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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung und insbesondere eine Steckverbindung, mittels der ein Netzkabel lösbar mit einem handgeführten Elektrowerkzeug verbindbar ist.
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Bei den meisten handgeführten Elektrowerkzeugen ist das Netzkabel fest mit dem Elektrowerkzeug verbunden, d. h. die Leiter des Kabels sind bis in das Gehäuse des Elektrowerkzeug geführt und dort direkt an entsprechende Kontaktelemente angebunden. Zusätzlich ist der Schutzmantel des Kabels regelmäßig noch in einem aus dem Gehäuse des Elektrowerkzeugs herausgeführten Knickschutz fixiert, um eine Zugentlastung für die Anbindung der Leiter zu schaffen.
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Im Fall einer Beschädigung des Netzkabels ist bei derartigen Elektrowerkzeugen ein aufwändiger Austausch des Netzkabels erforderlich, da das Elektrowerkzeug hierzu demontiert werden muss.
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Um den Austausch eines beschädigten Netzkabels zu vereinfachen, ist bekannt, das Netzkabel über eine manuell lösbare Steckverbindung an das Elektrowerkzeug anzubinden.
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Eine solche Steckverbindung ist beispielsweise aus der
DE 43 09 563 C2 bekannt. Dort ist an das entsprechende Ende des Netzkabels ein erster Steckverbinder in Form eines (Geräte-)Steckers angebunden ist. Ein zweiter Steckverbinder in Form einer (Geräte-)Steckdose ist in das Elektrowerkzeug integriert. Durch eine axiale Steckbewegung wird der Gerätestecker in die Gerätesteckdose eingesteckt, wodurch die Kontaktelemente von Gerätestecker und Gerätesteckdose kontaktieren. Zudem greifen nach dem Zusammenstecken zwei seitliche Rastlaschen des Gerätesteckers in komplementäre Hinterschnitte der Gerätesteckdose ein, wodurch die Steckverbindung gegen ungewolltes Lösen gesichert ist. Zum Lösen der Steckverbindung werden die Rastlaschen manuell ausgelenkt, um diese aus dem Eingriff mit den Hinterschnitten zu bringen.
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Weiterhin werden von der Neutrik AG, Liechtenstein, unter der Bezeichnung „powerCON” Steckverbindungen angeboten, die zur lösbaren Anbindung von Netzkabeln an Geräten eingesetzt werden. Der grundsätzliche Aufbau dieser Steckverbindungen ist in der
DE 103 34 650 B4 beschrieben, dort jedoch zur Verwendung im Audiobereich, insbesondere zur Verbindung von Lautsprechern mit Verstärkern.
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Bei der in der
DE 103 34 650 B4 beschriebenen Steckverbindung werden der erste Steckverbinder (Stecker) und der zweite Steckverbinder (Steckdose) mechanisch und elektrisch verbunden, indem der Stecker zunächst in Steckrichtung, d. h. axial in die Steckdose gesteckt und dann um einen definierten Winkel um die Steckrichtung gedreht wird. Dabei greifen Vorsprünge auf der Außenseite des Gehäuses des Steckers in Hinterschnitte auf der Innenseite des Gehäuses der Steckdose und verhindern dadurch ein axiales Lösen der Steckverbindung. Gleichzeitig wird bei der Drehbewegung ein Kontakt zwischen den jeweils radial bezüglich der Steckrichtung angeordneten Kontaktelementen von Stecker und Steckdose hergestellt. Weiterhin rastet nach der vollständigen Drehbewegung des Steckers in der Steckdose eine Verriegelungsnase eines in Steckrichtung verschiebbar an der Außenseite des Gehäuses des Steckers angeordneten Schiebeschalters in eine komplementäre Ausnehmung des Gehäuses der Steckdose ein. Dadurch wird die Steckverbindung zudem gegen ein ungewolltes Zurückdrehen des Steckers gesichert. Zum Lösen der Steckverbindung wird der Schiebeschalter manuell zurückgeschoben, wodurch der Stecker in der Steckdose zurückgedreht und dann aus der Steckdose herausgezogen werden kann.
