-
Die Erfindung betrifft allgemein verriegelbare Steckverbinder.
-
Die Erfindung betrifft im Besonderen einen Verriegelungsbügel für einen solchen Steckverbinder.
-
Derartige elektrische Steckverbinder werden insbesondere im industriellen Bereich seit vielen Jahren eingesetzt und sind unter der Bezeichnung Industriesteckverbinder bekannt. Zur Sicherung einer hergestellten Steckverbindung sind üblicherweise zwei Verriegelungsbügel vorgesehen, die jeweils an einem der beiden Gehäuseteile schwenkbar gelagert sind und im Verriegelungszustand jeweils zwei am anderen Gehäuseteil angeordnete Verriegelungszapfen so übergreifen, dass sie die beiden Gehäuseteile zusammenhalten können. Durch die Verriegelungsbügel wird meist auch ein zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnetes Dichtelement so zusammengedrückt, dass der Steckverbinder gegenüber Umwelteinflüssen abgedichtet wird.
-
Aus der
DE 10 2008 019 009 B4 ist beispielsweise ein derartiger verriegelbarer Steckverbinder bekannt. Der Steckverbinder besitzt ein erstes Gehäuseteil, ein zweites Gehäuseteil, ein zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil angeordnetes Dichtelement sowie mindestens einen, an einem der beiden Gehäuseteile schwenkbar gelagerten Verriegelungsbügel. Am ersten Gehäuseteil sind zwei Lagerzapfen und am zweiten Gehäuseteil zwei Verriegelungsvorsprünge ausgebildet. Der Verriegelungsbügel besitzt zwei Verriegelungsschenkel und einen die Verriegelungsschenkel miteinander verbindenden Grundschenkel. Die Verriegelungsschenkel haben jeweils einen Lagerarm mit einer Ausnehmung für einen der Lagerzapfen und einen Verriegelungsarm zum Übergreifen eines der Verriegelungsvorsprünge und sind derart federnd ausgebildet, dass sich die Verriegelungsschenkel beim Aufschwenken der Verriegelungsarme auf die korrespondierenden Verriegelungsvorsprünge aufweiten können.
-
Der Verriegelungsbügel weist weiter zwei starre Bügelelemente auf, die jeweils einen Lagerarm mit einer Ausnehmung für einen der Lagerzapfen und einen Haltearm zum Übergreifen eines der Verriegelungsvorsprünge aufweisen. Die Bügelelemente sind dabei jeweils mit einem der Verriegelungsschenkel so gekoppelt, dass die Ausnehmung im Lagerarm des Bügelelements korrespondierend zur Ausnehmung im Lagerarm des zugeordneten Verriegelungsschenkels angeordnet ist und die Verriegelungsvorsprünge in der geschlossenen Position des Verriegelungsbügels von den Haltearmes der Bügelelemente übergriffen werden.
-
Da die inneren Bügelelemente in Bezug auf den jeweiligen Lagerzapfen in Umfangsrichtung federnd mit dem Verriegelungsschenkel gekoppelt sind, können mögliche Fertigungstoleranzen der Fanggeometrie im Gehäusegegenstück ausgeglichen werden. Die eigentliche Schließkraft wird aber dadurch mittelbar über die federnde Kopplung aufgebracht. Wenn die Toleranzen zu hoch oder die Gummidichtung zwischen den Gehäusehälften ungenau oder verunreinigt ist, kann es passieren, dass durch die federnde Kopplung während der Schwenkbewegung einer (oder beide) Haltearme der Bügelelemente nicht in Endposition gelangen kann (können). D. h., die Dichtigkeit kann nicht gewährleistet werden. Auch kann ein eventueller Produktionsfehler nur schwer bzw. gar nicht erkannt werden. Schließlich ist die Stanzgeometrie des Verriegelungsbügels als Stanz-Biegeteil sehr komplex und aufgrund der Mehrfachfaltung aufwändig.
-
Es ist daher eine mögliche Aufgabe einen elektrischen Steckverbinder bzw. einen Verriegelungsbügel für zwei Gehäuseteile, insbesondere für zwei Gehäuseteile eines elektrischen Steckverbinders, zur Verfügung zu stellen, bei dem die vorgenannten Nachteile vermieden bzw. vermindert werden können.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen bzw. vorteilhafte Weiterbildungen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
-
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, bei einem verriegelbaren Steckverbinder mittels des wenigstens einen Verriegelungsbügels die Schließkraft unmittelbar, d. h. direkt, aufzubringen, sodass im Fall der oben beschriebenen Situationen ein Schließen nur sehr schwer oder unmöglich ist. Dadurch kann ein eventueller Produktionsfehler schnell erkannt werden. Selbst im Falle des Erzwingens der erhöhten Schließkraft kann die Dichtigkeit gewährleistet werden. Dadurch dass eine in eine Rastkontur als Sicherungselement integrierte Feder im Verriegelt-Zustand des Verriegelungsbügels nicht aktiv, d. h. entspannt ist, ermüdet die Federn in der Daueranwendung nicht. Bei dem erfindungsgemäßen Verriegelungsbügel wird ein federndes Sicherungselement ausschließlich zur Überbrückung und Rückhaltung der Schließgeometrie verwendet.
