-
Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, mit einem
Steckerteil und einem mit dem Steckerteil zusammensteckbaren Gegensteckerteil
sowie mit einer vom Steckerteil getragenen Überwurfmutter zum Verschrauben
des Steckerteils mit einer Gewindehülse des Gegensteckerteils,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Derartige
Steckerbindungen sind allgemein bekannt und werden bevorzugt für elektrische
Verbindungen verwendet, die einfach und schnell herstellbar und
lösbar
sein sollen. Durch die Überwurfmutter
werden das Steckerteil und das Gegensteckerteil des Steckverbinders
nach dem Zusammenstecken gegen unbeabsichtigtes Trennen gesichert. Hierzu
wird üblicherweise
die Überwurfmutter,
die ein Innengewinde aufweist, auf ein gegenseitiges Außengewinde
des Gegensteckerteils bis zu einem axialen Anschlag aufgedreht und
anschließend
fest angezogen, damit sich die Schraubverbindung nicht lösen kann.
Nachteilig bei solchen bekannten Steckverbindern mit Normgewinde
ist die benötigte
Zeit für ein
Befestigen oder Lösen
einer derartigen Steckverbindung.
-
Zur
Behebung dieses Mangels sind weiterhin Steckverbinder bekannt, bei
denen das Außengewinde
des Gegensteckerteils und das Innengewinde der Überwurfmutter in Steckrichtung
vorgesehene gewindefreie und gewindetragende Bereiche aufweisen,
die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass beim Verbinden
des Steckerteils mit dem Gegensteckerteil die gewindetragenden Bereiche
in die jeweiligen gewindefreien Bereiche des Steckerteils bzw. des
Gegensteckerteils einführbar
sind. Nach dem Herstellen der elektrischen Verbindung durch Ineinanderstecken
des Steckerteils und des Gegensteckerteils ist der Steckverbinder
durch Drehen der Überwurfmutter
verriegelbar. Die schnelle Montage oder Demontage wird dadurch erreicht,
dass die Überwurfmutter
zur Verriegelung maximal um eine Umdrehung gedreht werden muss.
-
Ein
solcher Steckverbinder wird in der
DE 102 33 075 B4 offenbart. Die Patentschrift
lehrt einen elektrischen Steckverbinder mit einem eine Gewindehülse ausbildenden
Steckerteil zum Aufschrauben einer Überwurfmutter eines mit dem
Steckerteil zusammensteckbaren Gegensteckerteils, wobei das Außengewinde
der Gewindehülse
an seinem Außendurchmesser
mindestens einen in Steck- bzw.
Aufschraubrichtung vorgesehenen gewindefreien Bereich aufweist,
und wobei auf den gewindefreien Bereich des Außengewindes ein daran in seinem
Umfang angepasstes Innengewinde der Überwurfmutter einsteckbar und
fest drehbar ist.
-
Als
Nachteil bei dem beschriebenem Steckverbinder wird angesehen, dass
es möglich
ist, die Überwurfmutter
auch bei nicht vollständig
zusammengesteckten Steckverbinder zu drehen. In einem solchen Fall
können
das Steckerteil und das Gegensteckerteil zwar durch mehrmaligen
Drehen der Überwurfmutter
festgezogen und damit sicher miteinander verriegelt werden, wobei
der Vorteil der schnellen Montage und Demontage nicht sichergestellt
ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder
vorzuschlagen, bei dem ein Drehen der Überwurfmutter verhindert wird,
so lange das Steckerteil und das Gegensteckerteil nicht vollständig zusammengesteckt sind.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder
ist in Steckrichtung vor mindestens einem gewindetragenden Bereich
der Überwurfmutter
mindestens ein erhabener Ringbundabschnitt angeordnet. Der Ringbundabschnitt
greift beim Zusammenstecken des Steckerteils mit dem Gegensteckerteil
in den gewindefreien Bereich des Außengewindes der Gewindehülse des
Gegensteckerteils ein und ermöglicht
ein Drehen der Überwurfmutter
erst, wenn der Ringbundabschnitt den gewindefreien Bereich passiert
hat. Dann kann die Überwurfmutter
zur Verriegelung des Steckverbinders gedreht werden, so dass das
Innengewinde der Überwurfmutter
und das Außengewinde
der Gewindehülse
in Eingriff miteinander kommen, wobei der Ringbundabschnitt in Steckrichtung
einen, vorzugsweise den letzten Gewindegang des Außengewindes
der Gewindehülse hintergreift.