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Die Herstellung des aus der
DE 103 34 650 B4 bekannten Steckverbindungs ist relativ aufwändig. Zudem ist die Abdichtung dieser Steckverbindung nicht besonders gut.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte gattungsgemäße Steckverbindung anzugeben. Insbesondere sollte sich die verbesserte Steckverbindung durch eine gute Abdichtung des die Kontaktelemente aufnehmenden Innenraums bei gleichzeitig einfachem konstruktiven Aufbau und dadurch kostengünstiger Herstellung sowie bei einer guten Handhabung beim Zusammenstecken auszeichnen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Steckverbindung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Steckverbindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Eine gattungsgemäße Steckverbindung mit einem ersten Steckverbinder und einem zweiten Steckverbinder, die in einer Steckrichtung zusammensteckbar sind, wobei die Steckverbinder jeweils mindestens zwei radial bezüglich der Steckrichtung angeordnete Kontaktelemente aufweisen, die im gesteckten Zustand der Steckverbindung elektrisch leitend kontaktieren, wobei zum Erreichen des gesteckten Zustands der erste Steckverbinder in eine Aufnahmeöffnung des zweiten Steckverbinders eingesteckt und durch eine Drehung über einen Winkelbereich < 360° um die Steckrichtung verriegelt wird, ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass durch die Drehung eine geführte Bewegung der Steckverbinder zueinander in Steckrichtung erfolgt.
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Demnach wird die Drehbewegung teilweise in eine Axialbewegung übersetzt, wobei in Abhängigkeit von der Übersetzung ohne weiteres auch höhere Axialkräfte erzeugt werden können, die zu einem entsprechenden Aneinanderdrücken der zwei Steckverbinder in Steckrichtung genutzt werden können. Durch dieses, durch die Drehbewegung bewrikte Aneinanderdrücken der Steckverbinder kann ohne wesentlichen konstruktiven Aufwand eine gute Abdichtung des von der Aufnahmeöffnung ausgebildeten Aufnahmeraums mit den darin angeordneten Kontaktelementen erreicht werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung kann vorgesehen sein, dass durch die Axialbewegung bei der Drehung eine bezogen auf die Steckrichtung kraftschlüssige Verbindung erzeugt wird. Dadurch kann ein weitgehend spielfreier Sitz des ersten Steckverbinders in dem zweiten Steckverbinder erreicht werden, wodurch die Kontaktsicherheit und die Qualitätsanmutung der Steckverbindung verbessert wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steckverbinders kann vorgesehen sein, dass durch die Axialbewegung bei der Drehung ein Außenkonus des einen Steckverbinders in einen Innenkonus des anderen Steckverbinders bewegt wird. Diese Ausgestaltung bewirkt eine Selbstzentrierung der beiden Steckverbinder zueinander, wodurch sich die Kontaktsicherheit wiederum verbessern kann. Auch bilden der Innen- und der Außenkonus relativ große Dichtflächen aus, durch die auch bei relativ geringen, durch die Drehung bewirkten Kräften in Steckrichtung eine relativ gute Dichtwirkung erreicht werden kann. Insbesondere stellt diese Ausgestaltung jedoch eine vorteilhafte Ausgestaltung dar, durch die die vorzugsweise Erzeugung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen den Steckverbindern erreicht werden kann. Bei ausreichend großer axialer wirkender Kraft kann es durch das Abgleiten von Innen- und Außenkonus aufeinander zu einer radialen Deformation von insbesondere des den Außenkonus ausbildenden Bauteils und somit zu einer elastischen, radial wirkenden Kraftkomponente, die bei einer entsprechenden Auslegung von Innen- und Außenkonus (insbesondere bezüglich des Reibungskoeffizienten und des Neigungswinkels von Innen- und Außenkonus) auch zu einer vorteilhaften Selbsthemmung führen kann.
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Als „konisch” wird ein sich verjüngender Verlauf einer Umfangsfläche der Steckverbinder in Steckrichtung verstanden. Dabei soll der Begriff „konisch” bzw. „Innenkonus” und „Außenkonus” nicht auf eine sich verjüngende Form mit gerade Mantellinie beschränkt sein. Vielmehr kann die Mantellinie auch gebogen oder abgewinkelt verlaufen. Auch ist eine Rotationssymmetrie der Form nicht erforderlich.
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Für besondere Dichtigkeitsanforderungen kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass durch die Axialbewegung bei der Drehung ein Dichtungselement komprimiert wird. Hierbei kann es sich vorzugsweise um einen einfachen O-Ring handeln.