-
Bei der Erfindung wird im Verriegelt-Zustand des Verriegelungsbügels der Abstand des ersten zum zweiten Gehäuseteil durch ein fest vorgegebenes in den Verriegelungsbügel integriertes Maß erreicht. Die in derartigen Steckverbindern angeordneten Gummidichtungen arbeiten in den Gehäuseaufbauten naturgemäß immer als Federelement und haben in erster Linie die Aufgabe, einen ausreichenden Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern uns/oder Fluiden (ingress protection) zu gewährleisten. Beim erfindungsgemäßen Steckverbinder bzw. durch den erfindungsgemäßen Verriegelungsbügel kann dies sichergestellt werden, indem es nur die Dichtung als einziges eine Haltekraft erzeugendes federndes Element und zur Einstellung der i) Dichtigkeit der Verbindung, ii) dieser Haltekraft und iii) der Stabilität ein einziges, genau einstellbares Maß gibt.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen verriegelbaren, insbesondere elektrisch und/oder pneumatisch und/oder fluidisch und/oder optisch koppelnden Steckverbinder. Ein solcher elektrischer Steckverbinder weist wenigstens zwei miteinander durch einen Steckvorgang verbindbare Gehäuseteile auf. Im bestimmungsgemäßen Verbindungszustand der Gehäuseteile ist üblicherweise ein Dichtelement zur Abdichtung der hergestellten Steckverbindung gegen Eindringen von Fremdkörpern oder einem Fluid zwischen den Gehäuseteilen angeordnet. Zur Verriegelung des Steckverbinders im Verbindungszustand besitzt der Steckverbinder wenigstens einen Verriegelungsbügel, mittels dem sich die Steckverbindung gegen unbeabsichtigtes Öffnen sichern und insbesondere das Dichtmittel zum Erreichen der gewünschten Abdichtung in vorbestimmter Weise komprimieren lässt. Hierzu sind an einem der Gehäuseteile ein Paar Verriegelungselemente ausgebildet, die jeweils im Bezug auf das jeweilige Gehäuseteil einander gegenüber angeordnet sind. Der Verriegelungsbügel weist zwei Verriegelungsschenkel und einen diese miteinander verbindenden Verbindungssteg auf, wobei jeder Verriegelungsschenkel einen Verriegelungsarm zum Hintergreifen jeweils eines der Verriegelungselemente im verriegelten Verbindungszustand aufweist. Die Verriegelungsarme besitzen jeweilige Riegelfläche, die im verriegelten Verbindungszustand jeweils zum jeweiligen Verriegelungselement gerichtete sind sowie jeweils eine Anschlagsfläche für das zugehörige Verriegelungselement. Jeder Verriegelungsarm weist jeweils eine Rastkontur in Form eines elastischen Sicherungselements zum Sichern des Verriegelungsarms im verriegelten Verbindungszustand auf. Die Sicherungselemente sind dazu jeweils so am jeweiligen Verriegelungsarm angeordnet, dass sie jeweils im entspannten Zustand eine Sperrfläche derart ausbilden, die das Verriegelungselement wenigstens teilweise gegenüber der Anschlagsfläche bzw. aus Sicht der Anschlagfläche hinterschneidet. Jedes Sicherungselement ist mindestens um einen Federweg derart verformbar ausgeführt, dass beim Überschwenken der Verriegelungsarme über die Verriegelungselemente jedes Sicherungselement dem zugehörigen Verriegelungselement ausweichen kann. Die Sicherungselemente sind am jeweiligen Verriegelungsarm so angeordnet, dass sie bei Erreichen des verriegelten Verbindungszustand entspannt, d. h. nicht komprimiert oder verformt sind. In diesem entspannten Zustand bildet das Sicherungselement eine Sperrfläche gegenüber der Anschlagsfläche für das Verriegelungselement.
-
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Verriegelungsbügel zur Verriegelung zweier Gehäuseteile in einem Verbindungszustand, insbesondere eines elektrischen Steckverbinders gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
-
Demgemäß weist der Verriegelungsbügel zwei Verriegelungsschenkeln und einen diese miteinander verbindenden Verbindungssteg auf. Jeder Verriegelungsschenkel besitzt einen Hebelarm, an dem jeweils zum schwenkbaren Verbinden mit einem an einem der Gehäuseteile angeordneten ersten Lagerelement ein zweites Lagerelement angeordnet ist, und einen Verriegelungsarm, der jeweils eine zum zweiten Lagerelement hin gerichtete Riegelfläche und eine im Wesentlichen dazu senkrechte Anschlagsfläche für das Verriegelungselement aufweist. Jeder Verriegelungsarm weist jeweils als eine Rastkontur ein federndes Sicherungselement auf, welches derart am Verriegelungsarm angeordnet ist, dass es in einem entspannten Zustand eine Sperrfläche gegenüber der Anschlagsfläche für das Verriegelungselement bildet. Jede Riegelfläche hat in Bezug auf das zugehörige zweite Lagerelement einen definierten Abstand. Jedes Sicherungselement ist so ausgelegt, dass es mindestens einen vorbestimmten Federweg derart besitzt, dass es im Bezug auf das zweite Lagerelement auf das Niveau der Riegelfläche ausweichen kann.
