WO2022069314A1 - Verriegelungsmechanismus für eine steckverbindungseinheit, steckverbindungseinheit mit einem solchen verriegelungsmechanismus und ein verfahren zum steuern eines verriegelungsmechanismus einer steckverbindungseinheit - Google Patents

Verriegelungsmechanismus für eine steckverbindungseinheit, steckverbindungseinheit mit einem solchen verriegelungsmechanismus und ein verfahren zum steuern eines verriegelungsmechanismus einer steckverbindungseinheit Download PDF

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connector
locking
locking mechanism
locking assembly
mating
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PCT/EP2021/076043
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Stephan Schabbehard
Sascha Nolte
Marc Neu
Simon Althoff
Christoph Dierks
Olaf GRÜNBERG
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Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
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Definitions

  • the present invention relates to a locking mechanism for a connector unit according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a connector unit with such a locking mechanism, as well as a method for controlling a locking mechanism of a connector unit.
  • Industrial connectors form the electrical connection component between different modules in industrial production plants. Connectors support the simple and quick exchangeability of production modules or enable the installation of complex and possibly meshed infrastructures. Energy, signals and data are preferably transmitted at the interfaces.
  • the infrastructures not only affect the electrical supply with AC and DC voltages, but also information technology and other auxiliary media such as control voltages of e.g. 24V or compressed air.
  • the infrastructure must also be significantly more changeable than today. It can be assumed that more decentralized infrastructure nodes will establish themselves in production, which are networked with each other and supply the individual production modules. This leads to changing infrastructure supply topologies. It can be assumed that non-expert personnel will also make changes to the assembly of production modules or changes to the decentralized infrastructure access.
  • the connector can serve as a safety element to rule out danger to life and limb for the operator.
  • the connector requires access to the safety-related control level of the infrastructure.
  • An application example is DC voltage networks, where it is essential to prevent power lines from being disconnected. These infrastructures require connectors whose operation must be enabled by a control level of the infrastructure.
  • Connector locks have been state-of-the-art for decades and ensure the necessary operational safety of industrial systems.
  • Operation by unskilled users in the field of charging plugs for electromobility is evident.
  • the document DE 10 2016 105 975 A1 illustrates a locking device for connectors, having a first locking means and a second locking means.
  • the two locking means can be plugged into one another and latched.
  • At least one blocking element is provided for latching the first locking means with the second locking means.
  • the blocking element is suitable for mechanical latching and can be actuated and released via an actuator.
  • an actuator is also arranged in the first locking means or the second locking means. The latching of the two locking means can be released via the actuator even if the actuator fails.
  • the first locking means and the second locking means are intended for use in a plug and a corresponding mating plug.
  • the solution to this problem is the object of the invention.
  • the invention solves this problem with the subject matter of claim 1 .
  • a locking mechanism according to the invention for a plug-in connection unit comprises a first locking assembly and a second locking assembly, wherein the locking mechanism in a blocking position allows the first locking assembly to be plugged into the second locking assembly. blocking or pulling out of the first locking assembly inserted into the second locking assembly, and wherein the locking mechanism in an unlocking position allows mating of the first locking assembly into the second locking assembly or pulling out of the first locking assembly inserted into the second locking assembly.
  • the first locking assembly has a locking head with a specific geometry
  • the second locking assembly has a receptacle with a through-opening with a specific geometry, with the specific geometry of the through-opening being adjusted in relation to the specific geometry of the locking head in the blocking position and/or is twisted that there is no coverage of the specific geometries, and wherein in the unlocking position the specific geometry of the through-opening is adjusted in relation to the specific geometry of the latching head and/or twisted such that the specific geometries are covered.
  • a particular advantage here is that the specific geometries are easy to produce, with blocking and unlocking being able to be made possible with little installation space by advantageously simple adjustment and/or rotation of the coding elements involved.
  • This adjustment movement can be a simple linear and/or curved movement.
  • the adjustment movement can also include a pitching movement or tilting movement.
  • the adjustment movement can also be a twisting movement or pivoting movement.
