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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stecker zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenstecker, wobei der Stecker ein Gehäuse mit einem Rastelement zum Verrasten mit einem Arretierungselement des Gegensteckers sowie eine Steckerpositionssicherung zum Sichern des Rastelements in einer mit dem Arretierungselement verrasteten Position aufweist.
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Stand der Technik
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Ein solcher Stecker ist beispielsweise aus der
WO 2013/092310 A1 vorbekannt. Der dort offenbarte Stecker besitzt eine Primärverriegelung, die hinter einer Rastnase des Gegensteckers einrastet, wenn der Stecker und der Gegenstecker miteinander verbunden werden. Wenn die Primärverriegelung nach oben ausgelenkt wird, können der Stecker und der Gegenstecker wieder voneinander getrennt werden. Um ein versehentliches Lösen der Primärverriegelung auszuschließen, wird über der Primärverriegelung eine Steckerpositionssicherung eingeschoben, die in ihrer Endraststellung eine Auslenkung der Primärverriegelung nach oben ausschließt. Zum Lösen der Steckverbindung muss zunächst die Steckerpositionssicherung aus ihrer Endraststellung in eine Vorraststellung bewegt werden, bevor die Primärverriegelung gelöst werden kann. Hierfür werden zwei Handgriffe benötigt, so dass ein Lösen der Steckverbindung recht aufwendig ist.
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Beschreibung der Erfindung
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Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stecker zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenstecker bereit zu stellen, der eine verlässliche elektrische Verbindung ermöglicht und bequem wieder vom Gegenstecker getrennt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Stecker mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Die abhängigen Schutzansprüche geben Ausführungsformen der Erfindung an.
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Dementsprechend umfasst die Erfindung einen Stecker zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenstecker, wobei der Stecker ein Gehäuse mit einem Rastelement zum Verrasten mit einem Arretierungselement des Gegensteckers aufweist, um so eine mechanische Verbindung zwischen Stecker und Gegenstecker zu erreichen. Im Folgenden wird diejenige Richtung, in die der Stecker bewegt wird, um den Stecker mit dem Gegenstecker zu verbinden, als Steckrichtung bezeichnet. Diejenige Richtung, in die sich das Rastelement beim Verrasten bewegt, soll im Folgenden als Rastrichtung bezeichnet werden, wobei die Steckrichtung im Wesentlichen orthogonal zur Rastrichtung verläuft. Zusätzlich zum Gehäuse mit dem Rastelement weist der Stecker eine Steckerpositionssicherung zum Sichern des Rastelements in einer mit dem Arretierungselement verrasteten Position auf. Die Steckerpositionssicherung besitzt dabei eine Vorraststellung und eine Endraststellung. In einer Vorraststellung ist die Steckerpositionssicherung mit dem Gehäuse verbunden, aber das Rastelement ist noch nicht in der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gesichert. Im Gegensatz dazu ist das Rastelement in einer Endraststellung der Steckerpositionssicherung in der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gesichert. Erfindungsgemäß weist das Rastelement ein Auflageelement auf, auf dem die Steckerpositionssicherung teilweise aufliegt, wobei der Stecker derartig ausgestaltet ist, dass durch einen Druck entgegen der Rastrichtung auf die Steckerpositionssicherung ein Druck entgegen der Rastrichtung auf das Auflageelement ausgeübt wird, wenn sich die Steckerpositionssicherung in der Vorraststellung befindet. Dadurch wird das Rastelement aus der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gelöst.