-
Mit dem flexiblen Sicherungselement wird vorteilhaft erreicht, dass bei Verschwenken des Verriegelungsbügels in den Verriegelt-Zustand bzw. in den Geöffnet-Zustand ein zwischen den Gehäuseteilen einer Steckverbindung angeordnetes Dichtelement nicht vollständig entsprechend der effektiven Höhe der Rastkontur über das für den Verriegelt-Zustand vorbestimmte Maß hinaus komprimiert werden muss. Da die durch das Sicherungselement gebildete Rastkontur federnd ausgeführt ist, weicht die Rastkontur beim Verriegelungsvorgang bzw. Öffnungsvorgang aus, wodurch sich der maximale Druck der auf das Dichtelement ausgeübt wird, entsprechend verringert.
-
An einem der Gehäuseteile können ein Paar erste Lagerelemente ausgebildet sein, die jeweils im Bezug auf das jeweilige Gehäuseteil einander gegenüber angeordnet sind. Jeder der Verriegelungsschenkel kann dann weiter einen Hebelarm mit jeweils einem zweiten Lagerelement besitzen, das jeweils mit einem der ersten Lagerelemente schwenkbar verbunden ist. Die ersten Lagerelemente können von an dem einem der beiden Gehäuseteile ausgebildeten Lagerzapfen und die zweiten Lagerelemente von dazu korrespondierende Lagerausnehmung an dem jeweiligen Hebelarm gebildet werden. Alternativ können die ersten Lagerelemente durch an dem einem der beiden Gehäuseteile ausgebildete Lagerbuchsen und die zweiten Lagerelemente durch dazu korrespondierende Lagerzapfen an dem jeweiligen Hebelarm gebildete werden.
-
Die Riegelflächen können besonders zuverlässig in Bezug auf das zugehörige zweite Lagerelement mit einem definierten Abstand ausgeführt werden. In Kombination mit den Abmessungen der Gehäuseteile und der Anordnung der ersten Lagerelemente und Verriegelungselemente an den Gehäuseteilen kann sichergestellt werden, dass das Dichtelement im Verbindungszustand mit einem vorbestimmten Maß komprimiert wird.
-
Bei einer ersten Ausführung des elektrischen Steckverbinders ist jedes der Sicherungselemente jeweils von einer an dem Verriegelungsarm angeordneten federelastischen Rolle als eine Rastrolle gebildet. Die erfindungsgemäße Rolle besteht hierzu aus einem elastischen Material und ist so dimensioniert, dass sie um mindestens den Federweg elastisch verdrängt bzw. verformt werden kann. Die Rollen können jeweils mittels eines Verbindungsmittels, beispielsweise einem Niet oder einer Schraube oder dergleichen oder auch durch eine Punkt- oder Reibschweißverbindung, drehbar oder feststehend an dem jeweiligen Verriegelungsarm derart angeordnet befestigt sein, dass sie jeweils beim Überschwenken der Verriegelungsarme über die Verriegelungselemente durch das zugehörige Verriegelungselement durch elastisches Verformen verdrängt werden können. Bei Erreichen des verriegelten Verbindungszustand können sich die verformten Rollen aufgrund ihrer Elastizität wieder entspannen, wobei sie das zugehörige Verriegelungselement wenigstens teilweise gegenüber der Anschlagsfläche hinterschneiden und so eine Sperrfläche für das jeweilige Verriegelungselement bilden, die ein unbeabsichtigtes Entriegeln der Verbindung verhindert.
-
Der Verriegelungsarm und der Hebelarm können als integrale Bestandteile des jeweiligen Verriegelungsschenkels in derselben Eben angeordnet sein. Das Sicherungselement kann parallel dazu an dem Verriegelungsarm angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass bei jedem der Verriegelungsschenkel der Hebelarm und das Sicherungselement in derselben Eben angeordnet sind und der Verriegelungsarm parallel dazu am Verriegelungsschenkel angeordnet ist.
-
Die vorstehend beschriebene Ausführung des Verriegelungsbügels besteht im Wesentlichen aus fünf Teilen, einem Stanz-Biegeteil, welches im Wesentlichen den Verbindungssteg und die beiden Verriegelungsschenkel bildet und für die Sicherungselement jeweils einen Niet und eine elastische Rastrolle. Damit sind bei der Fertigung des Verriegelungsbügels neben dem Stanz- und Biegevorgang auch wenigstens zwei Nietvorgänge notwendig.
-
In einer Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Verriegelungsbügel hinsichtlich seines Aufbaues vorteilhaft vereinfacht. Dazu ist jeweils an einem vom Verbindungssteg abgewandten Ende der Verriegelungsarme das jeweilige Sicherungselement als Rastkontur in Form eines federelastischer Rings angeordnet, der eine Ringöffnung nach Art eines Sprengrings besitzt und dadurch um mindestens den gewünschten Federweg verdrängt werden kann. Die federelastischen Ringe können jeweils besonders einfach als integraler Bestandteil am jeweiligen Verriegelungsarm ausgebildet bzw. in diesen integriert werden. Der federelastische Ring kann so jeweils beim Überschwenken der Verriegelungsarme über die Verriegelungselemente durch das jeweilige Verriegelungselement um mindestens den Federweg elastisch verformt werden. Dabei kann die Ringöffnung so angeordnet werden, das sie benachbart zur Riegelfläche liegt. Bei Erreichen des verriegelten Verbindungszustand kann sich der verformte Ring wieder entspannen, sodass die durch den Ring an der Ringöffnung ausgebildete Sperrfläche das jeweilige Verriegelungselement wenigstens teilweise gegenüber der Anschlagsfläche hinterschneidet. Mit andern Worten können die die federelastischen Ringe jeweils als ein integraler Bestandteil an dem jeweiligen Verriegelungsarm und die jeweilige Ringöffnung derart angeordnet sein, dass der federelastische Ring im entspannten Zustand um den Federweg über die Riegelfläche hervorsteht und gegenüber der Anschlagsfläche mit einer an der Ringöffnung ausgebildeten Sperrfläche eine Aufnahme für ein Verriegelungselement bildet.