  • a combination of an adjustment movement and a twisting movement or pivoting movement is also conceivable.
  • a plug connection unit according to the invention with a first plug connector and a second plug connector has the locking mechanism described. In this way, such a locking mechanism can be fully integrated in the connector.
  • a method for controlling a locking mechanism of the connector unit described comprises the following method steps: (S1) detecting information on a first connector that is to be mated with a second connector, the information on the first connector being read by an identification device of the second connector from an identification element of the first connector can be read the; (S2) Comparing the information read out in this way with data previously stored in a controller for the second plug connection and adjusting and/or rotating the locking mechanism from a blocking position into an unlocking position in relation to a locking axis by means of a drive unit if the comparison involves releasing the first plug connector for mating with the second connector, or leaving the locking mechanism in the blocked position if the comparison has not revealed a release of the first connector for mating with the second connector.
  • the specific geometry of the through-opening of the locking head is an outer contour of the locking head
  • the specific geometry of the through-opening of the receptacle is an inner contour of the through-opening of the receptacle.
  • a particular advantage results from the mechanical coding of the locking mechanism through different geometries of the locking head (similar to a key) to mechanically avoid impermissible combinations.
  • a further embodiment provides that a receiving shaft with the receptacle is mounted in a bearing housing in which one of the two locking assemblies can be adjusted and/or rotated with respect to a locking axis.
  • a wave is advantageously easy to store in a housing.
  • the housing can consist of two parts that are connected by latching. This advantageously reduces installation space and assembly time.
  • the take-up shaft interacts with the take-up with a drive unit which is coupled to the take-up shaft. In this way, blocking and unlocking can advantageously be automated.
  • take-up shaft is coupled to the drive unit via a gear train.
  • Transmissions of this type are available on the market at low cost and with high quality.
  • different drive units can be adapted to the mechanics in this way.
  • the drive unit can be an electromotive, electromagnetic or pneumatic drive unit. These drives are also available on the market at low cost and with high quality.
  • the receiving shaft can be adjustable and/or rotatable with respect to its locking axis using a tool.
  • the latching head can also be adjustable and/or rotatable in relation to a locking axis by means of a tool. This is advantageous because in this way either the receiving shaft or the locking head can be reached for emergency actuation, depending on the installation position.
  • the locking head is connected to a stub shaft, which is mounted in a bearing housing of the other of the two locking assemblies so that it can be adjusted and/or rotated.
  • a stub shaft which is mounted in a bearing housing of the other of the two locking assemblies so that it can be adjusted and/or rotated.
  • the latching head alone or in connection with the stub shaft is arranged in the associated housing so that it can be adjusted and/or rotated in a sluggish manner in order to prevent unwanted adjustment and/or rotation from taking place. Adjustment and/or twisting is therefore only possible with a suitable tool. borrowed. An additional braking element is also conceivable, which is released with the tool in the event of an emergency operation.
  • the locking mechanism has an identification device and at least one identification element, the identification device being arranged in one locking assembly and the at least one identification element being arranged in the other locking assembly. This results in the advantage that automatic control can be made possible.
  • the locking mechanism has a display device for a status of a plug connector, since in this way there are clear signs that failed attempts to connect actions can be avoided.
  • a further embodiment provides that the locking mechanism has a central and/or decentralized control of the drive unit, the identification device and the display device. This achieves an advantageous release via the electrical control element/the (de-)central control intelligence.
  • the plug connection unit can have a detection device which detects the position of a plug connector that has been inserted sufficiently deeply. This increases the security of the plug-in connection unit.
  • a display device on the second connector indicates that mating of the first connector with the second connector is possible if the comparison means that the first connector is released for mating with the second connector has resulted, or that mating the first connector with the second connector is not possible if the comparison has not resulted in a release of the first connector for mating with the second connector.