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Bei konventionellen Steckern, wie z.B. dem Stecker, der in der
WO 2013/092310 A1 beschrieben ist, muss zum Lösen der Verbindung zwischen Stecker und Gegenstecker zunächst mit einem ersten Handgriff die Steckerpositionssicherung gelöst werden. Anschließend kann mit einem zweiten Handgriff die Verriegelung zwischen dem Stecker und dem Gegenstecker aufgehoben werden. Es sind bei konventionellen Steckern also immer zwei Handgriffe notwendig, um den Stecker vom Gegenstecker zu trennen. Beim erfindungsgemäßen Stecker liegt die Steckerpositionssicherung auf dem Auflageelement des Rastelements teilweise auf. Die Steckerpositionssicherung kann mit einem Handgriff von der Endraststellung in die Vorraststellung gezogen werden, woraufhin durch einen Druck entgegen der Rastrichtung auf die Steckerpositionssicherung auch das Rastelement vom Arretierungselement des Gegensteckers gelöst werden kann. Dies ermöglicht eine Aufhebung der elektrischen Verbindung zwischen Stecker und Gegenstecker mit demselben Handgriff. Anders ausgedrückt stellt die vorliegende Erfindung einen doppelt verriegelten Stecker zur Verfügung, der mit einem einzigen Handgriff vom Gegenstecker getrennt werden kann.
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Das Gehäuse weist eine Führungsschiene zum Führen der Steckerpositionssicherung auf. Diese erstreckt sich dabei entlang der Steckrichtung. Das erwähnte Auflageelement kann entgegen der Steckrichtung über die Führungsschiene hinausragen. Die Steckerpositionssicherung greift in der Endraststellung in die mindestens eine Führungsschiene ein, während sie in der Vorraststellung nicht in die mindestens eine Führungsschiene eingreift. Auf diese Weise wird in der Endraststellung ein Druck entgegen der Rastrichtung auf die Steckerpositionssicherung durch die mindestens eine Führungsschiene aufgefangen, so dass in der Endraststellung ein solcher Druck nicht zu einer Entrastung des Rastelements führt. In der Vorraststellung hingegen wird ein solcher Druck auf die Steckerpositionssicherung an das Auflageelement weitergegeben, so dass das Rastelement in der Vorraststellung aus der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gelöst werden kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Steckerpositionssicherung ein Betätigungsschild zum Greifen und Betätigen der Steckerpositionssicherung, das zwei Vorsprünge aufweist, die jeweils im Wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung und im Wesentlichen senkrecht zur Rastrichtung verlaufen. Das Gehäuse besitzt zwei zueinander parallele entlang der Steckrichtung verlaufende Führungsschienen, wobei die Vorsprünge nicht in die Führungsschienen eingreifen, wenn die Steckerpositionssicherung die Vorraststellung einnimmt, und die Vorsprünge bei einer Bewegung der Steckerpositionssicherung in die Endraststellung durch die Führungsschienen geführt werden.
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Naturgemäß ist das Betätigungsschild das bevorzugte Element eines Nutzers zum Betätigen der Steckerpositionssicherung. Ein Druck entgegen der Rastrichtung auf die Steckerpositionssicherung würde dementsprechend vorzugsweise über das Betätigungsschild erfolgen. Dadurch, dass die Vorsprünge, die in den beiden Führungsschienen in der Endraststellung geführt werden, direkt am Betätigungsschild angeordnet sind, ist sichergestellt, dass ein Druck auf das Betätigungsschild in der Endraststellung der Steckerpositionssicherung nicht an das Auflageelement weitergegeben, sondern durch die Führungsschienen aufgefangen wird. Erst wenn die Vorsprünge die Führungsschienen verlassen, kann ein entsprechender Druck auf das Betätigungsschild an das Auflageelement weitergegeben werden, so dass das Rastelement aus der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gelöst wird.
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Das Betätigungsschild der Steckerpositionssicherung kann über mindestens einen Federarm mit einem Grundkörper der Steckerpositionssicherung verbunden sein. In der Vorraststellung wird der Federarm der Steckerpositionssicherung durch einen Druck auf das Betätigungsschild entgegen der Rastrichtung ausgelenkt. Daher kann unter anderem durch die Auslegung des mindestens einen Federarms eingestellt werden, welche Kraft benötigt wird, um das Rastelement aus der mit dem Arretierungselement verrasteten Position zu lösen.