-
Bei der vorstehenden Weiterbildung kann bei jedem Verriegelungsschenkel der Verriegelungsarm, der Hebelarm und das Sicherungselement als integraler Bestandteil des jeweiligen Verriegelungsschenkels durch einen einfachen Stanzvorgang in derselben Eben gebildet werden. Durch die so formgebundene Position der Rastkontur im Stanzprozess kann die Toleranzkette minimiert werden.
-
Der Verriegelungsbügel an der Weiterbildung des elektrischen Steckverbinders kann fertigungsseitig erheblich kostengünstiger hergestellt werden, da sich einmal die Teileanzahl um 80% reduziert – es entfallen die zwei Rastrollen und zwei Niet, wobei zusätzlich der entsprechende Nietvorgänge entfallen kann.
-
Bei alle Ausführungen des Verriegelungsbügels kann an den vom Verbindungssteg weg gerichteten freien Endbereichen der Verriegelungsarme jeweils eine Fangfläche für das jeweilige Verriegelungselement ausbildet sein, die derart verläuft, dass der Verriegelungsarm beim Überschwenken über das zugehörige Verriegelungselement geführt wird.
-
Zur Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen, beispielsweise durch Vibration wird bei allen Ausführungen des Verriegelungsbügels das jeweilige Verriegelungselements in der geschlossenen Position von einem die Sperrfläche bildenden Teil des Sicherungselements als Rastkontur gehalten. Da das federnde die Rastkontur bildende Sicherungselement im verriegelten Verbindungszustand entspannt ist, ermüden die elastischen Eigenschaften des Materials des Sicherungselementes nicht.
-
Bei allen Ausführungen kann der Verbindungssteg ein Betätigungsteil oder Griffstück, insbesondere in Form einer Lasche oder Platte, aufweisen. Im Betätigungsteil kann eine Betätigungsöffnung zum Eingreifen eines Werkzeugs, insbesondere der Klinge eines Schraubendrehers ausgebildet sein. Damit lässt sich der Verriegelungsbügel auch an schwer zugänglichen Stellen leichter unter zu Hilfenahme beispielsweise eine Schraubendrehers öffnen.
-
Der Verriegelungsbügel kann derart ausgebildet sein, dass der jeweilige Hebelarm und der jeweilige Verriegelungsarm integral den jeweiligen Verriegelungsschenkel bilden. Somit kann der Verriegelungsbügel besonders einfach als Stanz-Biegeteil gefertigt werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, sowie Ausführungsbeispiele hierzu, werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert. Funktionsähnliche Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die innerhalb der Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben”, „unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normal lesbaren Figurenbezeichnung und Bezugszeichen. Hierbei zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verriegelungsbügels sowie einen Ausriss einer Seitenansicht, der den erfindungsgemäß ausgestalteten Verriegelungsarm im Detail zeigt;
-
2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verriegelungsbügels sowie mit einen Ausriss einer Seitenansicht, der den erfindungsgemäßen Verriegelungsarm im Detail zeigt;
-
3 eine vergrößerte Seitenansicht des Verriegelungsbügels der 2 entsprechend der dort gekennzeichneten Blickrichtung;
-
4a bis 4c das Herstellen einer Steckverbindung und anschließende Verriegeln mittels des Verriegelungsbügels gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bei einem elektrischen Steckverbinder; und
-
5 eine seitliche Schnittdarstellung auf den elektrischen Steckverbinder der 4a bis 4c zur Veranschaulichung der definierten Kompression der zwischen den Gehäuseteilen des Steckverbinders angeordneten Dichtung sowie einen Ausriss, der beispielhaft ein mögliche Anordnung und ein mögliches Querprofil der Dichtung im Detail zeigt.
-
Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verriegelungsbügels 10a sowie einen Ausriss, der das erfindungsgemäße Verriegelungsmittel im Detail zeigt.
-
Der Verriegelungsbügel 10a kann beispielsweise zur Verriegelung zweier Gehäuseteile in einem Verbindungszustand, insbesondere des in den 4a bis 4c und der 5 dargestellten elektrischen Steckverbinders 100 als Alternative zu dem dort gezeigten Verriegelungsbügel 10b verwendet werden.
-
Der Verriegelungsbügel 10a weist zwei Verriegelungsschenkeln 12a und einen diese miteinander verbindenden Verbindungssteg 14 auf. Da die Verriegelungsschenkeln 12a zu einander spiegelsymmetrisch geformt sind, gelten die folgenden Erläuterungen im Bezug auf einen einzelnen Verriegelungsschenkel 12a sinngemäß auch immer für den zweiten Verriegelungsbügel 12a.
