösen
des Steckers von der Buchse erfolgt dabei in umgekehrter Reihenfolge. Anwendungen
im Fahrzeug sollen jedoch möglichst einfach
in der Handhabung sein.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem
zu schaffen, das eine relativ geringe Bautiefe aufweist und bei dem
das Verbinden des Steckers mit der Buchse bzw. das Lösen des
Steckers von der Buchse in möglichst
einfacher Weise erfolgt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, einen Stecker
zur Verbindung mit einer Buchse zu schaffen, der einfach mit der
Buchse zu verbinden und von dieser zu lösen ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass der Stecker eine Zwangsführung aufweist,
welche eine Axialbewegung eines Betätigungselements des Steckers
in eine Drehbewegung eines Verbindungselements des Steckers umwandelt.
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Durch
die Zwangsführung
wird erreicht, dass der Benutzer lediglich eine Axialbewegung durchführen muss
und die Drehbewegung, welche zum Schließen der Bajonettverbindung
notwendig ist, von dem Stecker selbst zwangsweise ausgeführt wird.
In einfacher Weise kann der Stecker mit der Buchse somit dadurch
verbunden werden, dass der Stecker bzw. dessen Verbindungselement
durch eine Axialbewegung in die Buchse bzw. den Einführungskanal der
Buchse eingeschoben wird. Möglich
ist dabei die Ausbildung eines Anschlags, der die Axialbewegung des
Verbindungselements direkt oder indirekt begrenzt, so dass durch
die Zwangsführung
eine weitere Axialbewegung des Betätigungselements mechanisch
in eine Drehbewegung des Verbindungselements umgewandelt wird.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Zwangsführung erst
wirksam wird, wenn eine der Axialbewegung des Betätigungselements
entsprechende Axialbewegung des Verbindungselements verhindert ist.
Damit wird sichergestellt, dass die Drehbewegung des Verbindungselements
erst einsetzt, wenn dieses den Einführungskanal passiert und die
Mündung
des Verriegelungskanals erreicht hat. In konstruktiv vorteilhafter
Weise kann dies dadurch gelöst
werden, dass das Verbindungselement mit wenigstens einer Steuerkurve
versehen ist und das Betätigungselement
zu der Steuerkurve korrespondierende Steuernocken aufweist, welche
in Wirkverbindung mit der Steuerkurve stehen. Hierzu kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass das Verbindungselement eine hülsenartige
Erweiterung aufweist, in welcher die Steuerkurven verlaufen. Die
Steuerkurven können
dabei vorzugsweise derart ausgelegt sein, dass sich diese axial
und in Umfangsrichtung der hülsenartigen
Erweiterung erstrecken. Die Steuernocken können beispielsweise an der
Innenseite des Betätigungselements,
welches die hülsenartige
Erweiterung umfasst, ausgebildet sein. Wenn nun das Betätigungselement
axial bewegt wird und das Verbindungselement direkt oder indirekt
an einer korrespondierenden Axialbewegung gehindert wird, bewegen
sich die Steuernocken entlang der Steuerkurve. Da sich die Steuerkurve
sowohl axial als auch in Umfangsrichtung erstreckt, muss zwangsweise
eines der beiden Teile, d. h. entweder das Betätigungselement oder das Verbindungselement,
eine Drehbewegung ausführen.
Die rein axiale Bewegung des Betätigungselements
wird somit in eine Drehbewegung umgewandelt. In einer alternativen
konstruktiven Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das
Betätigungselement über Steuerkurven
verfügt
und das Verbindungselement entsprechend korrespondierende Steuernocken
aufweist.
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Von
Vorteil ist es, wenn eine Führungseinrichtung
vorgesehen ist, welche eine axial bewegbare, jedoch im wesentlichen
unverdrehbare Positionierung des Betätigungselements zu der Buchse
ermöglicht.
