WO2017129500A1 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

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WO2017129500A1
WO2017129500A1 PCT/EP2017/051264 EP2017051264W WO2017129500A1 WO 2017129500 A1 WO2017129500 A1 WO 2017129500A1 EP 2017051264 W EP2017051264 W EP 2017051264W WO 2017129500 A1 WO2017129500 A1 WO 2017129500A1
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plug
gear
rack segment
movement
rack
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PCT/EP2017/051264
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Rolf Wittmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to a plug and an electrical plug connection with a plug and a plug-in module, which can be used for example for connecting a cable harness with an electrical device.
  • the controls can have slide tracks, in which engage one or more bolts on the collar of the plug-in module.
  • DE 19 651 436 AI shows a plug-in system, in which for attaching a
  • Counterpart slidably mounted slider is displaceable by means of a lever.
  • Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to produce a high joining force in a connector by translation via a slider element, so that only a small operating force is necessary and at the same time the necessary space can be kept low.
  • the invention relates to an electrical plug connection from a plug and from a plug-in module.
  • the electrical plug connection can be used, for example, for connecting a cable harness to an electrical device.
  • the electrical connector in a
  • Motor vehicle such as a car, truck or bus, are used.
  • the plug connection comprises a plug with a housing which has a plurality of electrical plug contacts (16); and a plug-in module having a plurality of complementary ones
  • Plug contacts that contact the electrical plug contacts electrically in a fully plugged position of the plug on the plug-in module.
  • the connector may be a multi-pin connector, so have a variety of plug contacts.
  • Both the plug and the plug-in module can each have a housing in which the plug contacts are carried and / or which is usually made of plastic.
  • the plug can be guided in the plug-in module in such a way that the plug is movable between an attached position and a completely plugged-in position only in the plugging direction or opposite to the plugging direction.
  • Plug-in module to be placed (with the electrical plug contacts of the plug and the plug-in module do not contact electrical).
  • the plug can be pushed into and / or over the collar to a stop (the electrical plug contacts of the
  • the plug comprises a slider element which is movably mounted on the housing and which is designed to engage in the plug-in module such that upon movement of the slider element relative to the housing a force is transmitted from the slider element to the plug-in module, so that the plug and the plug-in module are moved toward one another in a plug-in direction or moved away from one another in the direction opposite to the plug-in direction.
  • Slider element can be considered as a mechanical translation element of the plug, which mechanically translates a movement of an operator or the lever in a plug-in movement.
  • the slider element may e.g. be displaced relative to the housing and at the same time be connected to the housing or attached to the housing so that the slider element can transmit forces to the housing.
  • Such attachment may e.g. be provided by a linear guide, a rotation axis, a groove, etc.
  • the plug comprises a lever, which is rotatably mounted on the housing, for rotating a gear; and a first rack segment and a second rack segment, both of which are provided by the slider element and in which the gear engages, in particular engages successively, so that upon movement of the lever in one direction the gear on the first rack segment meshes and the slider element into a first Moving direction moves and the gear then meshes on the second rack segment and moves the slider element in a second, the first direction of movement opposite direction of movement.
  • the movement of the lever in one direction can be a movement in a single direction, so there is no need to change direction in the movement, whereby the assembly process is simplified.
  • the rack segments which are provided by the slider element, may be arranged on the slider element and / or be attached inextricably.
  • the rack segments may be formed on the slider element so that they are not displaced relative to the slider element.
  • the gear does not engage the first rack segment and the second rack segment simultaneously (except, if applicable, at a transition region at two facing ends of the first and second Rack segment). Rather, the first and second
  • Rack segment so arranged relative to each other, that in a movement of the gear by the lever, the first gear meshes with the first rack segment and then meshes with the second rack segment.
  • the rack segments with respect to the axis of the gear at least partially spaced from each other with a distance D which is greater than the largest diameter of the gear (calculated over its teeth).
  • the two rack segments can each be arranged on a separate rack, these two racks can then be separate elements.
  • the rack segments can also be arranged on a common rack.
  • the gearwheel may be rotatably mounted on the housing about a rotation axis fixed relative to the housing.
  • two rack segments translate movement of the lever in one direction (i.e., either clockwise or counterclockwise) into reciprocation of the pusher member.
  • This reciprocating motion may be substantially parallel to a transverse direction of the connector.
  • the slider element due to a change of the gear from the first rack segment to the second rack segment of the rack and a (relatively small) offset in the direction of insertion or against the
  • Movement direction and the second direction of movement can then of the slider element in two
  • Partial movements are converted in the same direction (i.e., either in the direction of insertion or against the direction of insertion), in which the plug is pushed onto or released from the plug-in module.
  • the first and second directions of movement may be approximately perpendicular to the direction in which the motive force is converted. For example, the
  • Movement directions are approximately perpendicular to the direction of insertion.
  • the slide element can for example be inclined planes with differently oriented sections, one or more slide tracks with different oriented sections and / or other rack segments or
  • the total force transmission between the force exerted on the lever and the force between the plug and the plug-in module can be halved in this way, since due to the two-part movement of the slider element in different directions of the double path on the slider element is available.
  • the operating force can be increased by up to 50%, e.g.
  • Directions are executed, which may be unusual for an operator.
  • a suitable design of the slide element and lever By a suitable design of the slide element and lever, a change of the direction of the slide element can be caused, although the
  • Actuation direction of the lever remains the same throughout the closing process.
  • first rack segment and the second rack segment relative to the gear are arranged such that the gear meshes the first rack segment with a first side of the gear and that the gear meshes the second rack segment with a second side of the gear wherein the first side of the gear is substantially opposite the second side of the gear.
  • the axis of the gear can be arranged approximately centrally between the first side of the gear and the second side of the gear.
  • Rack segment now meshes the second side of the gear (for example, an upper side of the gear) with the second rack segment.
  • the second side of the gear lies opposite the first side and now moves with the same direction of rotation, the second rack segment and thus the
  • a bearing element is provided on the slider element and is in the housing of the plug a
  • counter-bearing element having a first guide wall and a second guide wall, which the bearing element in the movement of the
  • the first guide wall guide the bearing element in the first direction of movement and the second
  • Guide wall can guide the bearing element in the second direction of movement.
  • the bearing element and the abutment element can be so arranged relative to each other and / or relative to the gear and / or relative to the rack or spaced that the gear can not be detached from the first and second rack segment, unless the gear is not on End of one of the two rack segments has arrived. This is true regardless of whether the gear on the first or the second
  • Rack segment meshes.
  • the abutment element always pushes or pushes against the bearing element in such a way that the toothed rack is pushed or pushed against the toothed wheel.
  • Rack segments, the bearing element and the counter-bearing element may also be shaped accordingly to prevent the gear from the
  • the plug or the connector is advantageously actuated more reliably, i. There is no slippage in the operation and also the risk of malfunction or tilting is advantageously reduced.
  • the advantage increases
  • the counter bearing element comprises a rib, which the first guide wall and the second guide wall as
  • An abutment element may follow a line which is shaped in the same way as a line corresponding to the axis of rotation of the lever or gear with respect to the
  • Slider element follows when it meshes on the rack.
  • the circumferential walls of the rib or the abutment element of the mirroring of this line can follow along the direction of insertion.
  • the bearing element of the slider element comprises a rib which is designed to slide with side surfaces on the first guide wall and the second guide wall.
  • a rib i. an elongated bearing element, can advantageously counteract tilting of the slider element relative to the housing of the plug. This further advantageously increases the reliability of the mechanism and reduces the risk of slippage.
  • the rack can be the first Rack segment and the second rack segment be connected via a semicircular portion of the rack. Overall, the rack can therefore be U-shaped curved.
  • the rack may thus have, for example, the shape of a horizontal "U”, for example in the form: “c” or in the form: "z>". This is advantageous for a particularly smooth movement during the
  • Rack segment allows, whereby the operability is facilitated.
  • the first rack segment and the second rack segment may be straight. This simplifies the manufacturability and the reliability of the first rack segment and the second rack segment.
  • the reliability of the mechanism is particularly high and the manufacturability is simplified. It is also very little space for the rack or the two rack segments necessary. The risk that The gear by slipping the second rack segment can not comb is advantageously reduced.
  • the teeth of the first rack segment and the second rack segment point away from each other.
  • a larger gear with more teeth can be used, whereby the operating forces can be advantageously further reduced (gear ratio improved).
  • Gear the first rack segment with a different side of the gear meshes than the second rack segment and the second segment.
  • the slider element on a slide track in which a plug attached to the plug-in module is feasible.
  • a slide track may have a recess and / or track in or on the
  • the guided by the slide track bolt may have a diameter which is substantially the same size as the distance of the parallel walls.
  • the bolt may be round, but may also have parallel outer surfaces which are guided by the parallel walls.
  • a slide track or "a bolt” is to be understood as “at least one slide track” and “at least one bolt”. The simpler expression was chosen for readability only. The same applies to the expressions: “a gear”, “a rack”, “a first
  • the slide track on at least a first portion and a second portion which are oriented such that plugging the plug into the plug-in module in the plugging direction or a release of the plug from the plug-in module against the plugging direction by a movement of the slide element in the first direction of movement and the second direction of movement takes place.