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In einer Ausführungsform weist das Rastelement einen Raststeg auf, der in Steckrichtung eine Einlauffase und entgegen der Steckrichtung eine Flanke aufweist, die bei einer Verbindung des Steckers mit dem Gegenstecker in Steckrichtung hinter dem Arretierungselement des Gegensteckers einrastet. Das Auflageelement kann sich dabei entgegen der Steckrichtung vom Raststeg weg erstrecken. Aufgrund der Einlauffase kann das Rastelement bei einer Verbindung des Steckers mit dem Gegenstecker am Arretierungselement des Gegensteckers entlang gleiten, wobei der Raststeg dabei leicht entgegen der Rastrichtung ausgelenkt wird. In der Zielposition rastet der Raststeg in Steckrichtung hinter dem Arretierungselement ein, so dass die Flanke das Arretierungselement des Gegensteckers berührt. Durch die besondere Anordnung des Auflageelements, das entgegen der Steckrichtung über den Raststeg hinaus steht, ergibt sich ein Hebelarm, der ein besonders leichtes Lösen des Rastelements ermöglicht.
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Das Rastelement kann zwei Anlenkarme aufweisen, die in Steckrichtung vom Raststeg weg führen und am Gehäuse federnd angelenkt sind. Hierbei kann das Auflageelement als eine Verlängerung der Anlenkarme über den Raststeg entgegen der Steckrichtung hinaus ausgestaltet sein. Auf diese Weise wird der Druck entgegen der Rastrichtung auf das Auflageelement direkt auf die Anlenkarme übertragen, über die der Raststeg federnd gelagert ist. Dadurch kann eine Entrastung des Rastelements besonders einfach erfolgen. Die Verlängerungen der Anlenkarme können an ihrem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende über eine Platte miteinander verbunden sein. Auf dieser Platte kann die Steckerpositionssicherung besonders gut aufliegen.
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Die Steckerpositionssicherung kann einen Grundkörper und einen Rastarm umfassen, der über einen Gelenkabschnitt am Grundkörper federnd angelenkt ist. Für eine genaue Beschreibung der Steckerpositionssicherung sollen im Folgenden eine Sicherungsrichtung und eine Entsicherungsrichtung verwendet werden. Hierbei kann unter einer Sicherungsrichtung der Steckerpositionssicherung insbesondere die Richtung verstanden werden, in die die Steckerpositionssicherung bewegt wird, um von der Vorraststellung in die Endraststellung zu gelangen. Die Entsicherungsrichtung ist der Sicherungsrichtung entgegengesetzt. Der genannte Rastarm kann sich insbesondere vom Gelenkabschnitt im Wesentlichen in der Entsicherungsrichtung der Steckerpositionssicherung erstrecken. Darüber hinaus ist der Rastarm vorzugsweise derartig angeordnet, dass er durch die Anlenkarme des Rastelements sichtbar ist. Dadurch kann die Stellung der Steckerpositionssicherung optisch einfach erkannt werden.
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Auf dem Rastarm können eine Vorrastnase und eine Endrastnase angeordnet sein. Dabei weist die Vorrastnase in der Sicherungsrichtung eine Einlauffase und in der Entsicherungsrichtung eine Flanke auf. Durch ihre Einlauffase kann die Vorrastnase in der Sicherungsrichtung am Raststeg entlang gleiten, bis die Vorrastnase in der Sicherungsrichtung hinter dem Raststeg einrastet, so dass sich der Raststeg und die Flanke der Vorrastnase berühren. Die Flanke der Vorrastnase bewirkt, dass die Steckerpositionssicherung anschließend nur recht schwer wieder in die Entsicherungsrichtung bewegt werden kann.
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Die Endrastnase kann in der Sicherungsrichtung eine Flanke und in der Entsicherungsrichtung eine Einlauffase aufweisen. Durch ihre Flanke kann die Endrastnase möglicherweise nur dann am Raststeg in Sicherungsrichtung vorbeigeführt werden, wenn die Endrastnase durch das Arretierungselement des Gegensteckers in eine Richtung des Grundkörpers gedrückt wird. Die Steckerpositionssicherung kann also besonders dann in ihre Endraststellung bewegt werden, wenn der Raststeg bereits in Steckrichtung hinter dem Arretierungselement des Gegensteckers verrastet ist. Durch die Einlauffase an der Endrastnase kann die Steckerpositionssicherung einfach wieder aus der Endraststellung in die Entsicherungsrichtung bewegt werden.
