DE69804149T2

DE69804149T2 - Verriegelungshebelmechanismus für Verbinder

Info

Publication number: DE69804149T2
Application number: DE69804149T
Authority: DE
Inventors: Yugi Chen; Dennis Shifflett
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2018-05-15
Also published as: ES2174348T3; EP0878869A3; DE69804149D1; EP0878869A2; US5830000A; EP0878869B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kupplungs- und Verbindungselemente, insbesondere ein Verbindungselement zur lösbaren Verbindung separater Gehäusebauteile.
Besonders geeignet ist der Gegenstand gemäß der Erfindung zur Verwendung beim Verbinden von in Form hergestellten Kunststoffgehäusen der Art, wie sie häufig für verschiedenartige mechanische und elektro-mechanische Anordnungen verwendet wird, und die Erfindung wird auch in Bezug hierauf beschrieben. Es ist jedoch auch ein breiterer Anwendungsbereich möglich, so dass der Gegenstand der Erfindung auch zur lösbaren Verbindung vieler Arten von Vorrichtungen bzw. von Bestandteilen dieser Vorrichtungen verwendet werden kann.
Gehäuse für kleine mechanische und elektro-mechanische Anordnungen sollten vorzugsweise einen einfachen Aufbau haben und leicht zu montieren bzw. zusammenzusetzen sein, ohne dass Verbindungselemente eingesetzt werden müssen, für die separates Werkzeug erforderlich ist. Darüber hinaus ist es oftmals wünschenswert, dass sie zum Zweck der Wartung oder Reparatur der im Inneren befindlichen Mechanismen schnell geöffnet werden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft einen Verbindungselement-Mechanismus, der eine lösbare Verriegelungsanordnung aufweist, die es ermöglicht, Gehäuse und verschiedenartige mechanische Bauteile schnell zu verbinden und manuell auseinanderzunehmen, ohne hierzu Werkzeuge oder separate Verbindungsvorrichtungen zu verwenden. Der Mechanismus kann einstückig mit Kunststoffbauteilen geformt werden und kann in einer Vielzahl unterschiedlicher Strukturen direkt integriert werden. Im Besonderen wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Verriegelungsmechanismus eines Verbindungselements geschaffen, um ein erstes Bauteil, wie z. B. einen Gehäusebestandteil, lösbar mit einem zweiten Bauteil zu verbinden und sie somit zusammenzusetzen. Der Mechanismus weist den ersten Bestandteil auf, der eine längliche Führungsrippe aufweist, die sich in einer ersten Richtung nach außen erstreckt. Ein flexibler Verriegelungsarm erstreckt sich von dem ersten Bestandteil an einer Stelle nach außen, die von der Führungsrippe beabstandet ist, so dass ein schmaler Schlitz definiert wird, der sich in der ersten Richtung erstreckt. Der Verriegelungsarm weist einen Endbereich mit einem Verriegelungselement auf, das sich seitlich von dem Schlitz weg erstreckt. Der zweite Bestandteil weist ein Rastelement auf, dass so positioniert ist, dass es mit dem Verriegelungselement in Eingriff gebracht wird, wenn der erste Bestandteil und der zweite Bestandteil in montiertem Zustand sind. Der zweite Bestandteil weist außerdem einen Sperrhebel auf, der einen Körperbereich besitzt, welcher sich von dem zweiten Bestandteil in den Schlitz erstreckt, um eine Bewegung des Verriegelungsarms seitlich von dem Rastelement weg zu vermeiden. Der Sperrhebel weist einen federnden Bereich auf, um nach Wunsch eine Biegung des Sperrhebels aus dem Schlitz heraus zu ermöglichen und damit eine seitliche Bewegung des Verriegelungsarms von dem Rastelement weg zu erlauben, damit der erste Bestandteil und der zweite Bestandteil auseinandergenommen werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Sperrhebel vorzugsweise einen Betätigungsbereich auf, der sich aus dem Schlitz heraus erstreckt, wenn sich der Körperbereich in dem Schlitz befindet.
In seiner bevorzugten Form weist der Verriegelungsarm einen Einsatz auf, der so profiliert ist, dass er unter dem Sperrhebel einrastet und den Sperrhebel während der Bewegung des ersten und des zweiten Bestandteils nach außen in deren Montageposition biegt. Darüber hinaus existieren auf dem Verriegelungselement und dem Rastelement zusammenwirkende Flächen, um eine seitliche Bewegung des Verriegelungsarms zu erzeugen, während sich der erste und der zweite Bestandteil in ihre Montageposition bewegen. Somit wird gleichzeitig der Riegel zur Seite gebogen, während der Verriegelungsarm den Sperrhebel bei der Montage in eine äußere Position bewegt. Diese Anordnung erfordert daher keine separate Betätigung bzw. manuelle Bewegung der Verriegelungselemente durch den Monteur. Das heißt, der erste und der zweite Bestandteil werden einfach aufeinander zu bewegt, wobei der Sperrhebel sich während der Montagebewegung in den Schlitz erstreckt. Alle Bewegungen des Verriegelungsarms und des Sperrhebels werden also automatisch durch die zusammenwirkenden Flächen erzeugt.