  • the reciprocating motion which are generated by turning the lever in a single direction, via the slide track in two partial movements of the plug relative to the plug-in module translated, both of which also run in the same direction (in or opposite to the plug-in direction).
  • the first section of the slide track and the second section of the guide track via a bend in the
  • the slide track changes direction.
  • the slide track may be angled and / or have a shallow angle (less than 90 °) between the first section and the second section.
  • the bolt changes between the first section and the second section.
  • the relative angle of the first section relative to the second section at the bend may be less than 90 °.
  • the gear Since the direction of movement of the slider element is to change when the bolt is in the bend, the gear is located between the first rack segment and the second rack segment.
  • the distance of the first rack segment from the second rack segment along the plugging direction can be dimensioned such that an offset of the
  • Slider element relative to the housing of the plug in the insertion direction can be used to move the pin of the plug-in module between the two sections of the slide track within the bend
  • the gear can thus be e.g. in an exemplary "U-shaped profile of the rack located in the semicircular portion of the rack when the bolt is in the kink.
  • the radius of the semicircular portion of the rack between the two segments of the rack can be sized so that an offset of the slide member relative to the
  • Housing of the plug in the direction of insertion can be used to move the pin of the plug-in module between the two sections of the slide track within the Knicks
  • the slide track is shaped zigzag.
  • the first section and the second section are shaped zigzag.
  • Slider element exerted on the bolt force The two angles can be equal in amount, but can also be different from the amount what leads to different forces between the plug and plug-in module, depending on the direction of movement of the slide element.
  • the applied (same) operating force can lead to different forces in the direction of insertion between plug and plug-in module.
  • a slider element with a rack with the two segments or the two rack segments and / or with a slide track and a corresponding bolt on opposite sides of the plug or the plug-in module may be mounted, wherein the
  • opposite sides can run parallel to each other. In this way, a force effect can be distributed evenly on the opposite sides of the connector.
  • Another aspect of the invention relates to a plug for an electrical connector, as described above and below.
  • the plug includes a housing having a plurality of electrical plug contacts; one
  • Slider element which is movably mounted on the housing; a lever rotatably supported on the housing for rotating a gear;
  • first rack segment and a second rack segment both of which are provided by the slider element, in which engages the gear, in particular engages sequentially, so that upon movement of the lever in one direction meshes the gear on the first rack segment and the slider element in a first direction of movement moves and the gear then meshes on the second rack segment and the
  • Fig. 1A shows schematically a side view of a plug according to an embodiment of the invention in an attached position.
  • Fig. 1B shows schematically a side view of an electrical connector according to an embodiment of the invention in an attached position.
  • Fig. 2A shows schematically a side view of the plug of Fig. 1A in a central position.
  • Fig. 2B shows schematically a side view of the electrical connector of Fig. 1B in a central position.
  • Fig. 3A shows schematically a side view of the plug of Fig. 1A in a fully plugged position.
  • Fig. 3B shows schematically a side view of the electrical connector of Fig. 1B in a fully plugged position.
  • FIG. 1A schematically shows an electrical plug 12, which is shown in FIG. 1B together with a plug-in module 14 for realizing an electrical plug connection 10.
  • the plug 12 comprises a plurality of plug contacts 16 and the plug-in module 14 comprises a plurality of complementary plug contacts 18, which are brought into electrical contact by plugging the plug 12 in a plugging direction R on the plug-in module 14 can.
  • the plug contacts 18 in the form of a
  • the plug-in module 14 is mounted for example on an electrical device and the plug is connected for example to a cable harness. With the electrical connector 10 then the electrical device can be connected to the cable harness.
  • the plug contacts 16, 18 are shown schematically in FIG. 1B next to the plug 12 and the plug-in module 14.
  • the plug contacts 16 are, however, within a housing 20 of the plug 12 and the plug contacts 18 are located within a housing 22 of the plug-in module 14.
  • the housing 22 of the plug-in module 14 has a collar 24, on which the housing 20 of the plug 12 can be inserted and then the plug 12 in the direction of insertion R leads.
  • the two housings 20, 22 may be made of plastic.
  • a slider element 26 is attached on the plug 12, a slider element 26 is attached.
  • the slider element 26 is displaceable relative to the housing 20 of the plug 12, essentially in a transverse direction Q to the plug-in direction R.
  • the transverse direction Q can in
  • Slider element 26 may be made of plastic. That's it
  • the plug 12 further has a lever 28 which is rotatable about an axis of rotation A on the housing 20.
  • the lever 28 is a with the lever 28 to the
  • Rotary axis A rotatable gear 50 fixed, which meshes with a rack 52, which is provided by the slide member 26.
  • the rack 52 may be designed as a recess, recess in the slider element 26 or on a survey on the slider element 26.
  • the rack 52 is here U-shaped (ie, as a lying "U") and has a first rack segment 54a and a second rack segment 54b, which run parallel to the transverse direction Q and / or their teeth facing each other , 54b are connected by a semicircular portion 56 of the teeth 52.
  • the gear 50 first meshes with the first rack segment 54a (in the figure) lower segment) with a first side, ie with respect to the axis A in the figure with a lower side.
  • gear 50 meshes second rack segment 54b (upper segment in the figure) with a second side, that is, with respect to axis A in the figure, with an upper side.
  • the slider element 26 further has a bearing element 58 which cooperates with an abutment element 60 on the housing 20 of the plug 12.
  • the abutment member 60 which is designed as a rib on the housing 20, has a first guide wall 62a (facing upwards in the figure) and a second, parallel guide wall 62b (facing downwards in the figure) parallel to the transverse direction Q extend and along which the bearing element 58 is guided along with its side surfaces 64.
  • the bearing member 58 and the abutment member 60 are arranged so that regardless of the position of the gear 50 in the rack 52 the
  • Gear 50 can not leave the rack 52, since the bearing member 58 and the abutment member 60 are offset from each other so that this movement is prevented.
  • the bearing member 58, the abutment member, the rack 52 and the gear 50 with respect to their dimensions (lengths, widths, diameters) and mutual
  • the gear 50 and the rack 52 can be generated by turning the lever 28 in a single direction of movement B (here in a clockwise direction) a reciprocating motion of the slider element 26.
  • first and second rack segments 54a, 54b can also be separate elements from each other (not shown here). That is, they can be arranged, for example, on two separate racks. In the figures 1A, 2A and 3A would be indispensable for the semicircular connections.
  • Rack segment 54a, 54b may then be e.g. be done by pressure or train on the housing in or opposite to the direction of insertion R.
  • the slider element 26 for this purpose has a plurality of slide tracks 30, which each serve as a recess, recess in the
  • Slider element 26 may be executed.
  • the slider element 26 may be executed.
  • the slider element 26 may be executed.
  • Sliding linkages 30 may be provided on an inner side of the slider element 26, while the rack 52 is provided on an outer side.
  • the slide tracks 30 have here a zigzag shape. They can be equally spaced from each other. Alternatively or additionally, they can run parallel to each other.
  • a plurality of bolts 32 is fixed, which are designed to each in one of
  • the bolts 32 may be equally spaced from each other.
  • Each of the slide tracks 30 has a first portion 34a and a second portion 34b, which merge into one another at a bend 36.
  • the first section 34a has an entrance 38, in which the respective bolt 32 can be introduced into the slide track 30 in a start position and / or goes over at its end at the bend 36 in the second section 34b.
  • the second section 34b terminates at an end point 40 of the slide track 30, in which the bolt 32 can not be moved further in an end position.
  • FIGs. 1A to 3B is shown how the connector 10 is assembled by operating the lever 28.
  • Figs. 1A and 1B, 2A and 2B, and Figs. 3A and 3B show the connector 12 and the connector, respectively, at the same time of assembly.
  • 1A shows the lever 28 in a starting position
  • FIG. 1B shows the entire connector 10 in a plugged position in which the plug 12 is placed on the plug-in module 14 and the bolts 32 in the entrance 38 of the slide track 30th are located.
  • the electrical contacts 16, 18 are not in contact.
  • the lever 28 is off
  • the lever 28 is now, for example, by an operator, moved in the direction B.
  • the gear 50 meshes with its in the figure turned down first side on the first rack segment 54a of
  • Movement direction Sl (here from right to left).
  • the slider element 26 is thereby guided by the bearing element 58, which on the
  • the plug 12 is pushed in the insertion direction R with a first partial movement in the plug-in module 14.
  • the slider element 26 is deflected maximum from its initial position.
  • the gear 50 is now in the semi-circular portion 56, which results in that the slider element 26 is displaced by a (relatively small) offset in the insertion direction R.
  • the bearing element 58 rests on the end face of the abutment element 60 facing the transverse direction Q and / or changes the side relative to the abutment element 60.
  • the bolts 32 are located on the collar 24 of the plug-in module 14 in the creases 36 of the slide tracks 30.