Idealerweise ist zur Verriegelung des Steckverbinders maximal eine
halbe Umdrehung der Überwurfmutter
erforderlich, wodurch ein schnelles Herstellen und Lösen der
elektrischen Verbindung sichergestellt ist.
-
Vorteilhafterweise
weisen der Ringbundabschnitt und der gewindetragende Bereich des
Innengewindes in Umfangsrichtung der Überwurfmutter eine identische
Länge auf
und fluchten miteinander. Damit ist sichergestellt, dass die Gewindegänge des
Innengewindes der Überwurfmutter
und des Außengewindes
der Gewindehülse
beim Zusammenstecken des Steckerteil mit dem Gegensteckerteil nicht
unbeabsichtigt seitlich geringfügig
in Eingriff gelangen können
und ein schnelles Zusammenstecken verhindern. Selbiges gilt für das Trennen
der Steckverbindung.
-
Vorzugsweise
weist der Ringbundabschnitt und der gewindetragende Bereich der Überwurfmutter
in Steckrichtung eine identische Kontur auf. Dies wirkt sich günstig auf
die Prozesszeit bei der Herstellung der Gewindemutter aus und reduziert
damit die entsprechenden Stückkosten.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist in Steckrichtung hinter einem Gewindegang des
gewindetragenden Bereichs des Gegensteckerteils ein Aufnahmeraum
für den
Ringbundabschnitt der Überwurfmutter
vorgesehen. Der Aufnahmeraum kann in dem gewindetragenden Bereich zwischen
den Gewindegängen
oder nach den Gewindegängen
angeordnet sein. Abhängig
von seiner Anordnung ist er einseitig oder zweiseitig von einem Gewindegang
begrenzt. Vorzugsweise ist der Aufnahmeraum im Anschluss an den
in Steckrichtung letzten Gewindegang der Gewindehülse ausgebildet, wobei
er von einem umlaufenden Ringbund an einer dem Außengewinde
abgewandten Seite begrenzt sein kann. Der Aufnahmeraum muss eine
Breite aufweisen, die größer ist
als Dicke des Ringbundabschnittes in Steckrichtung, wobei die Dicke
des Ringbundabschnitts im wesentlichen von der Gewindesteigung der
Gewinde der Überwurfmutter
bzw. der Gewindehülse
bestimmt ist und mindestens einem 1 fachen, vorzugsweise 2fachen
eines Gewindeganges (Gewindesteigung, Gewindeteilung) entspricht.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ringbundabschnitt parallel
zu den Gewindegängen des
Innengewindes angeordnet und als Gewindegangabschnitt ausgebildet.
Der Gewindegangabschnitt kann dabei entsprechend der Form eines Spitzgewindes,
Flachgewindes oder als Trapezgewindes ausgebildet und für einen
Eingriff in einen korrespondierenden Gewindeabschnitt des Aufnahmeraumes
vorgesehen sein. Wichtig ist dabei, das der als Gewindegang ausgebildete
Ringbundabschnitt eine mit den Gewindegängen der Gewindehülse und der Überwurfmutter
identische Steigung oder Teilung, bei unterschiedlicher Querschnittsform,
aufweist.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steckverbinders
ist eine in Umfangsrichtung gemessene Länge des gewindetragenden Bereiches
des Außengewindes
der Gewindehülse
ein Mehrfaches des gewindetragenden Bereiches des Innengewindes
der Überwurfmutter.
Damit ist der gewindetragende Bereich der Überwurfmutter deutlich kürzer als
der gewindetragende Bereich der Gewindehülse ausgebildet, was beim Drehen
der Überwurfmutter
eine optimale Überdeckung in
Umfangsrichtung zur Folge hat. Auf diese Weise sind beim Drehen
der Überwurfmutter
das Innengewinde und das Außengewinde über einen
großen Umfangsbereich
miteinander in Eingriff, bevor die gewindetragenden Bereiche wieder
außer
Eingriff kommen.