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Durch
eine derartige Führungseinrichtung wird
sichergestellt, dass die aus der Zwangsführung resultierende Drehbewegung
nicht zu einer Drehbewegung des Betätigungselements, sondern zu
einer Drehbewegung des Verbindungselements führt. Möglich ist zwar auch eine Ausführungsform,
bei der auf eine Führungseinrichtung verzichtet
wird, in diesem Fall müsste
jedoch der Benutzer dafür
Sorge tragen, dass die Zwangsführung
nicht zu einer Drehbewegung des Betätigungselements, sondern zu
einer Drehbewegung des Verbindungselements führt.
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Die
unverdrehbare Positionierung des Betätigungselements zu der Buchse
kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Führungseinrichtung ein Führungselement
mit Führungsnocken
aufweist, wobei die Führungsnocken
verdrehsicher im Einführungskanal
positionierbar sind und das Führungselement
unverdrehbar mit dem Betätigungselement
verbunden ist. Vorzugsweise können
die Führungsnocken
dabei mit den Vorsprüngen,
Nasen bzw. Nocken des Verbindungselements, welche ebenfalls in den Einführungskanal
eingeführt
werden (vor deren Verdrehung), fluchten. Vorgesehen sein kann dabei ebenfalls,
dass das Führungselement
eine Anschlagfläche,
beispielsweise einen umlaufenden Bund aufweist, wodurch sichergestellt
wird, dass das Führungselement
nur bis zu einer bestimmten Tiefe in den Einführungskanal der Buchse eindringen
kann. Vorzugsweise ist das Führungselement
bzw. sind die Führungsnocken
des Führungselements
und die Verbindungsnocken des Verbindungselements derart ausgebildet
bzw. aufeinander abgestimmt, dass sich die Verbindungsnocken vor
der Mündung
des Verriegelungskanals befinden, wenn die Führungsnocken maximal in den
Einführungskanal
eingeschoben sind. In diesem Fall liegt die Anschlagfläche des Führungselements
an einer entsprechenden Anschlagfläche der Buchse an, so dass
das Führungselement und
auch das Verbindungselement nicht weiter axial in die Buchse eingeschoben
werden können.
Eine weitere Axialbewegung des Betätigungselements führt somit
dazu, dass die Zwangsführung
ausgelöst wird,
welche folglich zu einer Drehbewegung des Verbindungselements führt. Jede
weitere Axialbewegung des Betätigungselements
dreht die Verbindungsnocken somit weiter in den Verriegelungskanal hinein.
Vorgesehen sein kann dabei, dass die Verbindungsnocken um 15° bis 90°, vorzugsweise
45°, verdreht
werden.
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Von
Vorteil ist es, wenn am Ende der Verriegelungsbewegung Einrichtungen
vorhanden sind, welche die erreichte Position soweit fixieren, dass
ein selbständiges
bzw. versehentliches Zurückdrehen verhindert
ist. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Rastelemente oder
Rücksprünge realisiert
werden. Diese Maßnahmen
können
dabei im Verriegelungskanal und/oder am Ende des axialen Betätigungsweges
des Betätigungselements
vorgenommen werden.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Führungseinrichtung
wenigstens einen Führungssteg
aufweist, welcher im wesentlichen in einer Führungsnut verläuft. Der
Führungssteg
kann dabei beispielsweise am Führungselement
und die Führungsnut
im Betätigungselement
ausgebildet sein. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Führungsstege und
zwei entsprechende Führungsnuten
vorgesehen. Durch eine derartige Ausgestaltung der Führungseinrichtung
ist sichergestellt, dass sich das Führungselement und das Betätigungselement
lediglich linear zueinander bewegen lassen. Der lineare Bewegungsablauf
kann dabei derart ausgelegt sein, dass sich das Führungselement
und das Betätigungselement
lediglich axial zueinander bewegen können. Wenn nun die Führungsnocken
des Führungselements
unverdrehbar zu der Buchse in dem Einführungskanal positioniert sind,
kann sich das Betätigungselement
aufgrund der Führungsstege
und der Führungsnuten
nur noch mit einer Axialbewegung auf die Buchse zu bewegen bzw.
von der Buchse weg bewegen. Diese lineare Bewegung wird durch die
Zwangsführung,
wie bereits beschrieben, in eine Drehbewegung des Verbindungselements
umgewandelt.