  • Yet another embodiment of the method provides that in method step (S3) the position of a sufficiently deeply inserted connector is detected before the locking mechanism is adjusted and/or rotated the unlocking position takes place in the blocking position in relation to the locking axis by means of the drive unit. This is advantageous for automating the locking process.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a plug connection unit according to the invention with a locking mechanism according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic perspective exploded view of a first plug connector of the plug connection unit according to the invention according to FIG. 1 ;
  • FIG. 3 shows a schematic perspective exploded view of a second plug connector of the plug connection unit according to the invention according to FIG. 1 ;
  • Figure 4 is a schematic perspective view of a locking assembly of the first connector shown in Figures 1 and 2;
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of the assembled plug-in connection unit according to FIG. 1 ;
  • FIG. 6 shows a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a plug connection unit 1 according to the invention with a locking mechanism 4 according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective exploded view of a first plug connector 2 of the plug connection unit 1 according to FIG. 3 shows a schematic perspective exploded view of a second plug connector 3 of the plug connection unit 1 according to the invention according to FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a locking assembly 4a of the first plug connector 2 according to FIGS.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of the mated connector unit 1 according to FIG. 1.
  • the connector unit 1 comprises a first connector 2, a second connector 3 and the locking mechanism 4.
  • the connectors 2, 3 each have a housing 2a, 3a and a frame 2b, 3b arranged therein.
  • the frame 2b, 3b serves as a support for various applications, e.g. with electrically conductive plug contacts, socket contacts, optical, pneumatic, hydraulic connections and the like.
  • the housing 2a of the first connector 2 is designed here as a type of hood, which has an open plug-in side 2c and a cover 2f opposite this plug-in side 2c.
  • the cover 2f and attached side parts form the housing 2a of the first connector 2.
  • the locking mechanism 4 has two locking assemblies 4a, 4'a.
  • the first locking assembly 4a is fastened in the frame 2b of the first connector 2 and the second locking assembly 4'a is fastened in the frame 3b of the second connector 3.
  • the locking mechanism 4 can also be used and/or retrofitted in other types of plug-in connection units than the plug-in connection unit 1 shown here only as an example.
  • the first locking assembly 4a is fixed here in the first connector 2 in its frame 2b. This attachment can e.g. by latching or screwing or the like. take place. Together with the frame 2b, the first locking assembly 4a is inserted through an open plug-in side 2c into the housing 2a of the first connector 2 and fastened therein in a manner not shown in detail. This can also be done, for example, by locking.
  • the first locking assembly 4a comprises a bearing housing 5, 5a and a key shaft 6 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 4, Fig. 5).
  • the bearing housing 5, 5a consists of two halves which are separated or assembled in a plane which lies in a locking axis 7.
  • the locking axis 7 is at the same time a central axis of the key shaft 6.
  • Each half of the bearing housing 5, 5a has an approximately square bearing section 5c with a bearing 5b.
  • An elongate, rectangular guide section 5d is formed centrally in each case on an end face of the square bearing section 5c, which points away from the plug-in side 2c of the housing 2a.
  • the key shaft 6 has a locking head 6a formed on one end of a central cylindrical body 6b.
  • the locking head 6a has a specific shape and outer contour, which will be described in more detail below.
  • a circumferential collar 6c is attached in each case.
  • An outside diameter of the collar 6c is about 1.5 times as large as an outside diameter of the cylindrical body 6b.
  • the other end of the cylindrical body 6b is provided as a driving end 6d with a slot 6e for a tool 17 such as a screwdriver.
  • the key shaft 6 is arranged between the halves of the bearing housing 5, 5a by means of the bearing 5b in the square bearing section 5c.
  • the latching head 6a protrudes from the opening of the mating side 2c of the first connector 2 by a certain amount. This is described in more detail below.
  • the drive end 6d of the key shaft 6 is then arranged pointing towards the cover 2d of the housing 2a in a bore in a transition of the square bearing section 5c to the elongated guide section 5d of the bearing housing 5, 5a.
  • the key shaft 6 with the locking head 6a can be adjusted by means of different adjustment movements.
  • the illustrated embodiment shows a twisting movement or a pivoting movement. It is also possible that a rectilinear adjustment movement can be carried out in combination with a twisting movement.