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Zusätzlich oder alternativ kann zur Verbesserung der Abdichtung aber auch eine andere Form einer Dichtung vorgesehen sein, wie beispielsweise eine Labyrinth-Dichtung.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung kann vorsehen, dass die Kontaktelemente des zweiten Steckverbinders als in die Aufnahmeöffnung ragende Kontaktfederlaschen ausgebildet sind, die im gesteckten Zustand der Steckverbindung infolge des Kontakts mit den Kontaktelementen des ersten Steckverbinders elastisch ausgelenkt sind. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Kontaktfederlaschen erst nach oder kurz vor der Beendigung der Relativdrehung der beiden Steckverbinder elastisch ausgelenkt werden. Die Auslenkung erfolgt dabei vorzugsweise in radialer und/oder in Umfangsrichtung.
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Zur Führung der Relativbewegungen der beiden Steckverbinder kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der eine (vorzugsweise der erste) Steckverbinder mindestens einen bezüglich der Steckrichtung radialen Vorsprung aufweist, der beim Einstecken in einer komplementären Ausnehmung des anderen (vorzugsweise zweiten) Steckverbinders geführt und durch die Drehung hinter einen Hinterschnitt dieses anderen Steckverbinders bewegt wird.
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Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass der eine (vorzugsweise erste) Steckverbinder mehrere radiale Vorsprünge umfasst, die bezüglich der Steckrichtung nicht rotationssymmetrisch ausgebildet und/oder angeordnet sind, und der andere Steckverbinder mehrere komplementäre Ausnehmungen aufweist, so dass ein Einstecken des ersten Steckverbinders in die Aufnahmeöffnung des zweiten Steckverbinder in lediglich einer Ausrichtung der Steckverbinder zueinander möglich ist.
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Weiterhin bevorzugt kann dann noch vorgesehen sein, dass der eine Steckverbinder mehrere radiale Vorsprünge umfasst, die bezüglich der Steckrichtung mit dessen Kontaktelementen in einer Reihe angeordnet sind. Dadurch kann, insbesondere wenn weiterhin vorgesehen ist, dass die Kontaktelemente jeweils zwischen zwei Vorsprüngen angeordnet sind, der Berührschutz für die Kontaktelemente verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Steckverbindung im gesteckten Zustand mittels einer Rastverbindung gegen ein selbsttätiges Verdrehen der Steckverbinder zueinander gesichert ist. Als Rastelemente können insbesondere auch die Vorsprünge des einen Steckverbinders dienen, die in entsprechende Vertiefungen der Ausnehmungen oder Hinterschnitte einrasten, Dazu sollte vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Vorsprünge zur Sicherstellung der Rastfunktion ausreichend elastisch deformierbar sind. Besonders bevorzugt kann dazu vorgesehen sein, dass bei mehreren Vorsprüngen einige der Vorsprünge für die Rastfunktion relativ elastisch ausgebildet sind, während die anderen weitgehend steif ausgebildet sein können, um eine weitgehend spielfreie Übertragung von Axialkräften über die Steckverbindung übertragen zu können.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung kann vorsehen, dass die Drehung bei jeweils zwei Kontaktelementen 90° oder 180° und bei jeweils mehr als zwei Kontakteelementen < 180° geteilt durch die Anzahl an Kontaktelementen > beträgt. Bei einer rotationssymmetrischen Anordnung der Kontaktelemente kann somit insbesondere vorgesehen sein, dass der Drehwinkel den Teilungswinkel der Kontaktelemente nicht übersteigt. Sollte vorgesehen sein, dass der Drehwinkel den Teilungswinkel übersteigt, kann eine Fehlkontaktierung dadurch vermieden werden, dass der radiale Abstand (bezogen auf die Drehachse) der Kontaktelemente der Steckverbinder in Drehrichtung abnimmt.