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Von
Vorteil ist es, wenn zwischen dem Führungselement und dem Betätigungselement
eine Federeinrichtung vorgesehen ist. Hierbei kann es sich in einer
vorteilhaften Ausführungsform
um eine Druckfeder handeln, welche sicherstellt, dass das Betätigungselement
und das Führungselement
und somit auch das Verbindungselement einen definierten Abstand
zueinander einhalten, wenn der Stecker nicht in die Buchse eingesetzt
ist. Durch die Druckfeder wird erreicht, dass die Steuernocken am
Anfang der Steuerkurve positioniert sind, wenn der Stecker nicht in
die Buchse eingesetzt ist bzw. wenn das Betätigungselement keine Kraft
in Richtung Verbin dungselement ausübt, welche größer ist
als die gegenwirkende Kraft der Druckfeder.
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Von
Vorteil ist es, wenn die Druckfeder derart ausgelegt ist, dass diese
stark genug ist, um die Abdeckung der Buchse zuverlässig wegzudrücken und somit
die Öffnung
der Buchse frei zu geben, ohne dass dieser Vorgang bereits eine
Bewegung des Betätigungselements
relativ zu dem Verbindungselement auslöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den weiteren Unteransprüchen.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
prinzipmäßig dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Buchse;
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2 eine
Explosionsdarstellung der Buchse nach 1;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Steckers;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Steckers, wenn dieser in einer
Buchse eingeführt und
verriegelt ist;
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5 eine
Explosionsdarstellung eines Steckers nach 3;
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6 eine
Explosionsdarstellung eines Steckers nach 3,
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7 eine
perspektivische Darstellung einer Buchse mit einem Stecker;
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8 einen
Querschnitt durch die Buchse nach 1;
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9 einen
Querschnitt nach der Linie IX-IX der 8;
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10 einen
Schnitt entsprechend dem Schnitt nach 9 mit einer
teilweise eingeschobenen Abdeckung; und
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11 einen
Schnitt nach der Linie XI-XI der 8.
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Ein
mechanisches oder elektrisches Verbindungssystem ist aus der
DE 20 2005 002 921.1 prinzipmäßig bereits
bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen
Merkmale näher
eingegangen wird.
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Das
erfindungsgemäße Verbindungssystem eignet
sich sowohl zur mechanischen Verbindung als auch dazu, eine elektrische
Verbindung herzustellen.
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Das
Verbindungssystem weist eine Buchse 1 und einen Stecker 2 auf,
der im Ausführungsbeispiel als
elektrischer Stecker ausgebildet ist. Ein wesentliches Merkmal des
Steckers 2 ist die Ausbildung für eine Bajonettverbindung mit
der Buchse 1. Hierzu weist der Stecker 2 in seinem
vorderen Teil ein Verbindungselement 3 auf, welches einen
im wesentlichen runden Querschnitt aufweist und bei dem umfangsseitig
sich gegenüberliegend
zwei Nocken oder Nasen vorstehen, welche als Verbindungsnocken 4 zur
Verbindung mit der Buchse 1 ausgebildet sind. Da es sich
bei dem Stecker 2 um einen elektrischen Stecker handelt,
sind außenseitig
bzw. am Umfang der beiden Verbindungsnocken 4 Kontaktelemente 5 angeordnet,
die im Inneren des Steckers 2 auf nicht näher dargestellte
Weise zu einem Anschluss des Steckers 2 führen, von
wo aus entsprechend nicht dargestellte Kabel zu einem Verbraucher
führen
können.
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Für die Durchführung einer
Bajonettverbindung weist die Buchse 1 in ihrer Umfangswandung 6 sich
gegenüberliegend
zwei in axialer Richtung verlaufende Einführungskanäle 7 auf, die in ihrer
Breite und Tiefe an die vorstehenden Verbindungsnocken 4 des
Steckers 2 angepasst sind.
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Vorgesehen
sein kann dabei eine sogenannte mechanische Codierung. Die Verbindungsnocken 4 und
analog die jeweils zugeordneten Einführungskanäle 7 können unterschiedlich
breit sein und/oder eine spezifische Form aufweisen, wodurch erreicht wird,
dass die Verbindungsnocken 4 nur in den jeweils zugeordneten
Einführungskanal 7 eingeführt werden
können.