-
Jeder Verriegelungsschenkel 12a besitzt einen Hebelarm 28. Zum beweglich Verbinden mit ersten Lagerelementen 108 an einem ersten Gehäuseteil (vgl. 4a bis 4b, 101) sind an jedem Hebelarm 27 korrespondierende zweite Lagerelemente 30 angeordnet. Die ersten Lagerelemente 108 und zweiten Lagerelemente 30 sind so ausgestaltet, dass sich der Verriegelungsbügel 10a mit bestimmungsgemäß zusammengefügten und funktionsgemäß zusammenwirkenden ersten Lagerelemente 108 mit den zugehörigen zweiten Lagerelementen 30 um eine Achse SA, die durch die an dem Gehäuseteil (vgl. z. B. 4a, 101) angeordneten ersten Lagerelemente 108 definiert wird, zwischen einem Geöffnet-Zustand und einem Verriegelt-Zustand verschwenken lässt.
-
Jeder Verriegelungsschenkel 12a besitzt weiter einen Verriegelungsarm 16a, der im Verriegelt-Zustand jeweils ein an dem anderen der Gehäuseteile (vgl. z. B. 4A, 102) angeordnetes Verriegelungselement 111 im Verbindungszustand des Steckverbinders 100 hintergreift. Dazu ist an den Verriegelungsarmen 16a jeweils eine zum zweiten Lagerelement 30 hin gerichteten Riegelfläche 18 für das Verriegelungselement 111 angeordnet. Weiter befindet sich an den Verriegelungsarmen 16a jeweils eine im Wesentlichen zur Riegelfläche 18 senkrecht verlaufende Anschlagsfläche 20, an der das Verriegelungselement 111 im Verriegelt-Zustand anliegt.
-
Die Riegelflächen 18 haben in Bezug auf das zugehörige zweite Lagerelement 30 einen definierten starren Abstand D2, d. h. die Verriegelungsarme 16a sind bzgl. dieses Maßes weitgehend unelastisch, d. h. starr, ausgestaltet, sodass das definierte Maß D2 fest eingestellt und auch im Dauereinsatz im Wesentlichen unveränderlich ist.
-
Damit sich der Verriegelungsbügel 10a im Verriegelt-Zustand nicht beispielsweise durch Vibrationen unbeabsichtigt öffnen kann, weist jeder der Verriegelungsarme 16a jeweils ein Sicherungselement 22a nach Art eines eine Rastkontur bildenden Rastelements auf.
-
Bei einer bekannten Ausführung ist das Sicherungselement 22a ein unflexibler, starrer Metallring, wodurch die mit dem Ring gebildete Rastkontur ebenfalls starr bzw. unflexibel ist. Beim Öffnen und Schließen eines solchen Verriegelungsbügels kann die Rastkontur nur durch eine entsprechende Kompression der zwischen den Gehäuseteilen angeordneten Dichtung (Gehäusedichtung) überwunden werden. Dies kann unter bestimmten Umständen zu einer Beschädigung der Dichtung führen. Auch ist dadurch eine erhöhte Betätigungskraft erforderlich, da die Gehäusedichtung zusätzlich zur eingestellten Kompression im Verriegelt-Zustand um die Höhe der mit der Rolle gebildeten starre Rastkontur komprimiert werden muss.
-
Das Sicherungselement 22a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist erfindungsgemäß federnd, beispielsweise durch ein elastische Material, ausgeführt und derart am Verriegelungsarm 16a angeordnet, dass es in einem entspannten Zustand eine Sperrfläche 24a gegenüber der Anschlagsfläche 20 für das Verriegelungselement 111 bildet. Weiter ist das federnde Sicherungselement 22a mittels seiner Materialeigenschaften und/oder seiner Gestalt so ausgelegt, dass es mindestens um einen vorbestimmten Federweg D1 verformt werden kann. Dabei ist das Sicherungselement so am Verriegelungsarm 16a angeordnet, dass das Sicherungselement 22a durch Verformung auf das Niveau der Riegelfläche 28 im Bezug auf das zweite Lagerelement 30 ausweichen bzw. verdrängt werden kann. Mit anderen Worten kann die durch das Sicherungselement 22a am Verriegelungsarm 16a gebildete Rastkontur mindestens um den Federweg D1 auf das definierte Maß D2 aufgeweitet werden. Dadurch wird die Rastkontur beim Öffnen oder Schließen im Wesentlichen durch eine Verformung des Sicherungselements 22a überwunden und nicht durch Kompression des Dichtelements (vgl. 5, 105).
-
In der in der 1 dargestellten Ausführung ist jedes der Sicherungselemente 22a jeweils von einer an dem Verriegelungsarm 16a angeordneten federelastischen Rolle 22a als ein flexibles Rastelement gebildet, die um mindestens den Federweg D1 verdrängt werden kann.