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Die erfindungsgemäße Steckverbindung eignet sich vorteilhaft zur Anbindung eines Netzkabels an ein Werkzeug, insbesondere ein handgeführtes Werkzeug, wobei vorgesehen sein kann, dass der erste Steckverbinder an einem Ende des Netzkabels (an dessen anderem Ende ein Netzstecker befestigt sein kann) und der zweite Steckverbinder in das Werkzeugs integriert ist. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass der erste Steckverbinder Befestigungsmittel zur Fixierung eines Kabels und der zweite Steckverbinder Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Gehäuse des Werkzeugs aufweist. Die Befestigungsmittel zur Fixierung eines Kabels können insbesondere kraftschlüssig oder formschlüssig auf einen Schutzmantel des Kabels wirken. Die Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Gehäuse können beispielsweise als Durchgangsöffnungen vorgesehen sein, durch die der zweite Steckverbinder mit dem Gehäuse z. B. des Werkzeugs verschraubt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
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1: in einer perspektivischen Ansicht einen ersten Steckverbinder einer erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2: einen vergrößerten Ausschnitt des Steckverbinders gemäß 1;
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3: in einer ersten perspektivischen Ansicht einen zweiten Steckverbinder der erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß der ersten Ausführungsform;
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4: in einer zweiten perspektivischen Ansicht den zweiten Steckverbinder der erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß der ersten Ausführungsform;
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5: in einer Aufsicht die Steckverbindung gemäß der ersten Ausführungsform in einer ersten Steckstellung;
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6: in einer Aufsicht die Steckverbindung gemäß der ersten Ausführungsform in einer zweiten Steckstellung;
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7: in einer perspektivischen Ansicht einen ersten Steckverbinder einer erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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8: in einer ersten perspektivischen Ansicht einen zweiten Steckverbinder der erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß der zweiten Ausführungsform;
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9: in einer zweiten perspektivischen Ansicht den zweiten Steckverbinder der erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß der zweiten Ausführungsform;
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10: eine erste alternative Ausgestaltung von Kontaktelementen für eine erfindungsgemäße Steckverbindung in einer ersten Steckstellung;
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11: die Kontaktelemente gemäß 10 in einer zweiten Steckstellung;
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12: eine zweite alternative Ausgestaltung von Kontaktelementen für eine erfindungsgemäße Steckverbindung in einer ersten Steckstellung; und
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13: die Kontaktelemente gemäß 12 in einer zweiten Steckstellung.
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Die 1 und 2 zeigen isoliert einen ersten Steckverbinder 1 einer erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform.
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Der erste Steckverbinder 1 umfasst ein Gehäuse 2 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, insbesondere Kunststoff. Das Gehäuse bildet einen Steckbereich 3 sowie ein Kabelanschlussbereich 4 aus. Beim Zusammenstecken der Steckverbindung wird der Steckbereich 3 des ersten Steckverbinders 1 in eine Aufnahmeöffnung 5 des in den 3 und 4 isoliert dargestellten zweiten Steckverbinders 6 eingesteckt.
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Der Steckbereich 3 ist hierfür in seiner Grundform zapfenförmigen bzw. zylindrisch ausgebildet. In etwa mittig ist eine umlaufende Nut 7 vorgesehen, in der Kontaktbereiche von zwei sich gegenüberliegenden, d. h. mit einer Teilung von 180° angeordneten Kontaktelementen 8 angeordnet sind. Dabei ragen die Kontaktelemente mit den Kontaktbereichen etwas über den Grund der Nut 7 hinaus, sind jedoch deutlich von den Rändern der Nut 7 zurückversetzt angeordnet. Dieser Versatz dient einem Berührschutz. Ein gleichzeitiges Berühren beider Kontaktelemente 8 durch die Finger einer Hand soll dadurch vermieden werden.
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Der Steckbereich 3 bildet zudem insgesamt vier Vorsprünge 9 aus, von denen zwei in einem Paar jeweils mit dem Kontaktbereich eines der Kontaktelemente 8 in einer Reihe (bezogen auf die Längsrichtung des ersten Steckverbinders 1, die der Steckrichtung entspricht) angeordnet sind. Dabei liegt der jeweilige Kontaktbereich zwischen den beiden dazugehörigen Vorsprüngen 9. Diese Anordnung verbessert weiterhin den Berührschutz des Steckverbinders 1.
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Die Querschnitte der zwei Vorsprungpaare sind unterschiedlich. Während die Vorsprünge 9 des einen Paars einen abgewinkelten bzw. eckigen Querschnittsumfang aufweisen, ist derjenige der Vorsprünge 9 des anderen Paars abgerundet ausgebildet. Diese asymmetrische Ausgestaltung der Vorsprünge 9 des ersten Steckverbinders 1 dient in Verbindung mit einer komplementären Ausgestaltung von Ausnehmungen 10 des zweiten Steckverbinders 6 dazu, ein Zusammenstecken der Steckverbindung in lediglich einer Ausrichtung der Steckverbinder 1, 6 zueinander zu ermöglichen.