Ein falsches Einstecken des Steckers 2 in die Buchse 1 wird
dadurch zuverlässig
vermieden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Verbindung
geschlossen werden soll, an der Gleichspannung anliegt. Die unterschiedliche Breite
der Einführungskanäle 7 ist
in 1 ersichtlich.
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An
die beiden axialen Einführungskanäle 7 schließen sich
in der Umfangswandung 6 der Buchse 1 in Umfangsrichtung
verlaufende Verriegelungskanäle 8 an
(siehe 8 und 11). Die
Verriegelungskanäle 8 können so
verlaufen, dass sich am Ende eine Einbuchtung in Form einer Raststellung ergibt,
in der sich bei aufgesetztem Stecker 2 die Verbindungsnocken 4 in
der Endstellung befinden. Auf diese Weise wird eine Raststellung
gegen ein unabsichtliches Lösen
erreicht. Zum Lösen
des Steckers 2 ist es in diesem Fall lediglich erforderlich,
den Stecker noch etwas weiter einzurücken, so dass er bei einer
entsprechenden Gegendrehbewegung wieder aus den Verriegelungskanälen 8 und
dem Einführungskanälen 7 herausgezogen
werden kann. Eine derartige Raststellung lässt sich auch durch eine leichte Schrägführung der
Verriegelungskanäle 8 in Form
einer ansteigenden Rampe mit einem abfallenden Endbereich erreichen.
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Aus
der 2 in Verbindung mit den 8 bis 11 ist
der Aufbau der Buchse 1 näher ersichtlich. Die Explosionsdarstellung
gemäß 2 zeigt eine
Abdeckung 9 mit zwei im Bereich des Außenumfangs angeordneten Zapfen 10.
Die Zapfen 10 können
durch entsprechende Bohrungen in einem hinteren Boden 11 der
Buchse 1 gesteckt werden, wobei ein pfeilförmiges Ende 12 der
Zapfen 10 entsprechend an der der Abdeckung 9 abgewandten
Seite des hinteren Bodens 11 verhakt wird, so dass ein Rückhalteglied
für die
Abdeckung 9 geschaffen wird.
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In
nicht näher
dargestellter Weise kann auch anstelle der zwei Zapfen 10 lediglich
ein mittig verlaufender Zapfen vorgesehen sein, der mit einem Längsschnitt
versehen ist. Dieser Zapfen kann ebenfalls durch eine Bohrung in
dem hinteren Boden 11 der Buchse 1 gesteckt werden,
wobei ein mit dem Längsschnitt
versehenes pfeilförmiges
Ende des Zapfens mit einer entsprechenden Verpressung durch die
Bohrung gesteckt wird. Durch das pfeilförmige Ende wird ebenfalls ein
Rückhalteglied
für die Abdeckung
geschaffen.
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Der
Vorteil der im Ausführungsbeispiel
dargestellten Lösung
mit zwei Zapfen 10 (wobei auch mehr als zwei Zapfen 10 vorgesehen
sein können) besteht
darin, dass der mittlere Bereich des hinteren Bodens 11 freigehalten
wird. In diesem Bereich kann eine Leuchtdiode oder dergleichen angeordnet
werden, die die Abdeckung 9 der Buchse 1 von hinten beleuchtet.
Somit ist die Abdeckung 9 auch im Dunkeln einfach auffindbar,
darüber
hinaus können
vorteilhafte optische Effekte erzielt werden, beispielsweise eine
Beleuchtung eines auf der Abdeckung 9 angebrachten Logos.
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Die
Abdeckung 9 ist in ihrer Form an die Form der freien Stirnseite 13 der
Buchse 1 angepasst und besitzt somit ebenfalls Nasen bzw.
nockenartige Vorsprünge 14 auf
gegenüberliegenden
Seiten, die an die Einführungskanäle 7 angepasst
sind. Wie insbesondere aus den 1 bis 7 ersichtlich
ist, wird somit die offene Stirnseite 13 der Buchse 1 abgedeckt,
wobei die Abdeckung 9 bündig
mit der Oberfläche
der Buchse 1 abschließt.