  • the movement of the slide element 26 in FIG Insertion direction R which is caused by the semicircular portion 56 of the rack 52, can be used to transfer the bolts 32 from the first portion 34 a of the guide track 30 in the second portion 34 b.
  • a further movement of the lever 28 in the direction of movement B occurs
  • the connector 10 is now in a fully inserted position, in which the plug 12 is inserted into the maximum insertion module 14 and the electrical plug contacts 16, 18 electrically contacted.
  • a release of the plug 12 of the plug-in module 14 can be achieved by a movement of the lever opposite to the direction B, in which the plug 12, plug-in module 14 and slider element 26 move opposite to the insertion process.
  • Slider element 26 causes a force on the bolts 32 which are parallel to the Plug-in direction R acts and / or leads to the insertion or release of the plug 12.
  • the sections 34a, 34b of the slide track 30 act as
  • Plug-in direction R is converted.
  • the plug-in direction R is approximately perpendicular to the first and the second direction of movement Sl, S2.
  • the transmission ratio of the force is dependent on the angle of the sections 34a, 34b with respect to the plug-in direction R (or the local angle at which the bolt 32 is located in the slide track 30).
  • the two sections 34a, 34b can be rectilinear and each have the same positive and negative angle with respect to the plugging direction R. It is also possible that the angle between the section 34b and the straight line defined by the direction R is greater than the angle between the section 34a and this straight line. This can be an advantage, if at the end of the plugging process a lot of force must be expended to the
  • a fitter must expend less operator force (e.g., on the lever 28) than the bolt 32 in the first portion 34a to produce the same mating force between the plug 12 and plug module 14. At the same operating force, it is insertion force between plug 12 and
  • Plug-in distance for the second portion 34b smaller than in the first section 34a. In other words, in comparison to the first section 34a in the second section 34, relatively much actuating travel has to be covered for a relatively short plug-in path.

Abstract

Eine elektrische Steckverbindung (10) umfasst einen Stecker (12) mit einem Gehäuse (20), das eine Mehrzahl von elektrischen Steckkontakten (16) aufweist; und ein Steckmodul (14) mit einer Mehrzahl von komplementären Steckkontakten (18), die in einer vollständig aufgesteckten Stellung des Steckers (12) auf dem Steckmodul (14) die elektrischen Steckkontakte (16) elektrisch kontaktieren;wobei der Stecker (12) ein Schieberelement (26) umfasst, das beweglich am Gehäuse (20) befestigt ist und das dazu ausgeführt ist, derart in das Steckmodul (14) einzugreifen, dass bei einer Bewegung des Schieberelements (26) relativ zum Gehäuse (12) eine Kraft von dem Schieberelement (26) auf das Steckmodul (14) übertragen wird, so dass der Stecker (12) und das Steckmodul (14) in einer Steckrichtung (R) aufeinander zubewegt oder entgegen der Steckrichtung (R) voneinander wegbewegt; und einen Hebel (28), der drehbar am Gehäuse (20) gelagert ist, zum Drehen eines Zahnrads (50);ein erstes Zahnstangensegment (54a) und ein zweites Zahnstangensegment (54b), die beide von dem Schieberelement(26) bereitgestelltsind, in die das Zahnrad (50) eingreift, so dass bei einer Bewegung des Hebels (28) in eine Richtungdas Zahnrad (50) auf dem ersten Zahnstangensegment (54a) kämmt und das Schieberelement (26) in eine erste Bewegungsrichtung (S1)bewegt und das Zahnrad (50) anschließend auf dem zweiten Zahnstangensegment (54b) kämmt und das Schieberelement (26) in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung (S1) entgegengesetzten Bewegungsrichtung (S2) bewegt.

Description

Beschreibung
Elektrische Steckverbindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Stecker sowie eine elektrische Steckverbindung mit einem Stecker und einem Steckmodul, die beispielsweise zum Verbinden eines Kabelbaums mit einem elektrischen Gerät verwendet werden kann.
Stand der Technik
Zum Fügen von elektrischen Steckverbindungen, insbesondere hochpoligen Steckverbindungen, werden zur Erreichung der ergonomischen Vorgaben für die Bedienkräfte konstruktive Bedienelemente zur Kraftübersetzung eingesetzt. Üblich sind hier Hebel, Schieber, oder eine Kombination aus beiden Elementen, die dann ineinandergreifen.
Die Bedienelemente können dabei Kulissenbahnen aufweisen, in die eine oder mehrere Bolzen am Kragen des Steckmoduls eingreifen. Durch eine günstige Gestaltung der Kulissenbahnen wird eine möglichst hohe Übersetzung bei der Transformation der Steckbewegung des Steckers in das Steckmodul in die Bewegung am Bedienelement (an beispielsweise einem Hebelende oder einem Schiebergriff) mit entsprechender Reduktion der maximalen Betätigungskraft erreicht.
Weiter ist bekannt, Hebel als Bedienelemente einzusetzen, bei denen dann durch eine Hebelbewegung über ein Zahnrad bzw. mittels eines Zahnrads eine Zahnstange bewegt werden kann, um die Steckverbindung zu fügen. Die Kraftübersetzung ist in der Praxis häufig über den zur Verfügung stehenden Bauraum und damit verbunden den verfügbaren Betätigungsweg des
Bedienelements beschränkt. Die DE 19 651 436 AI zeigt ein Stecksystem, bei dem zum Aufstecken eines
Steckers auf ein entsprechendes Gegenstück ein am Stecker und am
Gegenstück verschiebbar gelagerter Schieber mittels eines Hebels verlagerbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, bei einer Steckverbindung eine hohe Fügekraft durch Übersetzung über ein Schieberelement zu erzeugen, so dass nur eine geringe Bedienkraft notwendig ist und gleichzeitig der notwendige Bauraum gering gehalten werden kann.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung aus einem Stecker und aus einem Steckmodul. Die elektrische Steckverbindung kann beispielsweise zum Verbinden eines Kabelbaums mit einem elektrischen Gerät verwendet werden. Beispielsweise kann die elektrische Steckverbindung in einem
Kraftfahrzeug, wie einem Pkw, Lkw oder Bus, eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steckverbindung einen Stecker mit einem Gehäuse, das eine Mehrzahl von elektrischen Steckkontakten (16) aufweist; und ein Steckmodul mit einer Mehrzahl von komplementären
Steckkontakten, die in einer vollständig aufgesteckten Stellung des Steckers auf dem Steckmodul die elektrischen Steckkontakte elektrisch kontaktieren. Die Steckverbindung kann eine hochpolige Steckverbindung sein, also eine Vielzahl von Steckkontakten aufweisen. Sowohl der Stecker als auch das Steckmodul können jeweils ein Gehäuse aufweisen, in dem die Steckkontakte getragen sind und/oder das in der Regel aus Kunststoff gefertigt ist.
Der Stecker kann in dem Steckmodul derartig geführt sein, dass der Stecker zwischen einer aufgesetzten Stellung und einer vollständig aufgesteckten Stellung lediglich in Steckrichtung bzw. entgegen der Steckrichtung beweglich ist.
In der aufgesetzten Stellung kann der Stecker auf einem Kragen des
Steckmoduls aufgesetzt sein (wobei die elektrischen Steckkontakte des Steckers und des Steckmoduls nicht elektrisch kontaktieren). In der vollständig
aufgesteckten Stellung kann der Stecker in und/oder über den Kragen bis zu einem Anschlag geschoben sein (wobei die elektrischen Steckkontakte des
Steckers und des Steckmoduls dann elektrisch kontaktieren). Weiter umfasst der Stecker ein Schieberelement, das beweglich am Gehäuse befestigt ist und das dazu ausgeführt ist, derart in das Steckmodul einzugreifen, dass bei einer Bewegung des Schieberelements relativ zum Gehäuse eine Kraft von dem Schieberelement auf das Steckmodul übertragen wird, so dass der Stecker und das Steckmodul in einer Steckrichtung aufeinander zubewegt oder entgegen der Steckrichtung voneinander wegbewegt werden. Das
Schieberelement kann als mechanisches Übersetzungselement des Steckers aufgefasst werden, das eine Bewegung einer Bedienperson bzw. des Hebels in eine Steckbewegung mechanisch übersetzt.
Das Schieberelement kann z.B. gegenüber dem Gehäuse verlagerbar sein und gleichzeitig derart mit dem Gehäuse verbunden bzw. am Gehäuse befestigt sein, dass das Schieberelement Kräfte auf das Gehäuse übertragen kann. Eine derartige Befestigung kann z.B. durch eine Linearführung, eine Drehachse, eine Nut, etc. bereitgestellt sein.
Außerdem umfasst der Stecker einen Hebel, der drehbar am Gehäuse gelagert ist, zum Drehen eines Zahnrads; und ein erstes Zahnstangensegment und ein zweites Zahnstangensegment, die beide von dem Schieberelement bereitgestellt sind und in die das Zahnrad eingreift, insbesondere nacheinander eingreift, so dass bei einer Bewegung des Hebels in eine Richtung das Zahnrad auf dem ersten Zahnstangensegment kämmt und das Schieberelement in eine erste Bewegungsrichtung bewegt und das Zahnrad anschließend auf dem zweiten Zahnstangensegment kämmt und das Schieberelement in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzten Bewegungsrichtung bewegt.