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Die Vorsprünge 9 des ersten Steckverbinders 1 unterscheiden sich zudem noch hinsichtlich ihrer Hauptfunktion. Die näher an dem steckseitigen Ende des Steckverbinders 1 angeordneten Vorsprünge 9 beider Paare sind als Rastvorsprünge vorgesehen, die durch ein Einrasten in Vertiefungen 11 des zweiten Steckverbinders 6 eine Rastverbindung ausbilden. Für die Ausbildung einer Rastverbindung ist ein elastisches Auslenken eines Rastelements vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen die Rastvorsprünge selbst die Rastelemente dar. Diese sind somit so ausgebildet, dass diese während des Zusammensteckens der Steckverbindung temporär in Richtung Steckrichtung elastisch ausgelenkt werden. Durch die relativ geringe Dicke der Rastvorsprünge wird die hierfür nötige Elastizität erzielt.
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Die übrigen zwei Vorsprünge 9 sind als Haltevorsprünge vorgesehen, die primär auf den ersten Steckverbinder 1 ausgeübte Zugkräfte (in Längsrichtung) auf den zweiten Steckverbinder 6 übertragen und die Steckverbinder 1, 6 der Steckverbindung somit in Steckrichtung mechanisch verbinden.
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In einem von dem Kabelanschlussbereich 4 des Gehäuses ausgebildeten Hohlraum sind Befestigungsmittel (nicht sichtbar) vorgesehen, durch die ein Ende eines Kabels (nicht dargestellt) fixiert werden kann. Diese Befestigungsmittel wirken dabei primär auf einen Schutzmantel des Kabels. Der sich in Längsrichtung des Steckverbinders 1 erstreckende Hohlraum geht in einen entsprechend ausgerichteten Hohlraum des Steckbereichs 3 über. Über diesen Hohlraum des Steckbereichs 3 werden die Leiter bzw. Litzen des Kabels zu den beiden Kontaktelementen 8 geführt, mit denen diese stoffschlüssig (z. B. durch Löten oder Schweißen) verbunden werden können.
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Der Hohlraum des Kabelanschlussbereichs 4 des Gehäuses geht zudem in einen Hohlraum einer Knickschutztülle 12 über, die mit dem Gehäuse zumindest zugfest verbunden ist. Das Kabel ist durch diesen Hohlraum der Knickschutztülle 12 geführt. Die aus einem elastomeren Werkstoff ausgebildete Knickschutztülle soll in bekannter Weise ein Abknicken des Kabels am Übergang in das Gehäuse und damit einen Kabelbruch verhindern.
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Am Übergang zu dem Steckbereich 3 ist der Kabelanschlussbereich 4 in Form eines Außenkonus 13 ausgebildet. Dieser Außenkonus 13 soll beim Zusammenstecken der Steckverbindung in einen komplementären Innenkonus 14 eines Gehäuses des zweiten Steckverbinders 6 bewegt werden, wodurch zum einen eine Selbstzentrierung der Steckverbinder 1, 6 zueinander und zum anderen, durch einen gewissen Kraftschluss in den konischen Kontaktflächen, eine gute Dichtwirkung erreicht werden soll.
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Ein zu dem Außenkonus 13 benachbarter Abschnitt des Kabelanschlussbereichs 4 weist zwei parallel verlaufende Schlüsselflächen 15 auf, die das Ansetzen eines herkömmlichen Maulschlüssels ermöglichen. Dies soll das Verbinden oder Lösen der Steckverbindung – je nach hierfür erforderlichem Drehmoment – vereinfachen oder ermöglichen.
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Der zu dem ersten Steckverbinder 1 gemäß den 1 und 2 komplementäre zweite Steckverbinder 6 umfasst ein Gehäuse 16 mit einer zylindrischen Grundform. Mittig erstreckt sich in Steckrichtung (diese entspricht auch der Längsrichtung des Gehäuses 16) die Aufnahmeöffnung 5, in die der Steckbereich 3 des ersten Steckverbinders 1 eingesteckt werden kann. Wie bereits beschrieben ist die Aufnahmeöffnung 5 durch zwei sich gegenüberliegende Ausnehmungen 10 mit zu den Querschnitten der Vorsprünge 8 des ersten Steckverbinders 1 komplementären Querschnitten ergänzt.
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In die Aufnahmeöffnung 5 erstrecken sich in gegenüberliegender Anordnung die Kontaktbereiche von zwei Kontaktelementen 17, die in Form von gebogen verlaufenden Kontaktfederlaschen ausgebildet sind. Die Kontaktbereiche der Kontaktelemente 17 sind um ca. 90° rotatorisch zu den Ausnehmungen 10 versetzt angeordnet.