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Eine
Federeinrichtung 15 in Form einer Spiralfeder spannt die
Abdeckung 9 gegen die Schließstellung vor, wobei die pfeilartigen
Enden 12 einen Anschlag am hinteren Boden 11 bilden
und ein Herausfallen der Abdeckung 9 verhindern. Die Federeinrichtung 15 stützt sich
auf den Boden 11 der Buchse 1 ab.
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In
der Umfangswand 6 der Buchse 1 sind gegenüberliegend
Gegenkontakte 16 in den Verriegelungskanälen 8 angeordnet.
Von den Gegenkontakten 16 aus führen nicht dargestellte Leitungen
zu einer Stromquelle. Wie aus der Explosionsdarstellung gemäß 2 ersichtlich
ist, ist aus Montagegründen das
Gehäuse
der Buchse 1 zweiteilig, nämlich bestehend aus der Umfangswand 6 und
einem hinteren, ebenfalls runden Buchsenteil 17, welches
in das Innere der Umfangswand 6 eingeschoben ist und welches
auch den Boden 11 aufweist.
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Wie
insbesondere aus den 9, 10 und 11 ersichtlich
ist, besitzt die Buchse 1 eine relativ geringe Bautiefe
und kann vollständig
oder nahezu vollständig
in eine die Buchse 1 umgebende Wand 18 eingesetzt
werden.
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Das
Verbindungssystem mit der Buchse 1 und dem Stecker 2 kann
je nach Steckerart sowohl als mechanische Befestigungseinrichtung
als auch als elektrische Verbindungseinrichtung verwendet werden.
Die Buchse 1 nimmt beide Befestigungsarten auf. Im Falle
einer mechanischen Verbindungseinrichtung mit dem Stecker 2 erfolgt
lediglich keine elektrische Kontaktanbindung mit den Gegenkontakten 16.
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Die 9 zeigt
eine Buchse 1 mit der Abdeckung 9, in der diese
mit der Stirnseite der Buchse 1 bündig ist.
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Die 10 und 11 zeigen
die Stellung der Abdeckung 9, wenn der Stecker 2 (hier
nicht dargestellt) auf die Buchse 1 aufgesetzt ist.
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Anstelle
einer Kabelverbindung des Steckers 2 über einen Anschlussstutzen
kann gegebenenfalls auf den elektrischen Stecker 2 auch
ein Verbraucher direkt aufgesetzt werden. Der nicht dargestellte
Verbraucher kann zum Beispiel ein Mobiltelefon, ein Ladegerät, ein MP3-Player
oder auch ein kleiner Bildschirm sein.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem
ist es ohne größeren Aufwand
auch möglich, mehr
als nur zwei elektrische Kontaktverbindungen zu schaffen. Hierfür gibt es
im wesentlichen zwei Möglichkeiten,
nämlich
mehrere in axialer Richtung hintereinander in dem Stecker 2 und
in der Buchse 1 angeordnete Kontaktelemente 5 und
Gegenkontaktelemente 16 oder auch mehrere am Umfang verteilt in
dem Stecker 2 und in der Buchse 1 angeordnete Kontaktelemente 5 und
Gegenkontaktelemente 16.
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Bei
einer axialen Anordnung sind die Verbindungsnocken 4 entsprechend
in axialer Richtung zu verlängern
oder entsprechend mehrere Reihen von Nasen hintereinander in dem
Verbindungselement 3 anzuordnen (nicht dargestellt). In
diesem Fall sind entsprechend auch in der Buchse 1 mehrere
auf unterschiedlichen axiale Höhen
sich befindende Verriegelungskanäle 8 vorzusehen.
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Bei
einer Anordnung in Umfangsrichtung sind die Verriegelungskanäle 8 entsprechend
in Umfangsrichtung zu verlängern
und ebenfalls entsprechend mit weiteren Gegenkontaktelementen 16 zu versehen.