Bei der Bewegung des Hebels in eine Richtung kann es sich um eine Bewegung in eine einzige Richtung handeln, es ist also kein Richtungswechsel in der Bewegung notwendig, wodurch der Montagevorgang vereinfacht wird.
Die Zahnstangensegmente, die vom Schieberelement bereitgestellt sind, können am Schieberelement angeordnet sein und/oder unlösbar befestigt sein. Die Zahnstangensegmente können so am Schieberelement ausgebildet sein, dass sie gegenüber dem Schieberelement nicht verlagerbar sind.
Es ist zu verstehen, dass das Zahnrad in das erste Zahnstangensegment und in das zweite Zahnstangensegment nicht gleichzeitig eingreift (außer ggf. an einem Übergangsbereich an zwei einander zugewandten Enden des ersten und zweiten Zahnstangensegments). Vielmehr sind das erste und zweite
Zahnstangensegment derart relativ zueinander angeordnet, dass bei einer Bewegung des Zahnrads durch den Hebel zunächst das Zahnrad mit dem ersten Zahnstangensegment kämmt und danach mit dem zweiten Zahnstangensegment kämmt. Beispielsweise können die Zahnstangensegmente bezüglich der Achse des Zahnrads zumindest abschnittsweise voneinander mit einem Abstand D beabstandet sein, der größer ist als der größte Durchmesser des Zahnrads (über seine Zähne gerechnet). Die zwei Zahnstangensegmente können jeweils auf einer eigenen Zahnstange angeordnet sein, wobei diese zwei Zahnstangen dann voneinander separate Elemente sein können. Die Zahnstangensegmente können jedoch auch auf einer gemeinsamen Zahnstange angeordnet sein. Das Zahnrad kann um eine bezüglich des Gehäuses ortsfeste Drehachse drehbar am Gehäuse befestigt sein.
Mit anderen Worten kann durch zwei Zahnstangensegmente eine Bewegung des Hebels in eine Richtung (d.h. entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn) in eine Hin- und Herbewegung des Schieberelements übersetzt werden. Diese Hin- und Herbewegung kann im Wesentlichen parallel zu einer Querrichtung der Steckverbindung verlaufen. Dabei ist zu verstehen, dass das Schieberelement aufgrund eines Wechsels des Zahnrads von dem ersten Zahnstangensegment zu dem zweiten Zahnstangensegment der Zahnstange auch einen (im Verhältnis kleinen) Versatz in Steckrichtung bzw. entgegen der
Steckrichtung aufweisen kann.
Die Hin- und Herbewegung des Schieberelements in die erste
Bewegungsrichtung und die zweite Bewegungsrichtung (die beide parallel zu der Querrichtung verlaufen können) kann von dem Schieberelement dann in zwei
Teilbewegungen in die gleiche Richtung (d.h. entweder in Steckrichtung oder entgegen der Steckrichtung) umgewandelt werden, bei denen der Stecker auf das Steckmodul geschoben bzw. von diesem gelöst wird. Die erste und zweite Bewegungsrichtung können ungefähr senkrecht zu der Richtung stehen, in die die Bewegungskraft umgewandelt wird. Beispielsweise können die
Bewegungsrichtungen ungefähr senkrecht zur Steckrichtung verlaufen. Das Schieberelement kann dazu beispielsweise schiefe Ebenen mit unterschiedlich orientierten Abschnitten, eine oder mehrere Kulissenbahnen mit unterschiedlich orientierten Abschnitten und/oder weitere Zahnstangensegmente bzw.
Zahnstangen aufweisen, die dazu ausgeführt sind, mittels einer mechanischen Übersetzung aus der Hin- und Herbewegung des Schieberelements die
Teilbewegungen des Steckers gegenüber dem Steckmodul zu erzeugen.
Die gesamte Kraftübersetzung zwischen der auf den Hebel ausgeübten Kraft und der Kraft zwischen dem Stecker und dem Steckmodul kann auf diese Weise halbiert werden, da aufgrund der zweigeteilten Bewegung des Schieberelements in unterschiedliche Richtung der doppelte Weg auf dem Schieberelement zur Verfügung steht. Mit anderen Worten: die Bedienkraft kann um bis zu 50%, z.B.
45% oder 50% oder sogar um mehr als 50%, z.B. bis zu 60% oder bis zu 75% gegenüber der Bedienkraft ohne den erhöhten verfügbaren Weg reduziert werden. Dies kann die Montage vorteilhaft deutlich vereinfachen, auch wenn dazu ein größerer Weg notwendig ist.
Durch die Übersetzung zwischen dem Hebel und den Zahnstangensegmenten muss der Betätigungsvorgang nicht zweigeteilt bzw. in unterschiedliche
Richtungen ausgeführt werden, was für eine Bedienperson ungewohnt sein kann. Durch eine geeignete Gestaltung von Schieberelement und Hebel kann ein Wechsel der Laufrichtung des Schieberelements verursacht werden, obwohl die
Betätigungsrichtung des Hebels über den gesamten Schließvorgang gleich bleibt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Zahnstangensegment und das zweite Zahnstangensegment relativ zum Zahnrad derart angeordnet sind, dass das Zahnrad das erste Zahnstangensegment mit einer ersten Seite des Zahnrads kämmt und dass das Zahnrad das zweite Zahnstangensegment mit einer zweiten Seite des Zahnrads kämmt, wobei die erste Seite des Zahnrads der zweiten Seite des Zahnrads im Wesentlichen gegenüberliegt. Für den Fachmann ist klar, wie eine derartige relative Anordnung von Zahnrad und der Zahnstange mit ihrem ersten und zweiten
Zahnstangensegment auszubilden ist und wie das Zahnrad mit dem ersten und zweiten Zahnstangensegment gekoppelt werden kann, um diese Anordnung bereitzustellen.
Die Achse des Zahnrads kann dabei ungefähr mittig zwischen der ersten Seite des Zahnrads und der zweiten Seite des Zahnrads angeordnet sein. Durch diese Anordnung wird vorteilhaft bewirkt, dass bei einer Drehung des Zahnrads im Uhrzeigersinn z.B. das erste Zahnstangensegment der Zahnstange mit der ersten Seite des Zahnrads kämmt (beispielsweise einer unteren Seite des Zahnrads) und auf diese Weise das erste Zahnstangensegment und damit das Schieberelement von rechts nach links verlagert wird. Beim Übertritt zum zweiten
Zahnstangensegment kämmt nun die zweite Seite des Zahnrads (beispielsweise eine obere Seite des Zahnrads) mit dem zweiten Zahnstangensegment. Die zweite Seite des Zahnrads liegt der ersten Seite gegenüber und bewegt nun bei gleicher Drehrichtung das zweite Zahnstangensegment und damit das
Schieberelement von links nach rechts. Dies ist dadurch begründet, dass die erste Seite des Zahnrads und die zweite Seite des Zahnrads auf
unterschiedlichen Seiten der Achse liegen und sich dadurch in einer Aufsicht auf das Zahnrad die Zähne des Zahnrads auf der ersten Seite und der zweiten Seite in unterschiedliche Richtungen bewegen.
Dadurch wird vorteilhaft durch eine einfache, platzsparende Vorrichtung (das Zahnrad und die dazu relativ angeordneten ersten und zweiten
Zahnstangensegmente) die Möglichkeit geschaffen, eine Bewegungsumkehr zu erzielen, ohne die Betätigungsrichtung zu ändern. Das Risiko einer
Fehlbedienung wird so vorteilhaft reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist an dem Schieberelement ein Lagerelement vorgesehen und ist in dem Gehäuse des Steckers ein
Gegenlagerelement vorgesehen, das eine erste Führungswand und eine zweite Führungswand aufweist, die das Lagerelement bei der Bewegung des
Schieberelements in die erste Bewegungsrichtung und die zweite
Bewegungsrichtung führen. Beispielsweise kann die erste Führungswand das Lagerelement in der ersten Bewegungsrichtung führen und die zweite
Führungswand kann das Lagerelement in der zweiten Bewegungsrichtung führen. Das Lagerelement und das Gegenlagerelement können so relativ zueinander und/oder relativ zu dem Zahnrad und/oder relativ zu der Zahnstange angeordnet bzw. beabstandet sein, dass sich das Zahnrad nicht von dem ersten bzw. zweiten Zahnstangensegment lösen kann, solange nicht das Zahnrad nicht am Ende eines der beiden Zahnstangensegmente angekommen ist. Dies gilt unabhängig davon, ob das Zahnrad auf dem ersten oder dem zweiten
Zahnstangensegment kämmt. Mit anderen Worten schiebt bzw. drückt das Gegenlagerelement immer so gegen das Lagerelement, dass die Zahnstange gegen das Zahnrad gedrückt bzw. geschoben wird. Wenn das Zahnrad zwischen den beiden Zahnstangensegmenten wechselt, beispielsweise am Ende des ersten Zahnstangensegments oder z.B. am Ende des zweiten Zahnstangensegments oder z.B. über einen gerundeten Abschnitt einer Zahnstange zwischen den beiden Segmenten bzw.