-
Wie in der 1 anhand des linken Verriegelungsschenkels 12a gut zu erkennen ist, sind die Rollen 22a mittels eines Verbindungsmittels in Form eines Niet 23, der in eine Durchbrechung 23a eingefügt wird/ist, drehbar oder feststehend an dem jeweiligen Verriegelungsarm 16a befestigt. Die Rolle 22a ist so am Verriegelungsarm 16a angeordnet, dass sie im entspannten Zustand um mindestens den Federweg D1 über eine die Riegelfläche 18 des Verriegelungsarms 16 bildende Kante des Verriegelungsarms 16a übersteht, wodurch der überstehende Teil der Rolle 22a eine Rastkontur an der Riegelfläche 18 bildet. Weiter dient der überstehende Teil der Rolle 20a im entspannten Zustand als die Sperrfläche 24a gegenüber der Anschlagsfläche 20 für das Verriegelungselement 111 im Verriegelt-Zustand.
-
Bei den Verriegelungsschenkeln 12a sind der Hebelarm 28 und das Sicherungselement 22a in der selben Ebene, die durch den Hebelarm 28 definiert wird, angeordnet. Der Verriegelungsarm 16a ist als integraler Bestandteil des Verriegelungsschenkels 12a aus der Hebelarmebene heraus geformt und parallel dazu angeordnet. Alternativ könnten der Verriegelungsarm und der Hebelarm als integrale Bestandteile des Verriegelungsschenkels in derselben Ebene angeordnet und das Sicherungselement parallel dazu an dem Verriegelungsarm angeordnet werden.
-
2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verriegelungsbügels 10b als eine vorteilhafte Weiterbildung des Verriegelungsbügels 10a der 1. Ebenso zeigt 1 einen Ausriss, der das vorteilhaft weitergebildete Verriegelungsmittel 22b im Detail zeigt. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht auf eine Seite des Verriegelungsbügels der 2 entsprechend der dort mit dem Pfeil SR gekennzeichneten Blickrichtung.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel eines Verriegelungsbügels 10b ist weitestgehend identisch zum ersten Ausführungsbeispiel der 1, daher werden nachstehend nur wesentliche Unterschiede gemäß der vorteilhaften Weiterbildung des Verriegelungselements 22b erläutert. Gleiche oder ähnliche Bestandteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, funktional identische aber abgewandelte Bestandteile sind anhand der den Bezugsziffern beigeordneten Buchstaben „a” (spezifisch für Ausführung 1) bzw. „b” (spezifisch für Ausführung 2) zu erkennen.
-
Bei dem Verriegelungsbügel 10b des zweiten Ausführungsbeispiels sind jeweils an einem vom Verbindungssteg 14 abgewandten Ende 21 der Verriegelungsarme 16b als das jeweilige Sicherungselement 22b ein federelastischer Ring 22b in den jeweiligen Verriegelungsarm 16b integriert. Der Ring 22b besitzt eine Ringöffnung 32 nach Art eines Sprengrings, d. h. der Ring ist nicht geschlossen, und kann durch seine Federeigenschaft um mindestens den Federweg D1 in radialer Richtung nach innen verdrängt werden. Die Ringöffnung kann dabei mit einer Kontur derart ausgeführt werden, dass eine Überdehnung, d. h. eine plastische Verformung, des Sicherungselements in Öffnungsrichtung verhindert wird. Damit wird sichergestellt, dass das Federelement immer elastisch bleibt.
-
Die federelastischen Ringe 22b sind jeweils integraler Bestandteil des jeweiligen Verriegelungsarms 16b. Der Ring 22b ist jeweils derart angeordnet, dass er im entspannten Zustand um den Federweg D1 gegenüber dem zweiten Lagerelement 30 über die Riegelfläche 18 hervorsteht und so die benötigte Rastkontur bildet. Die Ringöffnung 32 ist jeweils derart benachbart zur Riegelfläche 18 so angeordnet, dass ein Teil der Ringöffnung 32 gegenüber der Anschlagsfläche 20 die Sperrfläche 24b für ein Verriegelungselement 111 bildet. Die Anschlagsfläche 20 und die Sperrfläche 24b bilden zusammen eine Aufnahme für das Verriegelungselement 111 im Verriegelt-Zustand.
-
Aufgrund der vereinfachten Struktur des Verriegelungsschenkel 12b können der Verriegelungsarm 16b, der Hebelarm 28 sowie das Sicherungselement 22b als integraler Bestandteil eines einstückigen Verriegelungsschenkels 12b – abweichend von der Darstellung in der 2 – in derselben Eben angeordnet werden. Damit vereinfacht sich die Fertigung eines solchen Stanz-Biegeteils weiter. Die in der 2 dargestellte Verkröpfung des Verriegelungsarms 16b kann beispielsweise dazu dienen, einem Absatz oder Kragen ausweichen, der am Fuß des zu fangenden Verriegelungsbolzen oder Verriegelungszapfen (vgl. 3, 111) gebildet wird, wenn der Zapfen angenietet ist.
-
Weiter ist in den 1 und 2 zu erkennen, dass der Verbindungssteg 14 ein Betätigungsteil 15 oder Griffstück, insbesondere in Form einer Lasche oder Platte, aufweist. Im Betätigungsteil 15 kann weiter eine Betätigungsöffnung (nicht gezeigt) zum Eingreifen eines Werkzeugs, insbesondere der Klinge eines Schraubendrehers vorgesehen werden, um eine Betätigung besonders zum Öffnen des Verriegelungsbügels zu erleichtern.