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich wird, besteht die Aufgabe der Erfindung primär darin, einen einfachen und wirksamen Verriegelungsmechanismus zu schaffen, mit dem separate Bauteile bzw. Bestandteile lösbar miteinander verbunden werden, so dass sich diese in montiertem bzw. zusammengesetztem Zustand befinden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Mechanismus der beschriebenen Art im Allgemeinen zu schaffen, der auf einfache Weise einstückig mit den Bauteilen bzw. Bestandteilen, die zu verbinden sind, ausgebildet werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Mechanismus der beschriebenen Art zu schaffen, bei dem keine bestimmte Handhabung der verschiedenen Elemente während des Montagevorgangs erforderlich ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung kann in bestimmten Teilen und Anordnungen von Teilen Anwendung finden, wobei eine bevorzugte Ausführungsform in dieser Beschreibung erläutert und in der anliegenden Zeichnung veranschaulicht wird. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine isometrische Darstellung der beiden Hauptbestandteile, aufeinander ausgerichtet, bevor sie in den Montagezustand gebracht werden;
Fig. 1A u. 2 isometrische Darstellungen der beiden Hauptbestandteile, jeweils von der rechten und der linken Seite gesehen, nachdem sie durch einen Verbindungsriegelmechanismus gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden, d. h. in den Montagezustand gebracht wurden;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die zusammengesetzten Bestandteile gemäß Fig. 1A und 2;
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 eine Seitenansicht (im Teilschnitt) des Gegenstands gemäß Fig. 3; und
Fig. 6 eine Darstellung des Endes des Gegenstands gemäß Fig. 3 auf der rechten Seite.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Nachfolgend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, die nur dazu dient, die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu veranschaulichen, die aber keine Einschränkung darstellen soll. Hierbei zeigen Fig. 1A und 2 am besten die gesamte Anordnung der Verbindungsriegeleinheit 10, wie sie verwendet wird, um einen ersten Hauptbestandteil 14 mit einem zweiten Hauptbestandteil 12 lösbar zu verbinden. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Bestandteile 12 und 14 zusammenwirkende Hälften eines Kunststoffgehäuses oder -behälters, das bzw. der dazu vorgesehen ist, für Steuerelemente o.Ä. verwendet zu werden. Die besondere Größe der Behälterbestandteile 12 und 14 kann stark variieren; außerdem ist zu bemerken, dass auch verschiedene andere Arten von Strukturen unter Verwendung des Verbindungsriegelmechanismus 10 verbunden werden könnten.
Insbesondere in Bezug auf die dargestellten Bestandteile 12 und 14 wird beispielsweise aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, dass sie die Form eines im Wesentlichen zylindrischen Behälters haben, der so bemessen ist, dass der Bestandteil 12 in den Bestandteil 14 passt.
Was nun insbesondere den Verriegelungsmechanismus des Verbindungselements 10 betrifft, so ist erkennbar, dass der Mechanismus ein längliches Führungsrippenelement 16 aufweist, welches vorzugsweise einstückig mit dem Bestandteil 14 ausgebildet ist und sich in einer ersten Richtung aus diesem heraus erstreckt. Die Führungsrippe 16 wird auf einem Basiselement 18 getragen, das sich von der zylindrischen Seitenwandfläche 14a des Bestandteils 14 nach außen erstreckt.
Der Führungsrippe 16 zugeordnet und seitlich von dieser beabstandet ist ein flexibler Verriegelungsarm 20 mit einem sich seitlich erstreckenden Verriegelungselement 22, das an dessen äußerem freien Ende angebracht ist. Der Verriegelungsarm 20 und sein sich seitlich erstreckendes Verriegelungselement 22 werden nachfolgend noch genauer beschrieben; für den Moment wird jedoch nur angemerkt, dass der Verriegelungsarm 20 von der Führungsrippe 16 beabstandet ist und einen schmalen Schlitz 24 definiert. Außerdem ist zu bemerken, dass die Basis 18 (siehe Fig. 3) am Punkt 18a und 18b ausgeschnitten ist, um die seitliche Flexibilität des Arms 20 zu erhöhen.