-
Abhängig von
der Gewindesteigung der gewindetragenden Bereiche können damit
große
Toleranzen des Gegensteckerteils weitgehend ausgeglichen werden,
beispielsweise eine in Steckrichtung unterschiedliche Position des
gewindetragenden Bereiches des Gegensteckerteils gegenüber einer
dem Steckerteil zugewandten Stirnseite der Gewindehülse. Dies
stellt sicher, dass nach dem Festdrehen der Überwurfmutter die Gewindehülse mit
ihrer Stirnseite an eine der Stirnseite zugeordnete Stirnseite des
Steckerteils angelegt und angepresst ist.
-
Besonders
zweckmäßig erscheint
eine Ausführungsform
mit je zwei gewindetragenden und gewindefreien Bereichen, wobei
die gewindetragenden Bereiche ein Längenverhältnis in Umfangsrichtung von
mindestens 3:1 aufweisen. Bei mehr als zwei gewindefreien Bereichen
und/oder einem deutlich kleineren Längenverhältnis ist eine optimale Überdeckung über eine
weiten Umfangsbereich beim Drehen der Überwurfmutter nicht sichergestellt.
-
Der
erfindungsgemäße Steckverbinder
weist mindestens je einen in Steckrichtung vorgesehenen gewindefreien
Bereich und mindestens einen daran in Umfangsrichtung anschließenden gewindetragenden
Bereich auf, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass beim
Zusammenstecken des Steckerteils mit dem Gegensteckerteil die jeweiligen
gewindetragenden Bereiche in die zugeordneten gewindefreien Bereiche
des Stecker- bzw. Gegensteckerteils in Steckrich tung einführbar sind.
Insbesondere können
an dem Steckerteil und dem Gegensteckerteil jeweils zwei gewindefreie
und gewindetragende Bereiche für
das Innengewinde der Überwurfmutter
bzw. das Außengewinde
der Gewindehülse
vorgesehen sein, so dass die Überwurfmutter
beim Aufschrauben auf die Gewindehülse nicht verkantet.
-
Das
Gegensteckerteil kann ein geschnittenes oder ein gegossenes Gewinde
aufweisen. Bei einem gegossenen Gewinde können die zwei herstellungsbedingten
abgeflachten Gewindeflächen
als gewindefreie Bereiche im Sinne der Erfindung verstanden werden.
Typisch erstrecken sich dabei in etwa die gewindetragenden Bereiche
des Außengewindes über je 135° und dessen
gewindefreie Bereiche über je
45°. Damit
sind 75% des Umfangs des Außengewindes
als gewindetragender Bereich und 25% als gewindefreier Bereich ausgebildet.
Entsprechend umgekehrt ist das Verhältnis bei dem Umfang des Innengewindes
der Überwurfmutter.
Damit kann die Überwurfmutter
für die
Verriegelung um circa 135°, bei
vollständiger Überdeckung
der gewindetragenden Bereiche der Überwurfmutter des Steckerteils und
der Gewindehülse
des Gegensteckerteils, gedreht werden.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Steckverbinders
ist zwischen einer die Überwurfmutter
tragenden Befestigungshülse des
Steckerteils und der Überwurfmutter
ein gummielastisches Ringelement angeordnet ist. Das Ringelement
ist von der Überwurfmutter übergriffen
und gepresst und wirkt als Reibungsbremse. Die Reibungsbremse beaufschlagt
die Überwurfmutter
in jeder Stellung bezüglich
der Befestigungshülse.
Die Hemmung der Drehbewegung erfolgt somit unabhängig von der Überdeckung
in Steckrichtung des Innengewindes der Überwurfmutter mit dem Außengewinde
der Gewindehülse
des Gegensteckerteils. Dies bewirkt, dass nach der drehenden Verriegelung des
elektrischen Steckverbinders, auch bei nicht festgezogener Überwurfmutter,
d.h. wenn die Stirnseiten der Gewindehülse und der Befestigungshülse nicht aneinander
gepresst sind, einen gewissen Schutz vor einer ungewollten Trennung
des Steckerteils von dem Gegensteckerteil des elektrischen Steckverbinders.
Das gummielastische Ringelement verhindert ein ungewolltes Lösen der Überwurfmutter
durch Vibrationen und Erschütterungen
und kann zudem den Steckerverbinder gegen Umwelteinflüsse abdichten.
-
Nachfolgend
wir die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung.