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Wenn die Vorrastnase in Steckrichtung hinter dem Raststeg und die Endrastnase in Steckrichtung vor dem Raststeg angeordnet sind, befindet sich die Steckerpositionssicherung im Stecker in der Vorraststellung. In der Endraststellung sind sowohl die Vorrastnase als auch die Endrastnase in Steckrichtung hinter dem Raststeg angeordnet. Vorzugsweise ist die Steckerpositionssicherung derartig ausgestaltet, dass der Rastarm den Raststeg in der Vorraststellung mit einer ersten Kraft und in der Endraststellung mit einer zweiten Kraft in die Rastrichtung drückt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Oberfläche des Rastarms zwischen der Vorrastnase und der Endrastnase mit Bezug auf die Rastrichtung tiefer liegt als eine Oberfläche, die sich von der Endrastnase entgegen der Steckrichtung erstreckt. Durch die erste und zweite Kraft sind die Haptik und Akustik beim Einrasten des Rastelements, die Montage- und Demontagekräfte sowie die Kraft, mit der das Rastelement in der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gesichert wird, genau einstellbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung einen zum Stecker komplementären Gegenstecker, der insbesondere ein Arretierungselement aufweist, hinter dem das Rastelement des Steckers einrasten kann.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung eine Anordnung aus einem erfindungsgemäßen Stecker und einem erfindungsgemäßen Gegenstecker.
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Weitere mögliche Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand einer Ausführungsform erläutert.
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Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckers zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einem Gegenstecker umfasst ein Gehäuse und eine Steckerpositionssicherung. Er wird in seiner Steckrichtung in den Gegenstecker gesteckt, wobei ein Dichtring die Steckverbindung zwischen dem Stecker und dem Gegenstecker abdichtet. Das Gehäuse weist ein Rastelement auf, das hinter dem Arretierungselement des Gegensteckers in der Rastrichtung einrastet. Die Rastrichtung steht dabei im Wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung.
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Das Rastelement umfasst einen Raststeg, der in der Steckrichtung des Steckers eine Einlauffase und entgegen der Steckrichtung eine Flanke aufweist. Zwei Anlenkarme führen in Steckrichtung vom Raststeg weg und sind federnd am Gehäuse angelenkt. Entgegen der Steckrichtung sind die Anlenkarme verlängert, um ein Auflageelement zu schaffen, das sich über den Raststeg hinweg entgegen der Steckrichtung erstreckt. Die Verlängerungen der Anlenkarme sind dabei über eine Platte miteinander verbunden.
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Das Rastelement kann hinter dem Arretierungselement des Gegensteckers verrastet und in dieser Position durch die Steckerpositionssicherung gesichert werden. Die Steckerpositionssicherung ist durch die Anlenkarme und eine Aussparung im Gegenstecker zu sehen.
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Die Steckerpositionssicherung umfasst einen Grundkörper, der in einer Sicherungsrichtung mit einem Gelenkabschnitt und in einer Entsicherungsrichtung mit zwei Federarmen verbunden ist. Die Sicherungsrichtung beschreibt dabei die Richtung, in die die Steckerpositionssicherung geschoben wird, um sie von ihrer Vorraststellung in die Endraststellung zu bringen. Bei einem Lösen der Steckerpositionssicherung wird diese in der Entsicherungsrichtung bewegt, die der Sicherungsrichtung entgegengesetzt ist. Die Steckerpositionssicherung weist einen Rastarm auf, der über den Gelenkabschnitt am Grundkörper federnd angelenkt ist. Der Rastarm erstreckt sich dabei vom Gelenkabschnitt im Wesentlichen in der Entsicherungsrichtung der Steckerpositionssicherung. Der Rastarm ist durch die Anlenkarme des Rastelements sichtbar.