-
4a bis 4c veranschaulichen die Herstellung und Verriegelung einer mittels eines elektrischen Steckverbinders 100 hergestellten Steckverbindung mittels des Verriegelungsbügels 10b gemäß dem in 2. Hier ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht nur bei einem elektrischen Steckverbinder angewendet werden kann. Selbstverständlich ist kann es sich dabei auch um einen verriegelbaren Steckverbinder für eine oder mehrere elektrische und/oder pneumatische und/oder fluidische und/oder optische Steckverbindung(en) handeln.
-
Der Steckverbinder 100 weist üblicherweise ein erstes Gehäuseteil 101, beispielsweise einen Gehäusesockel, ein Anbaugehäuse oder ähnliches, und ein zweites Gehäuseteil 102, beispielsweise einen Gehäusedeckel, ein Tüllengehäuse oder ähnliches, auf. Innerhalb der beiden Gehäuseteile 101, 102 können mehrere zu einer Klemmenleiste oder einem Klemmenblock miteinander verbundene Klemmen zum Anschluss einzelner Adern eines elektrischen Kabels oder elektrische Kontakte angeordnet sein. Die Klemmen weisen üblicherweise Steck- bzw. Buchsenkontakte auf, die so innerhalb der Gehäuseteile 101, 102 angeordnet sind, dass beim Aufstecken des zweiten Gehäuseteils 102 auf das erste Gehäuseteil 101 die Klemmen des ersten Gehäuseteils 101 mit den korrespondierenden Klemmen des zweiten Gehäuseteils 102 elektrisch leitend verbunden werden. Da solche Industriesteckverbinder häufig unter rauen Bedingungen und/oder in feuchten Umgebungen eingesetzt werden, ist sicherzustellen, dass die beiden Gehäuseteile 101, 102 des Steckverbinders 100 auch beispielsweise bei Vibrationen und hoher mechanischer Belastung sicher miteinander verbunden bleiben.
-
Um die Verbindung zu sichern können die Gehäuseteile 101, 102 im Verbindungszustand mittels eines erfindungsgemäßen Verriegelungsbügels verriegelt werden.
-
Der elektrischer Steckverbinder 100 in den 4a bis 4c und der 5 besteht im Wesentlichen aus den zwei Gehäuseteilen 101, 102, einem in einem Verbindungszustand der Gehäuseteile zwischen den Gehäuseteilen angeordneten Dichtelement 105 (vgl. 5), und dem Verriegelungsbügel 10b der 2 und 3 zum Verriegeln des Steckverbinders 100 im Verbindungszustand.
-
Am ersten Gehäuseteil 101 ist ein Paar Lagerzapfen 108 als erste Lagerelemente und am zweiten Gehäuseteil 102 ein Paar Verriegelungszapfen 111 als Verriegelungselemente angeordnet, die jeweils im Bezug auf das jeweilige Gehäuseteil einander gegenüber angeordnet sind. Die Lagerzapfen 108 und die Verriegelungszapfen 111 können integraler Bestandteil des jeweiligen Gehäuseteils sein, wenn dieses beispielsweise ein Kunststoffspritzteil oder Metallteil ist.
-
Der Verriegelungsbügel 10b besitzt an seinen Verriegelungsschenkeln 12b jeweils einen Hebelarm 28, in dem sich jeweils eine Ausnehmung 30 als zweites Lagerelement befindet. Indem die Lagerzapfen 108 an dem ersten Gehäuseteil 101 mit den korrespondierenden Lagerausnehmung 30 des Verriegelungsbügels 10b bestimmungsgemäß zusammenwirken, ist der Verriegelungsbügel um eine durch die beiden Lagerzapfen 108 definierte Schwenkachse SA (vgl. 2) schwenkbar mit dem ersten Gehäuseteil 101 verbunden.
-
Alternativ könnten in dem ersten Gehäuseteil 101 Lagerbuchsen als erste Lagerelemente angebracht sein und dazu korrespondierende Lagerzapfen an dem jeweiligen Hebelarm als die zweiten Lagerelemente ausgebildet sein.
-
Die zwei Verriegelungsschenkel 12b des Verriegelungsbügels 10b sind über den längs bzw. parallel zum ersten Gehäuseteil 101 verlaufenden Verbindungssteg 14 miteinander starr verbunden. An dem Verbindungssteg 14 ist ein Griffstück 15 als Betätigungsteil in Form einer Lasche vorgesehen. Mittels des Griffstücks kann der Verriegelungsbügel 10b leichter um die Schwenkachse (vgl. SA, 2) vom Geöffnet-Zustand (4a) in den Verriegelt-Zustand (4c) und umgekehrt bewegt werden.
-
In 4a wird das zweite Gehäuseteil 102 zur Herstellung der Steckverbindung in Richtung des ersten Gehäuseteils 101 bewegt. In den Gehäuseteilen 101, 102 sind Steck- bzw. Buchsenkontakte so angeordnet, dass beim Zusammenfügen des zweiten Gehäuseteils 102 mit dem ersten Gehäuseteil 101 die Steck- bzw. Buchsenkontakte des ersten Gehäuseteils 101 mit den jeweils korrespondierenden Steck- bzw. Buchsenkontakte des zweiten Gehäuseteils 102 elektrisch leitend verbunden werden. In dieser Phase befindet sich der Verriegelungsbügel 10b im Geöffnet-Zustand, d. h. ist von ersten Gehäuseteil 101 weg geschwenkt.