In diesem Fall sind entsprechend mehrere Verbindungsnocken 4 auf
der gleichen axialen Höhe in
Umfangsrichtung entsprechend versetzt zueinander anzuordnen (nicht
dargestellt).
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Wie
bereits dargestellt, erfolgt die Verriegelung des Steckers 2 in
der Buchse 1 über
eine Bajonettverbindung. Für
die zum Schließen
der Bajonettverbindung notwendige Drehbewegung, welche das Verbindungselement 3 durchführen muss,
ist eine Zwangsführung
vorgesehen. Die Zwangsführung wandelt
die Axialbewegung eines Betätigungselements 20 des
Steckers 2 in eine Drehbewegung des Verbindungselements 3 des
Steckers 2 um. Dies ist in den 3 bis 6 dargestellt.
Der Stecker 2 ist derart aufgebaut, dass die Zwangsführung, wie
nachfolgend beschrieben wird, erst wirksam wird, wenn die Verbindungsnocken 4 die
Mündung
der Verriegelungskanäle 8 erreicht
haben.
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Die
Zwangsführung
setzt sich im wesentlichen zusammen aus einer Steuerkurve 21 in
einer hülsenartigen
Erweiterung 22 des Verbindungselements 3 und korrespondierenden
Steuernocken 23 des Betätigungselements 20,
welche so ausgebildet sind, dass diese in bzw. entlang der Steuerkurven 21 verlaufen.
Des weiteren ist, wie insbesondere aus den Explosionsdarstellungen
der 5 und 6 ersichtlich ist, eine Führungseinrichtung
vorgesehen, welche ein Führungselement 25 mit
zwei Führungsstegen 26 aufweist.
Des weiteren weist die Führungseinrichtung 24 zwei
Führungsnuten 27 in
dem Betätigungselement 20 auf,
wobei die Führungsnuten 27 und
die Führungsstege 26 derart
angepasst sind, dass die Führungsstege 26 linear
und in axialer Richtung in den Führungsnuten 27 bewegbar
sind. Das Führungselement 25 weist
ferner zwei Führungsnocken 28 auf,
die am vorderen Ende des Führungselements 25 an
dessen Umfang gegenüberliegend
angeordnet sind. Die Führungsnocken 28 fluchten,
wie sich insbesondere aus 3 ergibt,
mit den Verbindungsnocken 4 des Verbindungselements 3,
wenn der Stecker 2 nicht in der Buchse 1 verriegelt
ist. Das Führungselement 25 weist
ferner eine Anschlagfläche 29 auf,
die als umlaufender Bund ausgebildet ist. Die Anschlagfläche 29 des
Führungselements 25 dient
dazu, dass der Stecker 2 bzw. das Führungselement 25 nur
bis zu einer bestimmten Eindringtiefe in die Buchse 1 eingeschoben
werden kann. Bei Erreichen der vorgesehenen Einschubtiefe liegt
die Anschlagfläche 29 des
Führungselements 25 an
einer entsprechenden Anschlagfläche
der Buchse 1 an.
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In
dieser Position sind die Führungsnocken 27 derart
in die Einführungskanäle 7 eingeführt, dass das
Führungselement 25 zu
der Buchse 1 verdrehsicher fixiert ist. Zwischen dem Betätigungselement 20 und
dem Füh rungselement 25 ist
eine Federeinrichtung 30 in Form einer Druckfeder angeordnet.
Die Druckfeder drückt
einerseits das Führungselement 25 mit
dessen Vorderseite an die Rückseite
des vorderen Teiles des Verbindungselements 3. Andererseits
hält die
Druckfeder 30 das Betätigungselement 20 und
das Führungselement 25 in
unbelastetem Zustand bzw. wenn die auftretenden Kräfte geringer sind
als die Federkräfte
auseinander. In dieser Ausgangsposition befinden sich die Steuernocken 23 am Anfang 21a der
Steuerkurven 21.
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Es
können
Maßnahmen
vorgesehen sein, um die Mechanik bzw. die Druckfeder 30 in
der in 3 dargestellten Position abzudecken, z. B. über einen
Balg oder einen Bund.