Ein Rastelement 28 und ein Sperrhebel 30, die auf dem Bestandteil 12 angebracht sind, sind so angeordnet, dass sie mit dem Verriegelungsarm 20 und der Führungsrippe 16 zusammenarbeiten. Wie dargestellt, weist der Bestandteil 12 die sich nach außen erstreckenden, die Basis bildenden Elemente auf, die voneinander beabstandete Seitenwände 32 und 34, welche durch eine relativ dünne Endwandung 36 verbunden sind, umfassen. Das Rastelement 28 ruht auf der Oberseite der Seitenwand 32 und erstreckt sich von dieser nach oben. Das Rastelement 28 ist so angeordnet, dass bei einer Bewegung der Bestandteile in die Montageposition gemäß Fig. 1 und 2 das Verriegelungselement 22 hinter dem rechten Ende (wie in Fig. 1A dargestellt) des Rastelements 28 eingreift.
Die Eingriffsflächen sind aus Gründen, die nachfolgend noch genauer erläutert werden, schräg geneigt bzw. bilden einen Winkel, wie dargestellt. Darüber hinaus ist zu bemerken, dass der Sperrhebel 30 sich seitlich von der Oberseite der Endwandung 36 erstreckt und eine Breite hat, die es ihm ermöglicht, satt anliegend, aber dennoch gleitend in dem Schlitz 24 aufgenommen zu werden, wenn die Bestandteile axial aus der Position gemäß Fig. 1 in die Montageposition gemäß Fig. 1A zusammengebracht werden.
Außerdem ist zu bemerken, dass der Sperrhebel 30 so konstruiert ist, dass er zwischen dem Verriegelungsarm 20 und der Führungsrippe 16 in einer Richtung radial nach außen biegbar ist. Wenn sich die Teile jedoch in der Montageposition gemäß Fig. 1 und 2 befinden, verhindert das Einlagern des Sperrhebels in dem Schlitz 24 jegliche seitliche Bewegung des flexiblen Verriegelungsarms 22. Also müssen die Bestandteile aufgrund der Verrastung des Verriegelungselements 22 und des Rastelements 28 in dieser Verriegelungsposition bleiben.
Wenn jedoch der Sperrhebel aus seiner Position zwischen dem Arm 20 und der Führungsrippe 16 geschwenkt wird, wird die axiale Trennung der Bestandteile 12 und 14 ermöglicht, da der Verriegelungsarm 20 in im Allgemeinen seitlicher Richtung in den Schlitz 24 geschwenkt werden und sich an dem Rastelement 28 vorbei bewegen kann. Die seitliche Bewegung des Arms 20 wird durch die zusammenwirkenden geneigten Flächen ermöglicht, wie am besten in Fig. 3 zu erkennen ist. Hierbei ist zu bemerken, dass das Rastelement 28 eine kegelige vordere Fläche 28a aufweist, die mit der entsprechenden kegeligen Fläche 22a des Verriegelungselements 22 in Eingriff gebracht wird.
Um die Bewegung des Sperrhebels aus der Verriegelungsposition gemäß Fig. 1A in die Freigabeposition zu erleichtern, gibt es einen Betätigungsbereich 40, der so geformt ist, dass er sich von dem Hauptkörper des Sperrhebels 30 nach außen erstreckt, um das Greifen und die Biegung des Sperrhebels nach außen zu erleichtern. Der sich nach außen erstreckende Betätigungsbereich 40 ist in Figur. 5 leicht zu erkennen. Nach dem Auseinandernehmen kann die Einheit durch einfaches Ausrichten des Sperrhebels 30 auf den Schlitz 24 (siehe Fig. 1) und axiales Zusammenschieben der Bestandteile 12 und 14 wieder zusammengesetzt werden.
Während der Montagebewegung rastet das äußere freie Ende des Verriegelungsarms 22 unter dem Betätigungsbereich 40 des Sperrhebels ein und bewirkt damit, dass dieser aus seiner normalen Position innerhalb des Schlitzes 24 radial nach außen gebogen wird. Aus diesem Grund ist das vordere Ende des Verriegelungsarms 20 schräg geneigt oder abgerundet, wie am Punkt 20b zu erkennen ist, damit es leichter unter den Sperrhebel eintreten kann.
Gleichzeitig bewirkt das Verrasten zwischen der schräg geneigten Fläche 22b des Verriegelungselements und der Rückwand 28b des Rastelements 28, dass der Verriegelungsarm 30 in Richtung des Schlitzes 24 in diesen hinein gebogen wird. Dieses Verbiegen findet gleichzeitig mit der Schwenkbewegung des Verriegelungsarms 30 aus dem Schlitz 24 statt. Sobald sich jedoch das Rastelement 22 an dem Rastelement 28 vorbei bewegt, schwenkt es zurück in seine normale Position, wie in Fig. 1A dargestellt, und greift somit hinter das Rastelement. Dies ermöglicht es dem Sperrhebel, sich in seine Verriegelungsposition gemäß Fig. 1 und 2 zu bewegen.
Die Bewegung des Verriegelungsarms und des Sperrhebels läuft einfach durch deren beschriebene Zusammenarbeit beim Zusammenschieben der Bestandteile 12 und 14 automatisch ab. Das Auseinandernehmen erfordert jedoch - wie vorstehend beschrieben - ein aktives Verbiegen des Sperrhebels 30 aus dem Schlitz 24 heraus.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Naheliegenderweise ergeben sich für Dritte beim Lesen dieser Beschreibung auch Modifikationen und Änderungen. All diese Modifikationen und Änderungen, soweit sie im Umfang der anliegenden Ansprüche oder deren Äquivalente liegen, sollen hier mit eingeschlossen sein.