-
Am Verriegelungsbügel 10b sind neben den Hebelarmen 28 weiter die beiden Verriegelungsarme 16b als integraler Bestandteil des zugehörigen Verriegelungsschenkels 12b ausgebildet. Die Verriegelungsarme 16b sind so ausgestaltet, dass sie beim Verschwenken des Verriegelungsbügels 10b in den Verriegelt-Zustand jeweils der korrespondierende Verriegelungszapfen 111 im Verbindungszustand der Gehäuseteile 101, 102 aus Sicht der Schwenkachse (vgl. SA, 2) hintergreifen. Dazu ist an den Verriegelungsarmen 16b eine zum jeweiligen Verriegelungselement 111 gerichtete Riegelfläche 18 sowie eine Anschlagsfläche 20 als definierter Endanschlag für den Verriegelungszapfen 111 im Verriegelt-Zustand ausgebildet.
-
In 4b ist der Vorgang des Überschwenkens der Verriegelungsarme 16b über die Verriegelungszapfen 111 dargestellt. Zur Sicherung der Verriegelungsarme 16b im Verriegelt-Zustand ist jeweils eine Raststruktur bzw. Rastkontur vorgesehen. Erfindungsgemäß ist hierfür der federnde Ring 22a als ein elastisches Sicherungselement in den Verriegelungsarm 16b integriert. Durch die Elastizität kann der Ring 22a mindestens um den Federweg D1 verformt werden, sodass er beim Überschwenken des Rings 22a über den Verriegelungszapfen 111 ausweichen kann.
-
Damit der Ausweichvorgang und folglich der Verriegelungsvorgang ohne Verklemmen oder Verhaken verläuft, befindet sich an den vom Verbindungssteg 14 weg gerichteten freien Endbereichen des Verriegelungsarms 16b die Fangfläche 21 für das jeweilige Verriegelungselement 111, die so verläuft, dass der Verriegelungsarm 16b beim Verschwenken automatisch über das zugehörige Verriegelungselement 111 hinweg geführt wird. Mit andern Worten kann der Verriegelungszapfen 111 von der Fangfläche 21 eingefangen und unter den Verriegelungsarm 16b geführt werden.
-
In 4c ist der Verriegelt-Zustand am Ende des Verriegelungsvorgangs dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass bei Erreichen des verriegelten Verbindungszustand sich der federnde Ring 22a als Sicherungselement wieder entspannt hat und im entspannten Zustand eine der Anschlagsfläche 20 gegenüber liegenden Sperrfläche 24b für den Verriegelungszapfen 111 bildet bzw. darstellt. Dabei ist der Ring 22a so in den Verriegelungsarm 16b integriert, dass ein Teil der Querschnittfläche des Rings 22a an der Ringöffnung 32 im entspannten Zustand als Sperrfläche 24a den Verriegelungszapfen 111 wenigstens teilweise gegenüber bzw. aus Sicht der Anschlagsfläche 20 hinterschneidet.
-
5 ist eine seitliche Schnittdarstellung des elektrischen Steckverbinders 100 im Zustand der 4b und dient hier der Veranschaulichung der definiert zusammengedrückten Dichtung 105 als Dichtmittel zwischen den Gehäuseteilen 101, 102 des Steckverbinders 100. Weiter ist ein Ausriss A gezeigt, der die Anordnung und das Querprofil der Dichtung 105 vergrößert zeigt.
-
Wie bereits erläutert, haben die Riegelflächen 20 in Bezug auf die zugehörige Lagerausnehmung 30 einen starren und genau definierten Abstand D2. Damit ist exakt mittels des genauen Maßes D2 einstellbar, wie weit die Dichtung 105 im verriegelten Verbindungszustand zusammengedrückt bzw. komprimiert wird.
-
Bei entsprechender Dimensionierung der Anordnungspunkte der Lagerzapfen 108 und der Verriegelungszapfen 111 sowie dem Maß D2 können erfindungsgemäß mit der Dichtung 105 als einzige federnde Komponente die Dichtigkeit, Haltekraft und Stabilität der Steckverbindung eingestellt werden.
-
Die erfindungsgemäßen Verriegelungsbügel 10a, 10b eignen sich besonders gut für verriegelbare Steckverbinder, bei denen ein federndes Dichtmittel im Verbindungszustand vorbestimmt komprimiert ist, wie beispielsweise bei dem elektrischen Steckverbinder 100 der 4a bis 4c sowie der 5.
-
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verriegelungsbügel 10a, 10b ist aber nicht auf einen elektrischen Steckverbinder beschränkt, da das Verriegelungsprinzip mit einem Dichtmittel als einzige federnde Komponente auf grundsätzlich andere verriegelbare Verbindungen übertragen werden kann. Bei einem Steckverbinder kann es sich also grundsätzlich um einen verriegelbaren Steckverbinder für elektrische und/oder pneumatische und/oder fluidische und/oder optische im Steckverbinder integrierter Steckverbindungen handeln. Selbstverständlich können auch mehrere verschiedene Kopplungen in ein und demselben Steckverbinder enthalten sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008019009 B4 [0004]