  • the bearing 5b here consists of ribs that run transversely to the locking axis 7 . These ribs also have the task of stiffening the bearing housing 5, 5a.
  • the collars 6c of the key shaft 6 are axially fixed between these ribs so that the key shaft 6 is axially fixed.
  • the key shaft 6 with its body 6b and its collar 6c is arranged in the bearing 5b so that it is difficult to rotate in such a way that the key shaft 6 can only be turned in an emergency with the tool 17 provided for this purpose from the side of the cover 2f of the housing 2a of the first connector 2 can (Fig. 5).
  • An opening 2d in the cover 2f of the housing 2a is used for this purpose, which is closed, for example, by a suitable plug which, for example, can only be removed with the tool 17.
  • Two bolts 2e are attached to the long sides of the housing 2a of the first connector 2, which interact on each side with a locking bracket 3d of the second connector 3 in the mated state and hold the first connector 2 and the second connector 3 firmly together.
  • the second locking assembly 4'a is fastened here in the second connector 3 in its frame 3b (FIG. 1, FIG. 3, FIG. 5). This attachment can be done by latching, screwing, etc., for example. Together with the frame 3b, the second locking subassembly 4'a is inserted through an open plug-in side 3c into the housing 3a of the second connector 3 and is not shown in detail way attached in this. This can also be done, for example, by latching and/or screwing.
  • the second locking assembly 4'a comprises a bearing housing 8, 8a, a receiving shaft 9, a drive shaft 13, a transmission, preferably a gear transmission, and a drive unit 14.
  • the bearing housing 8, 8a consists of two substantially square halves which are separated or assembled in a plane which lies in a locking axis T.
  • the locking axis T is at the same time a central axis of the receiving shaft 9.
  • the locking axes 7 and 7' form a common axis.
  • Each half of the bearing housing 8, 8a has a bearing 8b.
  • the bearing 8b also consists of ribs running transversely to the locking axis T. Here, too, these ribs have the additional function of stiffening the bearing housing 8, 8a.
  • a bearing bore 8c is formed centrally on an end face of the bearing housing 8, 8a, which faces towards the plug-in side 3c of the housing 3a.
  • the receiving shaft 9 comprises a hollow-cylindrical seat 9a, a hollow-cylindrical body 9b and a circumferential collar 9c.
  • the receptacle 9a has a cylindrical interior space 9d, which is covered with a plate section 10 in an end region of the receptacle 9a toward the insertion side 3c.
  • a through hole 10a is formed in the plate portion 10.
  • the through opening 10a has a specific shape, i.e. inner contour, which corresponds to the outer contour of the latching head 6a of the key shaft 6.
  • the specific shape is an outer contour with the geometry of an elongated hole, the longitudinal axis of which runs transversely to the locking axis T.
  • the plate section 10 In the axial direction of the locking axis 7', the plate section 10 has a wall thickness which is approximately 1.5 times as thick as the peripheral wall of the interior 9d of the receptacle 9a.
  • the interior 9d also communicates with an interior 9e of the hollow-cylindrical body 9b.
  • This inner space 9e has an inner profile, for example a square, a hexagon or the like.
  • the circumferential collar 9c is integrally formed on the end of the body 9b of the receiving shaft 9 opposite the receptacle 9a.
  • the outside diameter of the collar 9c roughly corresponds to an outside diameter of the receptacle 9a, an outer diameter of the body 9b being smaller than the outer diameter of the collar 9c.
  • the receiving shaft 9 with the receptacle 9a can be adjusted by means of different adjustment movements.
  • the illustrated embodiment shows a twisting movement or a pivoting movement. It is also possible that a rectilinear adjustment movement can be carried out in combination with a twisting movement.
  • the receiving shaft 9 is rotatably supported in the bearing housing 8, 8a in the bearing 8b, with the receptacle 9a being received in the bearing bore 8c.
  • the collar 9c serves as a stop on a rib R of the bearing 8b.