Claims

1. Kombination aus:

einem ersten Bestandteil (14) mit einer länglichen Führungsrippe (16), die sich in einer ersten Richtung nach außen erstreckt, einem flexiblen Verriegelungsarm (20), der sich von dem ersten Bestandteil an einer Stelle nach außen erstreckt, die von der Führungsrippe beabstandet ist, so dass ein schmaler Schlitz (24) definiert wird, der sich in der ersten Richtung erstreckt, wobei der Verriegelungsarm einen Endbereich mit einem Verriegelungselement (22) aufweist, das sich seitlich von dem Schlitz weg erstreckt; und

einem zweiten Bestandteil (12) mit einem Rastelement (28), das so positioniert ist, dass es mit dem Verriegelungselement (22) in Eingriff gebracht wird, wenn der erste Bestandteil und der zweite Bestandteil (12) in montiertem Zustand sind, wobei der zweite Bestandteil außerdem einen Sperrhebel (30) aufweist, der einen Körperbereich besitzt, welcher sich von dem zweiten Bestandteil in den Schlitz (24) erstreckt, um eine Bewegung des Verriegelungsarms seitlich von dem Rastelement weg zu vermeiden, und wobei der Sperrhebel (30) einen federnden Bereich aufweist, um nach Wunsch eine Biegung des Sperrhebels aus dem Schlitz heraus zu ermöglichen und damit eine seitliche Bewegung des Verriegelungsarms (22) von dem Rastelement weg zu erlauben, damit der erste Bestandteil und der zweite Bestandteil auseinandergenommen werden können.

2. Kombination nach Anspruch 1, mit einem Betätigungsbereich (40) auf dem Sperrhebel, wobei der Betätigungsbereich sich aus dem Schlitz (24) heraus erstreckt, wenn sich der Körperbereich in dem Schlitz befindet.

3. Kombination nach Anspruch 1, bei der der Körperbereich des Sperrhebels (30) eine Breite hat, die im Wesentlichen der Breite des Schlitzes (24) entspricht.

4. Kombination nach Anspruch 1, bei der der zweite Bestandteil (12) eine Führungswand (34) aufweist, die sich parallel zu dem Sperrhebel (30) erstreckt und in Kombination mit diesem eine Aussparung definiert, die die Führungsrippe (16) aufnimmt, wenn der erste und der zweite Bestandteil sich in montiertem Zustand befinden.

5. Kombination nach Anspruch 4, bei der der erste (14) und der zweite (12) Bestandteil aus Kunststoff geformt sind, und bei der außerdem der Verriegelungsarm (20) einstückig mit dem ersten Bestandteil aus Kunststoff geformt ist und der Sperrhebel (30) einstückig mit dem zweiten Bestandteil aus Kunststoff geformt ist.

6. Kombination nach Anspruch 4, bei der der Sperrhebel (30) über seine gesamte Länge im Wesentlichen gleichmäßig breit ist.

7. Kombination nach Anspruch 1, bei der der Verriegelungsarm (20) eine Endfläche (20b) aufweist, die so profiliert ist, dass sie unter dem Sperrhebel (30) eingreift und den Sperrhebel (30) nach außen biegt, wenn der erste und der zweite Bestandteil zu Montagezwecken zusammengeführt werden.

8. Kombination nach Anspruch 7, mit zusammenwirkenden Oberflächenmitteln (22b, 28b) auf dem Verriegelungselement (22) und dem Rastelement (28), um eine seitliche Bewegung des Verriegelungsarms zu bewirken, wenn der erste und der zweite Bestandteil zu Montagezwecken zusammengeführt werden.

9. Kombination nach Anspruch 8, bei der der Verriegelungsarm (20) um einen Betrag von der Führungsrippe (16) beabstandet ist, der nur geringfügig größer ist als die Breite des Sperrhebels (30).