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Das Gehäuse 16 bildet außenseitig eine in Umfangsrichtung verlaufende Befestigungsnut 18 aus, die eine Integration des zweiten Steckverbinders 6 in das Gehäuse einer Vorrichtung (nicht dargestellt), z. B. eines handgeführten Werkzeugs, ermöglicht. Dabei kann ein Abschnitt des Gehäuses des Werkzeugs in die Befestigungsnut 18 eingreifen, wodurch der zweite Steckverbinder 6 in Steckrichtung mit dem Gehäuse des Werkzeugs verbunden ist. Zusätzlich können ein oder auch mehrere Vorsprünge des Gehäuses des Werkzeugs in randseitig angeordnete Einbuchtungen 19 des zweiten Steckverbinders 6 eingreifen und diesen dadurch zusätzlich gegen ein Verdrehen sichern.
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Zum Erreichen des gesteckten Zustands der Steckverbinder 1, 6 wird der erste Steckverbinder 1 mit seinem Steckbereich 3 in Steckrichtung in die Aufnahmeöffnung 5 des zweiten Steckverbinders 6 gesteckt, bis die Steckverbinder 1, 6 mit ihren konischen Bereichen aneinander liegen. Ausnehmungen 20 des Steckbereichs 3 des ersten Steckverbinders 1 verhindern dabei eine Kollision mit den in die Aufnahmeöffnung 5 ragenden Kontaktelementen 17 des zweiten Steckverbinders 6. Diese erste Steckstellung der Steckverbindung ist in der 5 dargestellt.
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Daraufhin erfolgt eine Drehung des ersten Steckverbinders 1 relativ zu dem zweiten Steckverbinder 6 um ca. 90° im Uhrzeigersinn. Durch diese Drehung werden die Rastvorsprünge des ersten Steckverbinders 1 hinter bogenförmig um einen Winkelbereich von ca. 90° verlaufende Hinterschnitte 21 und die Halvorsprünge in entsprechend verlaufende Umfangsnuten 22 bewegt. Dadurch wird die Steckverbindung in Steckrichtung formschlüssig gesichert. Diese zweite Steckstellung der Steckverbindung ist in der 6 dargestellt.
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Nach Vollendung der 90°-Drehung rasten die Rastvorsprünge des ersten Steckverbinders 1 in die Vertiefungen 11 des Gehäuses 16 des zweiten Steckverbinders 6 ein und sichern dadurch gegen ein ungewolltes Lösen der Steckverbindung durch selbsttätiges Zurückdrehen des ersten Steckverbinders 1 in dem zweiten Steckverbinder 6. Zudem Kontaktieren dann die Kontaktbereiche der Kontaktelemente 8 des ersten Steckverbinders 1 die Kontaktbereiche der Kontaktelemente 17 des zweiten Steckverbinders 6. Dabei kommt es zu einer radialen Deformation der Kontaktelemente 17 des zweiten Steckverbinders 6, die infolge der elastischen Eigenschaften des Werkstoffs der Kontaktelemente 8, 17 einen guten Kontaktdruck zwischen den Kontaktelementen 8, 17 auch bei Form- und Lagetoleranzen sicherstellt.
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Die bei der Drehung aufeinander abgleitenden Kontaktflächen der Vorsprünge 9 des ersten Steckverbinders 1 und der Hinterschnitte 21 sowie Umfangsnuten 22 des zweiten Steckverbinders sind derart ansteigend ausgebildet, dass durch die Drehung eine geführte (Weiter-)Bewegung der Steckverbinder 1, 6, relativ zueinander in Steckrichtung erfolgt. Dies führt dazu, dass die beiden Steckverbinder 1, 6 in axialer Richtung (weiter) aneinandergedrückt werden, wobei infolge der sehr kleinen Übersetzung ohne weiteres auch große Axialkräfte realisiert werden können. Dieses Aneinanderdrücken bewirkt insbesondere, dass der Außenkonus 13 so stark in den Innenkonus 14 gedrückt wird, dass sich eine gute Abdichtung der die Kontaktelemente 8, 17 aufnehmenden Aufnahmeöffnung 5 ergibt. Dabei kann die Flächenpressung in den konischen Abschnitten so groß sein, dass sich eine Selbsthemmung und somit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Steckverbindern 1, 6 einstellt.