  • a spring element 15 is arranged around the body 9b, which prestresses the socket shaft 9 in the direction of the locking axis 7' towards the plug-in side 3c in relation to the bearing 8b (Fig. 5).
  • the seat 9a protrudes from a plane of the mating side 3c of the second connector 3 in order to cooperate with the latching head 6a of the key shaft 6 of the first connector 2. This is explained in more detail below.
  • the drive shaft 13 has a coupling section 13a and a drive toothing 13b.
  • the coupling section 13a has a rectangular, preferably square, cross-section with beveled longitudinal edges and is inserted into the interior space 9e of the receiving shaft 9.
  • the profile of the interior 9e corresponds to the outer profile of the coupling section 13a of the drive shaft 13 and transmits torque from the drive shaft 13 to the receiving shaft 9.
  • the drive toothing 13b here in the form of a spur gear, is attached to the free end of the coupling section 13a of the drive shaft 13 protruding from the interior space 9e of the receiving shaft 9 .
  • the drive shaft 13 is rotatably mounted in the bearing 8b via the receiving shaft 9 and a bore BR.
  • a hub of the drive toothing 13b has a receptacle 13c for a tool 17' (FIG. 5).
  • the receptacle 13c can be a hexagon socket, for example.
  • An emergency release or an emergency locking of the locking mechanism is possible with the tool 17', in that the receiving shaft 9 can be rotated with the tool 17'.
  • the drive toothing 13b is in engagement with a pinion 14b.
  • the pinion 14b is attached to an output shaft 14a of the drive unit 14 in a torque-proof manner.
  • the drive unit 14 can be, for example, an electric stepper motor, an electric geared motor, an electromagnetic actuator, an electromagnetic rotary switch drive, or the like.
  • a compressed air or hydraulic drive is also conceivable.
  • the drive unit 14 has the function of turning or pivoting the second locking assembly 4'a of the locking mechanism from a locking or blocking position into an unlocking or plugging position and back again. This is described further below.
  • Fig. 4 shows a schematic perspective view of the locking assembly 4a of the first connector 2 according to Fig. 1 and 2 with an enlarged representation of the locking head 6a of the key shaft 6.
  • the shape of the latching head 6a is one possible embodiment, but is not limited to this shape and geometry.
  • the latching head 6a includes a base portion 6f, an intermediate portion 6g and an end face 6h.
  • the base section 6f has the shape, i.e. the outer contour, of a rounded feather key with an underside 6i.
  • the intermediate section 6g is integrally formed on the base section 6f in the direction of the plug-in side 2c.
  • the intermediate section 6g has circumferential inclined surfaces and the end surface 6h, which also has a shape of a round-ended feather key.
  • the latching head 6a protrudes in the direction of the locking axis 7 from an end face 5e of the bearing housing 5, 5a in the direction of the plug-in side 2c (FIG. 1).
  • An intermediate section of the body 6b of the key shaft 6 between the collar 6c located at the locking head 6a (clearly visible in FIG. 5) and the bottom side 6i of the locking head 6a is arranged in a bore 5g in the bearing 5b of the bearing housing 5, 5a.
  • a recess 5f which is formed coaxially to the bore 5g in the wall with the end face 5e of the bearing housing 5, 5a, has a diameter that is larger than the imaginary longitudinal axis of the bottom section 6f of the locking head 6a and with the outer diameter of the receptacle 9a the take-up shaft 9 corresponds.
  • an end area of the receptacle 9a is arranged with the plate section 10 in the recess 5f (FIG. 5).
  • the receptacle 9a of the receptacle shaft 9 is rotated about the locking axis 7' such that the locking head 6a of the key shaft 6 cannot be inserted into the receptacle 9a through the through-opening 10a of the plate section 10.
  • the imaginary longitudinal axis of the slot of the through-opening 10a is pivoted by 90° about the locking axis T in relation to the imaginary longitudinal axis of the locking head 6a. In other words, in the locking position there is no overlap between the inner contour of the through opening 10a and the outer contour of the locking head 6a.