Die einzelnen Merkmale können
für sich
allein oder zu mehren bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung
wirklicht sein. Es zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders
im nicht zusammengesteckten Zustand;
-
2 eine
perspektivische Ansicht des Steckverbinders aus 1 in
zusammengestecktem und verriegeltem Zustand;
-
3 eine
vergrößerte Darstellung
der Gewindehülse
(3a) und der Überwurfmutter (3b)
aus 1 von einer anderen Blickrichtung; und
-
4 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Bereichs um der Überwurfmutter
des zusammengesteckten und verriegelten Zustand des Steckverbinders
aus 2 in einer Achsschnittdarstellung.
-
Der
in den 1, 2 dargestellte, erfindungsgemäße elektrische
Steckverbinder 1 umfasst ein längliches Steckerteil 2 mit
einer Überwurfmutter 3 und
ein Gegensteckerteil 4, das im Ausführungsbeispiel als Winkelflansch
ausgebildet ist. Die Überwurfmutter 3 ist
an dem Steckerteil 2 drehbar befestigt und dient zum Aufschrauben
auf eine Gewindehülse 5 des
Gegensteckerteils 4. Das Steckerteil 2 kann ausschließlich in
der in 1 dargestellten Stellung der Überwurfmutter 3 bezüglich dem
Korpus 6 des Steckerteils 2 mit dem Gegensteckerteil 4 zusammengesteckt
werden. Im zusammengesteckten Zustand können das Steckerteil 2 und
das Gegensteckerteil 4 durch Drehen der Überwurfmutter 3,
um maximal 135°,
miteinander verriegelt werden.
-
Das
Gegensteckerteil 4 weist einen Kontaktträger 7 mit
Kontaktelementen 8 und eine Codiereinrichtung 9 auf,
die komplementär
an den Steckerteil 2 vorgesehen, jedoch in der Zeichnung
nicht dargestellt sind. Ein Verbinden des Steckerteils 2 mit
dem Gegensteckerteil 4 des Steckverbinders 1 ist
nur bei miteinander fluchtenden Codiereinrichtungen möglich, die
jedoch beim Zusammenstecken des Steckverbinders 1 durch
die Überwurfmutter 3 verdeckt sind.
Zum einfachen Ausrichten des Steckerteils 2 bezüglich dem
Gegensteckerteil 4 sind jeweils an dem Außenumfang
des Steckerteils 2 und des Gegensteckerteils 4 entsprechende
Markierungen 10, 10' vorgesehen.
-
Zum
Verschrauben des Steckerteils mit dem Gegensteckerteil 4 sind
an der Gewindehülse 5 ein Außengewinde 11 und
an der Überwurfmutter 3 ein an
das Außengewinde 11 angepasstes
Innengewinde 12 vorgesehen. Wie aus den 3a,
b ersichtlich, weisen das Außengewinde 11 und
das Innengewinde 12 je zwei gewindefreie Bereiche 13 bzw. 14 und zwei
gewindetragende Bereiche 15 bzw. 16 auf. Die in
Umfangsrichtung gemessene Länge
des gewindetragenden Bereichs 15 der Gewindehülse 5 entspricht
im Wesentlichen der ebenfalls in Umfangsrichtung gemessenen Länge des
gewindefreien Bereichs 14 der Überwurfmutter 3. Entsprechend
sind die Längen
der gewindetragenden Bereiche 12 der Überwurfmutter 3 und
die gewindefreien Bereiche 13 der Gewindehülse 5 zueinander
ausgebildet. Dies ermöglicht,
dass beim Zusammenstecken des Steckerteils 2 mit dem Gegensteckerteil 4 die
gewindetragenden Bereiche 15, 16 in die jeweiligen
zugeordneten gewindefreien Bereiche 13, 14 der
Gewindehülse 5 bzw.
der Überwurfmutter 3 in
Steckrichtung mit geringem Spiel ineinander einführbar sind.
-
Ein
Zusammenstecken des Stecherteils 2 mit dem Gegensteckerteil 4 ist
nur möglich,
wenn die gewindefreien Bereiche 13, 14 mit den
entsprechenden ge windetragenden Bereichen 15, 16 fluchten. Zur
einfachen in Umfangsrichtung lagegenauen Positionierung der Überwurfmutter
bezüglich
dem Steckerteil 2 und dem Gegensteckerteil 4 weist
die Überwurfmutter
eine Einstellmarkierung 17 auf, die für das Zusammenstecken, wie
in 2 dargestellt, den Markierungen 10, 10' des Steckerteils 2 bzw.
des Gegensteckerteils 4 gegenüberliegen muss und durch einen
Anschlag festgelegt ist.