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Die Herstellung der Steckverbinder 1, 6 ist vergleichsweise einfach und kostengünstig möglich. Die Gehäuse 2, 16 beider Steckverbinder können in zwei Halbschalen als Spritzgussteile hergestellt und dann miteinander verbunden werden. Die Knickschutztülle 12 kann infolge ihrer elastischen Eigenschaften in das Gehäuse 2 des ersten Steckverbinders 1 eingesteckt und dort beispielsweise durch das Eingreifen eines umlaufenden Vorsprungs in eine komplementäre Umfangsnut des Gehäuses 2 fixiert werden. Zur Montage der Kontaktelemente 8 des ersten Steckverbinders 1 kann das Kabel zunächst so weit in das Gehäuse 2 gesteckt werden, dass die Litzen durch Montageöffnungen 23 in der steckseitigen Stirnseite des Gehäuses 2 hinaustreten. Dort können sie mit den Kontaktelementen 8 verbunden werden, die dann durch ein Zurückziehen des Kabels durch die Montageöffnungen 23 zu den vorgesehenen Positionen bewegt und dort auf beliebige Weise, ggf. durch das Kabel selbst, fixiert werden.
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Auch das Gehäuse 2 des zweiten Steckverbinder 6 weist entsprechende Montageöffnungen 24 für die Kontaktelemente 17 auf, durch die die bereits mit jeweils einem Leiter verbundenen Kontaktelemente 17 an den vorgesehen Positionen angeordnet werden können.
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Die zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steckverbindung gemäß den 7 bis 9 unterscheidet sich von derjenigen der 1 bis 5 im wesentlichen darin, dass der erste Steckverbinder 1 nur zwei Haltevorsprünge aufweist, die bei der Drehung hinter Hinterschnitte 21 des Gehäuses 16 des zweiten Steckverbinders 6 geführt werden. Eine Rastverbindung zwischen den Steckverbindern 1, 6 nach der Drehung ist bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen, kann jedoch auch realisiert sein, beispielsweise durch eine Wellenform der Kontaktbereiche der Kontaktelemente 8 des ersten Steckverbinders 1, in die die bogenförmig verlaufenden Kontaktbereiche der Kontaktelemente 17 des zweiten Steckverbinders 6 einrasten können.
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Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass bei dieser Ausführungsform ein Dichtungselement 25 in Form eines O-Rings in einer im Bereich des Außenkonus 13 des ersten Steckverbinders 1 angeordneten Umfangsnut gehalten ist. Dieser O-Ring wird beim Zusammenstecken infolge der durch die Drehung geführten Relativbewegung der Steckverbinder 1, 6 in Steckrichtung deformiert und kann dadurch die Abdichtung der die Kontaktelemente 8, 17 aufnehmenden Aufnahmeöffnung 5 verbessern.
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Weiterhin sind die für eine Integration des zweiten Steckverbinders 6 in das Gehäuse eines Werkzeugs vorgesehen Befestigungsmittel anders gewählt. In der Ausführungsform gemäß den 7 bis 9 sind zwei Befestigungsflansche 26 mit Durchgangsöffnungen vorgesehen, über die der zweite Steckverbinder 6 mit dem Werkzeug verschraubt werden kann.
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Die 10 bis 13 zeigen schematisch alternative Ausgestaltungen für die Kontaktelemente 8, 17 einer erfindungsgemäßen Steckverbindung. Diesen Ausgestaltungen zugrunde liegender Gedanke war, die Kontaktelemente 8, 17 möglichst kostengünstig als aus einem ebenen Blech gestanzte Bauteile auszubilden. Dies ist für alle Kontaktelemente 8, 17 bei der Ausführungsform gemäß den 10 und 11 erreicht. Bei der Ausführungsform gemäß den 12 und 13 sind dagegen nur die Kontaktelemente 17 des zweiten Steckverbinders 6 vollständig eben, während die Kontaktelemente 8 des ersten Steckverbinders 1 einfach um 90° abgewinkelt sind. Diese Ausführungsform ist durch den zusätzlichen Biegeprozess aufwändiger, ermöglicht jedoch eine einfache Umsetzung einer radialen Elastizität mit dem Ziel eines federbelasteten Kontaktdrucks durch eine entsprechend freie Beweglichkeit der abgewinkelten Enden der Kontaktelemente 8.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4309563 C2 [0005]
- DE 10334650 B4 [0006, 0007, 0008]