Zahnstangensegmenten, können das Lagerelement und das Gegenlagerelement auch entsprechend geformt sein, um das Zahnrad daran zu hindern, die
Zahnstange zu verlassen (außer beim planmäßigen Wechsel vom ersten zum zweiten Zahnstangensegment bzw. Segment am Ende). Dadurch wird vorteilhaft der Stecker bzw. die Steckverbindung zuverlässiger betätigbar, d.h. es kommt nicht zu Schlupf bei der Bedienung und auch das Risiko einer Fehlfunktion oder eines Verkantens wird vorteilhaft verringert. Außerdem steigt vorteilhaft die
Robustheit der Bedienbarkeit gegenüber Temperaturschwankungen und
Vibrationen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gegenlagerelement eine Rippe, die die erste Führungswand und die zweite Führungswand als
Seitenwände bereitstellt. Die Umfangswände der Rippe bzw. des
Gegenlagerelements können einer Linie folgen, die genauso geformt ist wie eine Linie, die der Drehachse des Hebels bzw. des Zahnrads bezüglich des
Schieberelements folgt, wenn es auf der Zahnstange kämmt. Alternativ können die Umfangswände der Rippe bzw. des Gegenlagerelements der Spiegelung dieser Linie entlang der Steckrichtung folgen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Lagerelement des Schieberelements eine Rippe, die dazu ausgeführt ist, mit Seitenflächen auf der ersten Führungswand und der zweiten Führungswand zu gleiten. Eine Rippe, d.h. ein länglich ausgeführtes Lagerelement, kann vorteilhaft einem Verkippen des Schieberelements gegenüber dem Gehäuse des Steckers entgegenwirken. Dadurch wird weiterhin vorteilhaft die Zuverlässigkeit des Mechanismus' erhöht und das Risiko für Schlupf verringert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden das das erste
Zahnstangensegment und das zweite Zahnstangensegment von einer
(durchgehenden) Zahnstange bereitgestellt sind. Dabei können das erste Zahnstangensegment und das zweite Zahnstangensegment über einen halbkreisförmigen Abschnitt der Zahnstange verbunden sein. Insgesamt kann die Zahnstange also U-förmig gekrümmt sein. Die Zahnstange kann also z.B. die Form eines liegenden„U" aufweisen, z.B. in der Form:„c" oder in der Form: "z>". Dadurch wird vorteilhaft ein besonders flüssiger Bewegungsablauf beim
Übergang des Zahnrads vom ersten Zahnstangensegment zum zweiten
Zahnstangensegment ermöglicht, wodurch die Bedienbarkeit erleichtert wird.
Das erste Zahnstangensegment und das zweite Zahnstangensegment können gerade sein. Dies vereinfacht die Herstellbarkeit und die Zuverlässigkeit der
Mechanik. Das Risiko für Schlupf sinkt. Zudem wird so vorteilhaft bewirkt, dass das Zahnrad das erste Zahnstangensegment mit einer anderen Seite des Zahnrads kämmt als das zweite Zahnstangensegment bzw. Segment. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verlaufen das erste
Zahnstangensegment und das zweite Zahnstangensegment parallel zu der ersten Bewegungsrichtung und der zweiten, entgegengesetzten
Bewegungsrichtung. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das Zahnrad das erste Zahnstangensegment mit einer anderen Seite des Zahnrads kämmt als das zweite Segment bzw. als das zweite Zahnstangensegment. Weiterhin ist so die
Zuverlässigkeit der Mechanik besonders hoch.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegen das erste
Zahnstangensegment und das zweite Zahnstangensegment in Steckrichtung einander gegenüber. Es ist möglich, dass die Zähne des ersten
Zahnstangensegments und des zweiten Zahnstangensegments aufeinander zu weisen. Dies kann den Vorteil haben, dass das Zahnrad innerhalb der beiden Segmente bzw. Zahnstangensegmente angeordnet sein kann und somit der Versatz der Drehachse des Hebels in Steckrichtung, bedingt dadurch, dass das Zahnrad zwischen den beiden Segmenten bzw. Zahnstangensegmenten wechselt, klein gehalten werden kann. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das Zahnrad das erste Zahnstangensegment mit einer anderen Seite des Zahnrads kämmt als das zweite Segment bzw. als das zweite Zahnstangensegment.
Weiterhin ist so die Zuverlässigkeit der Mechanik besonders hoch und die Herstellbarkeit vereinfacht. Es ist außerdem besonders wenig Bauraum für die Zahnstange bzw. die beiden Zahnstangensegmente notwendig. Das Risiko, dass das Zahnrad durch Schlupf das zweite Zahnstangensegment nicht kämmen kann wird vorteilhaft verringert.
Es ist aber auch möglich, dass die Zähne des ersten Zahnstangensegments und des zweiten Zahnstangensegments voneinander weg weisen. Durch eine derartige Anordnung kann beispielsweise ein größeres Zahnrad mit mehr Zähnen verwendet werden, wodurch die Bedienkräfte vorteilhaft weiter reduziert werden können (Übersetzungsverhältnis verbessert). Entscheidend ist, dass das
Zahnrad das erste Zahnstangensegment mit einer anderen Seite des Zahnrads kämmt als das zweite Zahnstangensegment bzw. das zweite Segment.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Schieberelement eine Kulissenbahn auf, in der ein am Steckmodul angebrachter Bolzen führbar ist. Eine Kulissenbahn kann eine Vertiefung und/oder Bahn in oder an dem
Schieberelement sein, die von zwei im Wesentlichen parallel verlaufenden
Wänden begrenzt ist. Der von der Kulissenbahn geführte Bolzen kann einen Durchmesser aufweisen, der im Wesentlichen genauso groß ist wie der Abstand der parallel verlaufenden Wände. Der Bolzen kann rund sein, kann aber auch parallele Außenflächen aufweisen, die von den parallelen Wänden geführt sind.
Dabei ist der Ausdruck„eine Kulissenbahn" bzw.„ein Bolzen" zu verstehen als „wenigstens eine Kulissenbahn" und„wenigstens ein Bolzen". Der einfachere Ausdruck wurde lediglich der besseren Lesbarkeit wegen gewählt. Gleiches gilt auch für die Ausdrücke:„ein Zahnrad",„eine Zahnstange",„ein erstes
Zahnstangensegment',„ein zweites Zahnstangensegment", etc., die als
„wenigstens ein Zahnrad";„wenigstens eine Zahnstange",„wenigstens ein erstes Zahnstangensegment",„wenigstens ein zweites Zahnstangensegment", etc. zu verstehen sind. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kulissenbahn wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, die derartig orientiert sind, dass ein Einstecken des Steckers in das Steckmodul in Steckrichtung bzw. ein Lösen des Steckers von dem Steckmodul entgegen der Steckrichtung durch eine Bewegung des Schieberelements in die erste Bewegungsrichtung und die zweite Bewegungsrichtung erfolgt. Damit kann die Hin- und Herbewegung, die durch Drehen des Hebels in eine einzige Richtung erzeugt werden, über die Kulissenbahn in zwei Teilbewegungen des Steckers gegenüber dem Steckmodul übersetzt werden, die auch beide in die gleiche Richtung (in oder entgegen der Steckrichtung) verlaufen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind der erste Abschnitt der Kulissenbahn und der zweite Abschnitt der Kulissenbahn über einen Knick in der
Kulissenbahn verbunden, bei dem die Kulissenbahn ihre Richtung ändert. Bei dem Knick kann die Kulissenbahn abgewinkelt sein und/oder einen flachen Winkel (kleiner als 90°) zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt aufweisen. In diesem Knick wechselt der Bolzen zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt. Der Relativwinkel des ersten Abschnitts gegenüber dem zweiten Abschnitt bei dem Knick kann kleiner als 90° sein.
Dadurch kann der Mechanismus besonders effizient wirken.