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Auf dem Rastarm sind eine Vorrastnase und eine Endrastnase angeordnet. Die Vorrastnase weist in der Sicherungsrichtung eine Einlauffase und in der Entsicherungsrichtung eine Flanke auf. Die Endrastnase hingegen besitzt eine Flanke in der Sicherungsrichtung und eine Einlauffase in der Entsicherungsrichtung.
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An den Federarmen ist ein Betätigungsschild zum Greifen und Betätigen der Steckerpositionssicherung angeordnet. Diese weist zwei Vorsprünge auf, die sich jeweils im Wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung und im Wesentlichen senkrecht zur Rastrichtung erstrecken.
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Der Raststeg befindet sich zwischen der Vorrastnase und der Endrastnase, wenn sich die Steckerpositionssicherung in ihrer Vorraststellung befindet. Die Flanke der Vorrastnase verhindert, dass die Steckerpositionssicherung leicht in der Entsicherungsrichtung aus dem Gehäuse herausrutschen kann und so möglicherweise verloren geht. Die Flanke der Endrastnase bewirkt, dass die Steckerpositionssicherung nur dann besonders leicht in ihre Endraststellung geschoben werden kann, wenn die Endrastnase durch das Arretierungselement des Gegensteckers derartig hinuntergedrückt wird, dass die Endrastnase leicht am Raststeg in der Sicherungsrichtung entlang gleiten kann.
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Die Vorrastnase und die Endrastnase befinden sich in Steckrichtung jeweils hinter dem Raststeg, wenn sich die Steckerpositionssicherung in ihrer Endraststellung befindet. Die Vorsprünge des Betätigungsschilds greifen in der Endraststellung der Steckerpositionssicherung in die beiden Führungsschienen ein. Dadurch ergibt sich, dass ein Druck entgegen der Rastrichtung auf das Betätigungsschild in der Endraststellung der Steckerpositionssicherung nicht zu einem Druck auf das Auflageelement führt, weil dieser Druck über die Vorsprünge auf die Führungsschienen geleitet wird. In der Vorraststellung hingegen greifen die Vorsprünge nicht in die Führungsschienen ein. Daher wirkt ein Druck entgegen der Rastrichtung auf das Betätigungsschild der Steckerpositionssicherung direkt auf das Auflageelement, so dass der Raststeg entgegen der Rastrichtung bewegt wird. Dadurch kann das Rastelement aus der mit dem Arretierungselement verrasteten Position gelöst werden.
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In der Endraststellung der Steckerpositionssicherung führt ein Druck entgegen der Rastrichtung auf das Betätigungsschild der Steckerpositionssicherung also nicht zu einer Auslenkung des Auflageelements, da über die Vorsprünge und die beiden Führungsschienen dieser Druck ins Gehäuse abgeleitet wird. Durch ein Ziehen am Betätigungsschild der Steckerpositionssicherung in die Entsicherungsrichtung kann die Steckerpositionssicherung aus der Endraststellung in die Vorraststellung bewegt werden. In dieser Vorraststellung liegt das Betätigungsschild der Steckerpositionssicherung auf dem Auflageelement auf, ohne dass die Vorsprünge durch die Führungsschienen geführt sind, so dass ein Druck entgegen der Rastrichtung auf das Betätigungsschild zu einem Druck entgegen der Rastrichtung auf das Auflageelement führt. Dieser Druck bewirkt, dass der Raststeg entgegen der Rastrichtung gezogen wird, so dass er sich in Steckrichtung nicht mehr hinter dem Arretierungselement des Gegensteckers befindet. Ein Nutzer kann also das Betätigungsschild anfassen, es entgegen der Steckrichtung des Steckers ziehen und dann entgegen der Rastrichtung auf das Betätigungsschild drücken, um so mit einem Handgriff die Steckerpositionssicherung zu entsichern und das Rastelement zu entriegeln. Auf diese Weise können ein Stecker und ein Gegenstecker, die doppelt miteinander verriegelt sind, mit einem einzigen Handgriff voneinander gelöst werden, so dass gegenüber herkömmlichen Steckern ein erheblicher Vorteil besteht.
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Die mit Bezug auf die Ausführungsform gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen. An der Ausführungsform können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/092310 A1 [0002, 0006]