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Wie
sich aus den Explosionsdarstellungen der 5 und 6 ergibt,
verläuft
die Steuerkurve 21 am Anfang 21a und am Ende 21b im
wesentlichen in axialer Richtung. Im Mittelbereich 21c verläuft die Steuerkurve 21 axial
und in Umfangsrichtung. Dadurch wird erreicht, dass durch eine axiale
Betätigung
des Betätigungselements 20 das
Verbindungselement 3 eine Drehbewegung ausführt.
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Das
genaue Funktionsprinzip ergibt sich aus einer Zusammenschau der 3 bis 6.
Die 3 zeigt eine Ausgangsposition, d. h. eine Position,
in der der Stecker 2 noch nicht in die Buchse 1 eingesetzt
ist. Wenn nun auf das Betätigungselement 20 ein
axialer Druck ausgeübt
wird bzw. das Betätigungselement 20 in
axialer Richtung auf die Buchse 1 verschoben wird, tritt
folgender Effekt ein. Die Anschlagfläche 29 kontaktiert
die entsprechende Anschlagfläche
der Buchse 1, so dass sich das Führungselement 25 nicht
mehr weiter in Richtung auf die Buchse 1 bewegen kann.
In dieser Position befinden sich die Führungsnocken 27 in
dem Einführungskanal 7 und
die Verbindungsnocken 4 vor der Mündung der Verriegelungskanäle 8.
Da sich sowohl das Verbindungselement 3 als auch das Führungselement 25 nicht
mehr weiterbewegen können,
wandern die Steuernocken 23 entlang der Steuerkurve 21 in Richtung
auf die Buchse 1 nach unten, d. h. bewegen sich vom Anfangsbereich 21a in
Richtung auf den Endbereich 21b. Aufgrund des Verlaufes
der Steuerkurve 21 im Mittelbereich 21c muss sich
entweder das Betätigungselement 20 oder
das Verbindungselement 3 zu drehen beginnen. Da sich aufgrund
der Führungsstege 26 und
der Führungsnuten 27 sowie der
Tatsache, dass das Führungselement 25 unverdrehbar
in den Einführungskanälen 7 fixiert
ist, keine Drehbewegung des Betätigungselements 20 einstellen
kann, muss sich zwangsweise das Verbindungselement 3 zu
drehen beginnen. Somit wandern die Verbindungsnocken 4,
gesteuert durch die Zwangsführung,
in die Verriegelungskanäle 8 hinein.
Am Endbereich des axialen Weges des Betätigungselements 20 in
Richtung auf die Buchse 1, d. h. wenn sich die Steuernocken 23 am
Ende 21b der Steuerkurve 21 befinden, befinden
sich auch die Verbindungsnocken 4 in ihrer Endposition,
in der diese vorzugsweise in entsprechende Rasterelemente des Verriegelungskanals 8 derart
einrasten, dass ein ungewolltes Lösen der Bajonettverbindung
ausgeschlossen ist. Die Endposition des Steckers 2, d.
h. die im Ausführungsbeispiel
vorgesehene maximale Verdrehung der Verbindungsnocken 4,
ist in 4 dargestellt. Vorgesehen dabei ist eine Verdrehung um
45°.
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Zum
Lösen des
Steckers 2 aus der Buchse 1 wird der geschilderte
Vorgang umgedreht, d. h. das Betätigungselement 20 wird
axial von der Buchse 1 wegbewegt, so dass die Steuernocken 23 die
Steuerkurve 21 vom Ende 21b zum Anfang 21a hinauflaufen
und somit die Verbindungsnocken 4 zurückgedreht werden.
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Wenn
an dem Betätigungselement 20 ein elektronisches
Gerät direkt
angeordnet ist, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn
ein Bereich des Betätigungselements 20 als
Rändelmutter 31 ausgeführt ist,
so dass dieser einfach bedient werden kann.
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Das
Betätigungselement 20 ist
im Ausführungsbeispiel
als Verriegelungskappe bzw. Ring ausgebildet. Prinzipiell kann das
Betätigungselement 20 eine
beliebige Form aufweisen.