Da die Bewegungsrichtung des Schieberelements wechseln soll, wenn sich der Bolzen in dem Knick befindet, befindet sich das Zahnrad zwischen dem ersten Zahnstangensegment und dem zweiten Zahnstangensegment. Dabei kann der Abstand des ersten Zahnstangensegments vom zweiten Zahnstangensegment entlang der Steckrichtung so bemessen sein, dass ein Versatz des
Schieberelements gegenüber dem Gehäuse des Steckers in Steckrichtung dazu verwendet werden kann, um den Bolzen des Steckmoduls zwischen den beiden Abschnitten der Kulissenbahn innerhalb des Knicks zu bewegen
Das Zahnrad kann sich also z.B. bei einem beispielhaft„Unförmigen Profil der Zahnstange im halbkreisförmigen Abschnitt der Zahnstange befinden, wenn sich der Bolzen im Knick befindet. Der Radius des halbkreisförmigen Abschnitts der Zahnstange zwischen den beiden Segmenten der Zahnstange kann dabei so bemessen sein, dass ein Versatz des Schieberelements gegenüber dem
Gehäuse des Steckers in Steckrichtung dazu verwendet werden kann, um den Bolzen des Steckmoduls zwischen den beiden Abschnitten der Kulissenbahn innerhalb des Knicks zu bewegen
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kulissenbahn zickzackförmig geformt. Mit anderen Worten können der erste Abschnitt und der zweite
Abschnitt mit einem positiven und einem negativen Winkel zur Steckrichtung verlaufen. Diese Winkel bestimmen das Übersetzungsverhältnis der von dem Zahnrad auf das Schieberelement ausgeübten Kraft in eine von dem
Schieberelement auf den Bolzen ausgeübten Kraft. Die beiden Winkel können vom Betrag her gleich sein, können aber auch vom Betrag verschieden sein, was zu unterschiedlichen Kräften zwischen Stecker und Steckmodul führt, abhängig von der Bewegungsrichtung des Schieberelements.
Mit anderen Worten: je nach Steigung des Abschnitts kann die angewendete (gleiche) Bedienkraft zu unterschiedlich großen Kräften in Steckrichtung zwischen Stecker und Steckmodul führen.
Es ist zu verstehen, dass ein Schieberelement mit einer Zahnstange mit den beiden Segmenten bzw. den beiden Zahnstangensegmenten und/oder mit einer Kulissenbahn und ein entsprechender Bolzen an gegenüberliegenden Seiten des Steckers bzw. des Steckmoduls angebracht sein kann, wobei die
Zahnstangensegmente und/oder die Kulissenbahnen dann auf den
gegenüberliegenden Seiten parallel zueinander verlaufen können. Auf diese Weise kann eine Kraftwirkung gleichmäßig auf die gegenüberliegenden Seiten der Steckverbindung verteilt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Stecker für eine elektrische Steckverbindung, wie sie obenstehend und untenstehend beschrieben ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stecker ein Gehäuse, das eine Mehrzahl von elektrischen Steckkontakten aufweist; ein
Schieberelement, das beweglich am Gehäuse befestigt ist; einen Hebel, der drehbar am Gehäuse gelagert ist, zum Drehen eines Zahnrads;
ein erstes Zahnstangensegment und ein zweites Zahnstangensegment, die beide von dem Schieberelement bereitgestellt sind, in die das Zahnrad eingreift, insbesondere nacheinander eingreift, so dass bei einer Bewegung des Hebels in eine Richtung das Zahnrad auf dem ersten Zahnstangensegment kämmt und das Schieberelement in eine erste Bewegungsrichtung bewegt und das Zahnrad anschließend auf dem zweiten Zahnstangensegment kämmt und das
Schieberelement in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung
entgegengesetzten Bewegungsrichtung bewegt.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1A zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Steckers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer aufgesetzten Stellung.
Fig. 1B zeigt schematisch eine Seitenansicht einer elektrischen Steckverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer aufgesetzten Stellung.
Fig. 2A zeigt schematisch eine Seitenansicht des Steckers aus der Fig. 1A in einer Mittelstellung.
Fig. 2B zeigt schematisch eine Seitenansicht der elektrischen Steckverbindung aus der Fig. 1B in einer Mittelstellung.
Fig. 3A zeigt schematisch eine Seitenansicht des Steckers aus der Fig. 1A in einer vollständig aufgesteckten Stellung.
Fig. 3B zeigt schematisch eine Seitenansicht der elektrischen Steckverbindung aus der Fig. 1B in einer vollständig aufgesteckten Stellung.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende
Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1A zeigt schematisch einen elektrischen Stecker 12, der in Fig. 1B zusammen mit einem Steckmodul 14 zur Realisierung einer elektrischen Steckverbindung 10 gezeigt ist. Der Stecker 12 umfasst eine Mehrzahl von Steckkontakten 16 und das Steckmodul 14 umfasst eine Mehrzahl von komplementären Steckkontakten 18, die durch Stecken des Steckers 12 in einer Steckrichtung R auf das Steckmodul 14 in elektrischen Kontakt gebracht werden können. Beispielsweise können die Steckkontakte 18 in der Form einer
Messerleiste bereitgestellt sein.
Das Steckmodul 14 ist beispielsweise auf einem elektrischen Gerät angebracht und der Stecker ist beispielsweise mit einem Kabelbaum verbunden. Mit der elektrischen Steckverbindung 10 kann dann das elektrische Gerät an den Kabelbaum angeschlossen werden.
Die Steckkontakte 16, 18 sind in der Fig. 1B schematisch neben dem Stecker 12 und dem Steckmodul 14 dargestellt. Die Steckkontakte 16 befinden sich jedoch innerhalb eines Gehäuses 20 des Steckers 12 und die Steckkontakte 18 befinden sich innerhalb eines Gehäuses 22 des Steckmoduls 14. Das Gehäuse 22 des Steckmoduls 14 weist einen Kragen 24 auf, auf den das Gehäuse 20 des Steckers 12 gesteckt werden kann und der dann den Stecker 12 in Steckrichtung R führt. Die beiden Gehäuse 20, 22 können aus Kunststoff gefertigt sein.
An dem Stecker 12 ist ein Schieberelement 26 angebracht. Das Schieberelement 26 ist relativ zum Gehäuse 20 des Steckers 12 verschiebbar, im Wesentlichen in eine Querrichtung Q zu der Steckrichtung R. Die Querrichtung Q kann im
Wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung R orientiert sein. Auch das
Schieberelement 26 kann aus Kunststoff gefertigt sein. Dabei ist das
Schieberelement 26 am Gehäuse 20 befestigt, so dass es Kräfte auf das
Gehäuse 20 übertragen kann, insbesondere in oder entgegen der Steckrichtung R.
Der Stecker 12 weist weiter einen Hebel 28 auf, der um eine Drehachse A am Gehäuse 20 drehbar ist. Am Hebel 28 ist ein mit dem Hebel 28 um die
Drehachse A drehbares Zahnrad 50 befestigt, das auf einer Zahnstange 52 kämmt, die von dem Schieberelement 26 bereitgestellt ist. Die Zahnstange 52 kann als Aussparung, Vertiefung im Schieberelement 26 oder an einer Erhebung auf dem Schieberelement 26 ausgeführt sein.
Die Zahnstange 52 ist hier U-förmig (d.h., als liegendes„U") ausgebildet und weist ein erstes Zahnstangensegment 54a und ein zweites Zahnstangensegment 54b auf, die parallel zur Querrichtung Q verlaufen und/oder deren Zähne aufeinander zu zeigen. Die beiden Segmente 54a, 54b sind über einen halbkreisförmigen Abschnitt 56 der Zahnstage 52 verbunden. Das Zahnrad 50 kämmt dabei zunächst das erste Zahnstangensegment 54a (in der Figur das untere Segment) mit einer ersten Seite, also bezüglich der Achse A in der Figur mit einer unteren Seite. Später (Fig. 3A) kämmt das Zahnrad 50 das zweite Zahnstangensegment 54b (in der Figur das obere Segment) mit einer zweiten Seite, also bezüglich der Achse A in der Figur mit einer oberen Seite.
Das Schieberelement 26 weist weiter ein Lagerelement 58 auf, das mit einem Gegenlagerelement 60 am Gehäuse 20 des Steckers 12 zusammenwirkt. Das Gegenlagerelement 60, das als Rippe auf dem Gehäuse 20 ausgeführt ist, weist eine erste Führungswand 62a (in der Figur nach oben gewandt) und eine zweite, parallele Führungswand 62b (in der Figur nach unten gewandt) auf, die parallel zu der Querrichtung Q verlaufen und an denen das Lagerelement 58 mit seinen Seitenflächen 64 entlanggeführt wird.
Das Lagerelement 58 und das Gegenlagerelement 60 sind so angeordnet, dass unabhängig von der Position des Zahnrads 50 in der Zahnstange 52 das
Zahnrad 50 nicht die Zahnstange 52 verlassen kann, da das Lagerelement 58 und das Gegenlagerelement 60 so aufeinander abgesetzt sind, dass diese Bewegung verhindert wird. Mit anderen Worten sind das Lagerelement 58, das Gegenlagerelement, die Zahnstange 52 und das Zahnrad 50 bezüglich ihrer Abmessungen (Längen, Breiten, Durchmesser) und gegenseitigen
Beabstandungen, so aufeinander abgestimmt, dass Lagerelement 58 und Gegenlagerelement 60 das Zahnrad stets in kämmendem Kontakt mit der Zahnstange halten. Die genauen Maße kann ein Fachmann bei der Auslegung der Vorrichtung anhand der Figuren leicht selber bestimmen und an seine Zwecke anpassen.
Mit dem Hebel 28, dem Zahnrad 50 und der Zahnstange 52 kann durch Drehen des Hebels 28 in eine einzige Bewegungsrichtung B (hier im Uhrzeigersinn) eine Hin- und Herbewegung des Schieberelements 26 erzeugt werden.