  • the receptacle 9a of the receiving shaft 9 is rotated about the locking axis 7' in such a way that the locking head 6a of the key shaft 6 can be inserted into the receptacle 9a through the through-opening 10a of the plate section 10.
  • the imaginary longitudinal axis of the slot in the through-opening 10a is pivoted parallel to the imaginary longitudinal axis of the latching head 6a. In other words, the inner contour of the through opening 10a and the outer contour of the latching head 6a coincide.
  • the first connector 2 and the second connector 3 are plugged together.
  • the locking head 6a of the key shaft 6 is accommodated in the interior space 9d of the receptacle 9a of the receptacle shaft 9.
  • the end section of the receptacle 9a with the plate section 10 is arranged in the recess 5f of the end face 5e of the bearing housing 5, 5a.
  • the plate section 10 is arranged between the underside 6i of the locking head 6a (FIG. 4) and a wall of the bearing housing 5, 5a, in which the bore 5g for the key shaft 6 is formed.
  • the receptacle 9a with the receptacle shaft 9 is rotated again by 90° with respect to the latching head 6a by means of the drive unit 14 twisted into a blocking position.
  • the through opening 10a, designed as a slot, of the plate section 10 of the receptacle 9a also rotates between the bottom side 6i of the locking head 6a and the bearing housing 5, 5a in the recess 5f.
  • the imaginary longitudinal axes of the through opening 10a of the plate section 10 of the receptacle 9a and of the base section 6f of the locking head 6a no longer run parallel but at right angles to one another. This means that the first connector 2 can no longer be pulled out of the second connector 3 .
  • the connector binding unit 1 is locked.
  • a further locking security of the plug-in connection unit 1 is given by the locking clip 3d in cooperation with the bolts 2e.
  • a hub of the drive toothing 13b has a receptacle 13c for a tool 17' (FIG. 5).
  • the receptacle 13c can be a hexagon socket, for example.
  • Emergency unlocking or emergency locking of the locking mechanism 4 is possible with the tool 17', in that the receiving shaft 9 can be rotated with the tool 17'.
  • a further emergency unlocking or an emergency locking of the locking mechanism 4 is also possible in that the tool 17 can be used to turn the key shaft 6 with the locking head 6a.
  • the locking mechanism 4 of the connector unit 1 is also equipped with an identification device 16, which is shown only symbolically in FIG.
  • the identification device 16 is assigned here to the second locking assembly 4'a and has an antenna which interacts with an identification element 16a, which is not shown but is easy to imagine, of the first locking assembly 4a.
  • the identification element 16a is installed in the latching head 6a of the key shaft 6 here only by way of example (FIG. 4). It can also be arranged at another location of the first locking assembly 4a, for example in the bearing housing 5, 5a.
  • the identification element 16a is an RFID module, for example, in which information about the first connector 2 is stored.
  • the identification device 16 enters into wireless communication with the identification element 16a when the first connector 2 comes close to the second connector 3 for an intended insertion process. Then the information of the identification element 16a is read out by the identification device 16 and a check is made as to whether the first connector 2 is intended or suitable for mating with the second connector 3 .
  • the second locking assembly 4'a is moved from a previous blocking position, in which mating of the first connector 2 to the second connector 3 is not possible, by a controller using the drive unit 14 to the unlocked position as described above misaligned.
  • the first connector 2 can now be plugged into the second connector 3 .
  • a further detection device which is not shown but is conceivable, for example a limit switch.
  • Guide devices F, F′ (FIG. 1) that are not explained further here can be used for this purpose.
  • the drive unit 14 is then prompted by the controller to reset the second locking assembly 4'a from the unlocked position back into the blocking position as described above. In this way, the assembled plug-in connection unit 1 is secured against a separation of the first plug-in connector 2 from the second plug-in connector 3 .
  • the control, the identification device 16 and the drive unit 14 can be supplied with electrical energy in different ways by electrical supply lines in the second plug connector 3 .
  • Rechargeable electrical power storage devices are also possible.
  • Inductively transmitted electrical supply energy is also conceivable.