-
Das
Innengewinde 12 und das Außengewinde 11 sind
bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steckverbinders
als Spitzgewinde mit je vier Gewindegängen 18 bzw. 19 ausgeführt. Die
Gewinde 11, 12 weisen je zwei gewindetragende
Bereiche 15 bzw. 16 und je zwei gewindefreie Bereiche 13 bzw. 14 auf,
die in Umfangsrichtung symmetrisch an der Überwurfmutter 3 bzw.
der Gewindehülse 5 angeordnet
sind. Die in Umfangsrichtung gemessene Länge des gewindetragenden Bereichs 16 des
Innengewindes 12 beträgt
in etwa 1/3 der Länge
des zugeordneten gewindetragenden Bereiches 15 des Außengewindes 11.
Entsprechend sind die gewindefreien Bereiche 13, 14 der
Gewindehülse 5 und
der Überwurfmutter 3 ausgebildet.
Damit sind die Gewindegänge 18 des
Innengewindes 12 beim Drehen der Überwurfmutter 3 über einen
Drehwinkel von nahezu 135°,
bei vollständiger
radialer Überdeckung,
mit den Gewindegängen 19 des
Außengewindes 11 in
Eingriff. Dies ermöglicht eine
entsprechende, allein von der Gewindesteigung abhängige, vergrößerte Bewegungmöglichkeit
der Überwurfmutter 3 in
Steckrichtung und damit den Ausgleich großer Toleranzen des Gegensteckerteils 4.
-
Wie
aus den 3b, 4 ersichtlich,
ist in Steckrichtung vor dem gewindetragenden Bereich der Überwurfmutter 3 ein
erhabener Ringbundabschnitt 20 angeordnet, der in Steckrichtung
gesehen eine zu den Gewindegängen 18 identische
Kontur aufweist. Der Ringbundabschnitt 20 erstreckt sich in
Steckrichtung um etwa zwei Gewindegänge 18 und verhindert
ein Drehen der Überwurfmutter 3 während des
Zusammensteckens des Steckerteils 2 mit dem Gegensteckerteil 4,
solange der Ringbundabschnitt 20 in dem gewindefreien Bereich 13 des Außengewindes 11 der
Gewindehülse 5,
d.h. zwischen die beiden gewindetragenden Bereiche 15, eingreift.
Erst wenn der Ringbundabschnitt 20 beim Zusammenstecken
des Steckerteils 2 mit dem Gegensteckerteil 4 nicht
mehr zwischen den gewindefreien Bereichen 13 des Außengewindes 11 der
Gewindehülse 5 einliegt,
lässt sich
die Überwurfmutter 3 zum
Verriegeln des Steckverbinders 1 in Umfangsrichtung drehen.
-
Für den Ringbundabschnitt 20 ist
anschließend
an das Außengewinde 11 an
der Gewindehülse 5 ein
ringförmiger
Aufnahmeraum 21 ausgebildet, der in Steckrichtung von einem
Ringbund 22 begrenzt ist. Die Breite des Aufnahmeraumes 21 beträgt in etwa
das 2,5fache der Steigung des Außengewindes 11. Beim
Drehen hintergreift der Ringbundabschnitt 20 der Überwurfmutter 3 den
gewindetragenden Bereich 15 des Gegensteckerteils 4 und
wird mit der Bewegung der Überwurfmutter 3 in
Steckrichtung zu dem Ringbund 22 der Gewindehülse 5 hin bewegt.
-
Zwischen
der Überwurfmutter 3 und
einer Befestigungshülse 23 des
Steckerteils 2, an der die Überwurfmutter 3 drehbar
befestigt ist, ist in Steckrichtung hinter dem Innenwinde 12 der Überwurfmutter 3 ein
O-Ring als gummielastisches Ringelement 24 angeordnet.
Der in einer Nut einliegende O-Ring 24 ist, wie in der 4 dargestellt,
von der Überwurfmutter 3 übergriffen
und gepresst. Der von der Überwurfmutter 3 elastische
verformte O-Ring 24 wirkt als Rüttel- bzw. Vibrationsbremse
für den
Steckverbinder 1 und verhindert ein ungewolltes Lösen des
Steckerteils 2 von dem Gegensteckerteil 4 und
damit ein Trennen des elektrischen Steckverbinders 1 durch Reibungskraft.