Diese Hin- und Herbewegung wird von dem Schieberelement 26 in zwei
Teilbewegungen des Steckers 12 relativ zum Steckmodul 14 übersetzt, die beide in die gleiche Richtung erfolgen (d.h. in Steckrichtung R oder entgegen der Steckrichtung R).
Grundsätzlich können das erste und zweite Zahnstangensegment 54a, 54b auch voneinander separate Elemente sein (hier nicht dargestellt). D.h., sie können z.B. auf zwei voneinander separaten Zahnstangen angeordnet sein. In den Figuren 1A, 2A und 3A wären dafür die halbkreisförmigen Verbindungen wegzudenken. Der Übergang des Zahnrads 50 zwischen dem ersten und zweiten
Zahnstangensegment 54a, 54b kann dabei dann z.B. durch Druck oder Zug am Gehäuse in oder entgegengesetzt zur Steckrichtung R erfolgen.
Wie in der Fig. 1B gezeigt ist, weist das Schieberelement 26 dazu eine Mehrzahl von Kulissenbahnen 30 auf, die jeweils als Aussparung, Vertiefung im
Schieberelement 26 oder zwei beabstandeten Erhebungen auf dem
Schieberelement 26 ausgeführt sein können. Beispielsweise können die
Kulissenbahnen 30 auf einer Innenseite des Schieberelements 26 vorgesehen sein, während die Zahnstange 52 an einer Außenseite vorgesehen ist.
Die Kulissenbahnen 30 weisen hier eine Zickzackform auf. Sie können voneinander gleich beabstandet sein. Alternativ oder zusätzlich können sie parallel zueinander verlaufen.
Am Kragen 24 des Gehäuses 22 des Steckmoduls 14 ist eine Mehrzahl von Bolzen 32 befestigt, die dazu ausgeführt sind, jeweils in einer der
Kulissenbahnen geführt zu werden. Auch die Bolzen 32 können gleich voneinander beabstandet sein.
Es ist auch möglich, dass lediglich eine einzige Kulissenbahn 30 und ein einziger Bolzen 32 vorgesehen sind.
Jede der Kulissenbahnen 30 weist einen ersten Abschnitt 34a und einen zweiten Abschnitt 34b auf, die an einem Knick 36 ineinander übergehen. Der erste Abschnitt 34a weist einen Eingang 38 auf, bei dem der jeweilige Bolzen 32 in die Kulissenbahn 30 in eine Startposition eingeführt werden kann und/oder geht an seinem Ende bei dem Knick 36 in den zweiten Abschnitt 34b über. Der zweite Abschnitt 34b endet an einem Endpunkt 40 der Kulissenbahn 30, bei dem der Bolzen 32 in einer Endposition nicht mehr weiter bewegt werden kann.
In den Fig. 1A bis 3B ist gezeigt, wie die Steckverbindung 10 durch Betätigung des Hebels 28 zusammengefügt wird. Die Fig. 1A und 1B, 2A und 2B, sowie 3A und 3B zeigen den Stecker 12 bzw. die Steckverbindung jeweils zu gleichen Zeitpunkten des Zusammenfügens. Die Fig. 1A zeigt den Hebel 28 in einer Ausgangsstellung, während die Fig. 1B die gesamte Steckverbindung 10 in einer aufgesteckten Stellung zeigt, in der der Stecker 12 auf das Steckmodul 14 aufgesetzt ist und sich die Bolzen 32 in dem Eingang 38 der Kulissenbahn 30 befinden. Die elektrischen Kontakte 16, 18 befinden sich nicht im Kontakt. In den Figs. 1B, 2B und 3B ist der Hebel 28 aus
Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Der Hebel 28 wird nun, beispielsweise von einer Bedienperson, in Richtung B bewegt. Das Zahnrad 50 kämmt dabei mit seiner in der Figur nach unten gewandten ersten Seite auf dem ersten Zahnstangensegment 54a der
Zahnstange 52 und schiebt das Schieberelement 26 in eine erste
Bewegungsrichtung Sl (hier also von rechts nach links). Das Schieberelement 26 wird dabei von dem Lagerelement 58 geführt, das auf dem
Gegenlagerelement 60 gleitet.
Durch die Bewegung des Schieberelements 26 üben die schräg zur
Bewegungsrichtung Sl, S2 verlaufenden Kulissenbahnen 30 eine Kraft in Steckrichtung R auf die Bolzen 32 aus. Diese Bolzen 32 wandern also den ersten Abschnitt 34a der Kulissenbahn 30 entlang, bis sie sich bei dem Knick 36, d.h. dem Übergang zwischen dem ersten Abschnitt 34a und dem zweiten Abschnitt
34b, befinden, wie es in Fig. 1B dargestellt ist. Dabei wird der Stecker 12 in Steckrichtung R mit einer ersten Teilbewegung in das Steckmodul 14 geschoben.
Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, befinden sich der Hebel 28 und die
Steckverbindung 10 nun in einer Mittelstellung, bei der der Stecker 12 bereits teilweise in das Steckmodul 14 eingesteckt sein kann, die Steckkontakte 16, 18 aber noch keinen elektrischen Kontakt hergestellt haben müssen. In der
Mittelstellung ist das Schieberelement 26 maximal aus seiner Anfangsstellung ausgelenkt.
Das Zahnrad 50 befindet sich nun im halbkreisförmigen Abschnitt 56, was dazu führt, dass das Schieberelement 26 um einen (im Verhältnis kleinen) Versatz in Steckrichtung R verschoben wird. Das Lagerelement 58 steht auf der, der Querrichtung Q zugewandten, Stirnseite des Gegenlagerelements 60 auf und/oder wechselt gegenüber dem Gegenlagerelement 60 die Seite.
Weiter befinden sich die Bolzen 32 am Kragen 24 des Steckmoduls 14 in den Knicken 36 der Kulissenbahnen 30. Die Bewegung des Schieberelements 26 in Steckrichtung R, die durch den halbkreisförmigen Abschnitt 56 der Zahnstange 52 verursacht wird, kann dazu verwendet werden, die Bolzen 32 von dem ersten Abschnitt 34a der Kulissenbahn 30 in den zweiten Abschnitt 34b zu überführen. Bei einer weiteren Bewegung des Hebels 28 in die Bewegungsrichtung B tritt das
Zahnrad in das zweite Zahnstangensegment 54b der Zahnstange 52 ein. Das Zahnrad 50 kämmt nun mit seiner zweiten Seite (in der Figur: mit seiner oberen Seite), die von der ersten Seite durch die Achse A getrennt ist, mit dem zweiten Zahnstangensegment 54b. Dadurch wechselt das Schieberelement 26 von der ersten Bewegungsrichtung Sl zu der zweiten Bewegungsrichtung S2
entgegengesetzt der ersten Bewegungsrichtung Sl. Der Stecker 12 wird nun mit einer zweiten Teilbewegung in Steckrichtung R vollständig in das Steckmodul 14 geschoben. Die Bewegungsrichtung des Schieberelements 26 kehrt sich also um, da bei gleicher Drehrichtung (Uhrzeigersinn) des Hebels 28 und damit des Zahnrads 50 die Zähne auf der Unterseite des Zahnrads (erste Seite) von rechts nach links bewegen und die Zähne auf der Oberseite des Zahnrads (zweite Seite) von links nach rechts.
Die Bewegung des Schieberelements 26 endet, wenn der Hebel, wie in der Fig. 3A gezeigt ist, eine Endstellung erreicht hat. Wie es in der Fig. 3B dargestellt ist, sind die Bolzen 32, die nun den zweiten Abschnitt 34b durchwandert haben, in ihrer Endposition in den Endpunkten 40 der Kulissenbahnen 30 angelangt.
Die Steckverbindung 10 befindet sich nun in einer vollständig gesteckten Stellung, bei der der Stecker 12 maximal in das Steckmodul 14 eingeschoben ist und die elektrischen Steckkontakte 16, 18 elektrisch kontaktiert. Das
Schieberelement 26 befindet sich nun wieder in der Anfangsstellung, in der er minimalen Bauraum verbraucht.
Ein Lösen des Steckers 12 von dem Steckmodul 14 kann durch eine Bewegung des Hebels entgegengesetzt zu der Richtung B erreicht werden, bei der sich Stecker 12, Steckmodul 14 und Schieberelement 26 entgegengesetzt zum Einsteckprozess bewegen.
Während der Bewegung des Schieberelements 26 wird von dem
Schieberelement 26 eine Kraft auf die Bolzen 32 bewirkt, die parallel zu der Steckrichtung R wirkt und/oder die zum Einstecken bzw. Lösen des Steckers 12 führt. Die Abschnitte 34a, 34b der Kulissenbahn 30 wirken dabei als
mechanische Kraftübersetzung, bei der eine Kraft auf das Schieberelement 26 entlang der Bewegungsrichtungen Sl, S2 in eine Kraft parallel zu der
Steckrichtung R umgewandelt wird. Dabei ist die Steckrichtung R ungefähr senkrecht zur ersten und zur zweiten Bewegungsrichtung Sl, S2.
Das Übersetzungsverhältnis der Kraft ist dabei von dem Winkel der Abschnitte 34a, 34b gegenüber der Steckrichtung R (bzw. dem lokalen Winkel, an dem sich der Bolzen 32 in der Kulissenbahn 30 befindet) abhängig.
Die beiden Abschnitte 34a, 34b können geradlinig sein und jeweils den gleichen positiven und negativen Winkel gegenüber der Steckrichtung R aufweisen. Auch ist es möglich, dass der Winkel zwischen dem Abschnitt 34b und der durch die Richtung R definierten Geraden größer ist, als der Winkel zwischen dem Abschnitt 34a und dieser Geraden. Dies kann von Vorteil sein, wenn bei dem Steckvorgang am Ende viel Kraft aufgewendet werden muss, um die
Steckkontakte mechanisch in Kontakt zu bringen. Beispielsweise, wenn die Steckkontakte 16, 18 so angeordnet sind, dass ab der Mittelstellung die
Steckkontakte kontaktieren und ineinandergeschoben werden und so eine höhere Reibungskraft überwunden werden muss.
In diesem Fall erfolgt dann im zweiten Abschnitt 34b eine höhere
Kraftübersetzung als im ersten Abschnitt 34a. Befindet sich der Bolzen 32 im zweiten Abschnitt 34b, muss beispielsweise ein Monteur weniger Bedienkraft (z.B. am Hebel 28) als mit dem Bolzen 32 im ersten Abschnitt 34a aufwenden, um die gleiche Steckkraft zwischen Stecker 12 und Steckmodul 14 zu erzeugen. Bei der gleichen Bedienkraft ist sie Steckkraft zwischen Stecker 12 und
Steckmodul 14 größer, wenn sich der Bolzen 32 im zweiten Abschnitt 43b befindet. Umgekehrt wird das Verhältnis zwischen Betätigungsweg und
Steckweg für den zweiten Abschnitt 34b kleiner als im ersten Abschnitt 34a. Mit anderen Worten muss im Vergleich zum ersten Abschnitt 34a im zweiten Abschnitt 34 relativ viel Betätigungsweg für relativ wenig Steckweg zurückgelegt werden.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend", „umfassend" etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Steckverbindung (10), umfassend:
einen Stecker (12) mit einem Gehäuse (20), das eine Mehrzahl von elektrischen Steckkontakten (16) aufweist; und
ein Steckmodul (14) mit einer Mehrzahl von komplementären
Steckkontakten (18), die in einer vollständig aufgesteckten Stellung des Steckers (12) auf dem Steckmodul (14) die elektrischen Steckkontakte (16) elektrisch kontaktieren; wobei der Stecker (12) ein Schieberelement (26) umfasst, das beweglich am Gehäuse (20) befestigt ist und das dazu ausgeführt ist, derart in das Steckmodul (14) einzugreifen, dass bei einer
Bewegung des Schieberelements (26) relativ zum Gehäuse (12) eine Kraft von dem Schieberelement (26) auf das Steckmodul (14) übertragen wird, so dass der Stecker (12) und das Steckmodul (14) in einer Steckrichtung (R) aufeinander zubewegt oder entgegen der Steckrichtung (R) voneinander wegbewegt werden;
gekennzeichnet, durch
einen Hebel (28), der drehbar am Gehäuse (20) gelagert ist, zum Drehen eines Zahnrads (50);ein erstes Zahnstangensegment (54a) und ein zweites Zahnstangensegment (54b), die beide von dem Schieberelement (26) bereitgestellt sind, in die das Zahnrad (50) eingreift, insbesondere
nacheinander eingreift, so dass bei einer Bewegung des Hebels (28) in eine Richtung das Zahnrad (50) auf dem ersten Zahnstangensegment (54a) kämmt und das Schieberelement (26) in eine erste Bewegungsrichtung (Sl) bewegt und das Zahnrad (50) anschließend auf dem zweiten
Zahnstangensegment (54b) kämmt und das Schieberelement (26) in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung (Sl) entgegengesetzten
Bewegungsrichtung (S2) bewegt.
2. Elektrische Steckverbindung (10) nach Anspruch 1,
wobei das erste Zahnstangensegment (54a) und das zweite
Zahnstangensegment (54b) relativ zum Zahnrad (50) derart angeordnet sind, dass das Zahnrad das erste Zahnstangensegment (54a) mit einer ersten Seite des Zahnrads (50) kämmt und dass das Zahnrad das zweite Zahnstangensegment (54b) mit einer zweiten Seite des Zahnrads (50) kämmt, wobei die erste Seite des Zahnrads (50) der zweiten Seite des Zahnrads (50) im Wesentlichen gegenüberliegt.
3. Elektrische Steckverbindung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei an dem Schieberelement (26) ein Lagerelement (58) vorgesehen ist und an dem Gehäuse (20) des Steckers (12) ein Gegenlagerelement (60) vorgesehen ist, das eine erste Führungswand (62a) und eine zweite Führungswand (62b) aufweist, die das Lagerelement (58) bei der Bewegung des Schieberelements (26) in die erste Bewegungsrichtung (Sl) und die zweite Bewegungsrichtung (S2) führen.
4. Elektrische Steckverbindung (10) nach Anspruch 3,
wobei das Gegenlagerelement (60) eine Rippe umfasst, die die erste Führungswand (62a) und die zweite Führungswand (62b) als Seitenwände bereitstellt.
5. Elektrische Steckverbindung (10) nach Anspruch 3 oder 4,
wobei das Lagerelement (58) des Schieberelements (26) eine Rippe umfasst, die dazu ausgeführt ist, mit Seitenflächen (64) auf der ersten Führungswand (62a) und der zweiten Führungswand (62b) zu gleiten.
6. Elektrische Steckverbindung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei das das erste Zahnstangensegment (54a) und das zweite
Zahnstangensegment (54b) von einer Zahnstange (52) bereitgestellt sind; und
wobei das erste Zahnstangensegment (54a) und das zweite
Zahnstangensegment (54b) über einen halbkreisförmigen Abschnitt (56) der Zahnstange (52) verbunden sind.
7. Elektrische Steckverbindung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei das erste Zahnstangensegment (54a) und das zweite
Zahnstangensegment (54b) parallel zu der ersten Bewegungsrichtung (Sl) und der zweiten, entgegengesetzten Bewegungsrichtung (S2) verlaufen; und/oder wobei das erste Zahnstangensegment (54a) und das zweite
Zahnstangensegment (54b) gerade sind.
8. Elektrische Steckverbindung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei das erste Zahnstangensegment (54a) und das zweite
Zahnstangensegment (54b) in Steckrichtung (R) einander gegenüberliegen.
9. Elektrische Steckverbindung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
wobei das Schieberelement (26) eine Kulissenbahn (30) aufweist, in der ein am Steckmodul (14) angebrachter Bolzen (32) führbar ist;
wobei die Kulissenbahn (30) wenigstens einen ersten Abschnitt (34a) und einen zweiten Abschnitt (34b) aufweist, die derartig orientiert sind, dass ein Einstecken des Steckers (12) in das Steckmodul (14) in Steckrichtung (R) bzw. ein Lösen des Steckers (12) von dem Steckmodul (14) entgegen der Steckrichtung (R) durch eine Bewegung des Schieberelements (26) in die erste Bewegungsrichtung (Sl) und die zweite Bewegungsrichtung (S2) erfolgt.
10. Elektrische Steckverbindung (10) nach Anspruch 9,
wobei der erste Abschnitt (34a) der Kulissenbahn (30) und der zweite Abschnitt (34b) der Kulissenbahn (30) über einen Knick (36) in der
Kulissenbahn (30) verbunden sind, bei dem die Kulissenbahn (30) ihre Richtung ändert; und/oder
wobei die Kulissenbahn (30) zickzackförmig geformt ist.
11. Stecker (12) für eine elektrische Steckverbindung (10), umfassend:
ein Gehäuse (20), das eine Mehrzahl von elektrischen Steckkontakten (16) aufweist;
ein Schieberelement (26), das beweglich am Gehäuse (20) befestigt ist; gekennzeichnet, durch
einen Hebel (28), der drehbar am Gehäuse (20) gelagert ist, zum Drehen eines Zahnrads (50);
ein erstes Zahnstangensegment (54a) und ein zweites Zahnstangensegment (54b), die beide von dem Schieberelement (26) bereitgestellt sind, in die das Zahnrad (50) eingreift, insbesondere nacheinander eingreift, so dass bei einer Bewegung des Hebels (28) in eine Richtung das Zahnrad (50) auf dem ersten Zahnstangensegment (54a) kämmt und das Schieberelement (26) in eine erste Bewegungsrichtung (Sl) bewegt und das Zahnrad (50) anschließend auf dem zweiten Zahnstangensegment (54b) kämmt und das Schieberelement (26) in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung (Sl) entgegengesetzten Bewegungsrichtung (S2) bewegt.
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