  • the controller can, for example, have a microcomputer in the plug-in connection unit 1, e.g. in the second plug-in connector 3, for example integrated in the drive unit 14. It is also possible for the controller to be arranged decentrally as part of a higher-level control device, in which case the microcomputer in the plug-in connection unit 1 can be connected to the higher-level control device.
  • a display device 11 , 12 is provided for quick identification of the position of the locking mechanism 4 or the second locking assembly 4 ′ a in the second connector 3 .
  • the two display devices 11, 12 are installed in an end face 8d of the bearing housing 8, 8a of the second locking assembly 4'a. These can be designed as red and green LEDs, for example. When the green LED lights up, it indicates the unlocked position for plugging the first connector 2 into the second connector 3 if the previous check by means of the identification device 16 resulted in a release. If such a release is not present, the red LED lights up and indicates the blocked position. a collision It is not possible to bend, since the second locking assembly 4'a prevents plugging together due to its blocking position.
  • FIG. 6 shows a schematic flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for controlling a locking mechanism 4 of a plug connection unit 1.
  • a first method step S1 information about a first connector 2 that is to be plugged into a second connector 3 is recorded.
  • the information of the first connector 2 is read out by the identification device 16 of the second connector 3 from an identification element 16a of the first connector 2 .
  • the information read out in this way is compared with data previously stored in a controller for the second plug connection 3 in a second method step S2. Based on this comparison, a decision is made as to whether the first connector 2 intended for mating may be connected to the second connector 3 . If plugging can be made possible in this way, the locking mechanism 4, i.e. here the second locking assembly 4'a, is moved and/or rotated from a blocking position to an unlocking position, with the drive unit 14 being used to loosen the receiving shaft 9 with the receptacle 9a the blocking position in the unlocking position about the locking axis 7 'is adjusted and / or rotated. If the comparison does not result in a release for mating, the locking mechanism 4, i.e. here the receptacle 9a, remains in the blocked position.
  • a third method step S3 the locking mechanism is moved and/or rotated from the unlocked position into the blocked position.
  • step S3 the position of a sufficiently deeply inserted connector 2, 3 is also detected before the locking mechanism 4, i.e. the receiving shaft 9 with the receptacle 9a, is adjusted and/or rotated from the unlocked position to the blocked position in relation to the locking axis takes place by means of the drive unit 14.
  • the locking mechanism ie here the locking assembly 4'a of the second connector 3
  • the locking assembly 4'a of the second connector 3 is automatically placed back into the blocking position, causing an erroneous ches mating with other connectors that have no identification element 16a, for example, is prevented.
  • the first connector 2 can also have a motorized drive unit, which adjusts the latching head 6a. In this way, combined adjustment movements and/or twisting movements of receptacle 9a and latching head 6a can be implemented.

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Abstract

Ein Verriegelungsmechanismus (4) für eine Steckverbindungseinheit (1) umfasst eine erste Verriegelungsbaugruppe (4a) und eine zweite Verriegelungsbaugruppe (4'a), wobei der Verriegelungsmechanismus (4) in einer Blockierstellung ein Zusammenstecken der ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4'a) oder ein Hinausziehen der in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4'a) eingesteckten ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) blockiert, und wobei der Verriegelungsmechanismus (4) in einer Entriegelungsstellung ein Zusammenstecken der ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4'a) oder ein Hinausziehen der in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4'a) eingesteckten ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) ermöglicht. Die erste Verriegelungsbaugruppe (4a) weist einen Verrastkopf (6a) mit einer bestimmten Geometrie auf, und die zweite Verriegelungsbaugruppe (4'a) weist eine Aufnahme (9a) mit einer Durchgangsöffnung (10a) mit einer bestimmten Geometrie auf, wobei in der Blockierstellung die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung (10a) in Bezug auf die bestimmte Geometrie des Verrastkopfes (6a) so verstellt oder/und verdreht ist, dass keine Deckung der bestimmten Geometrien vorliegt, und wobei in der Entriegelungsstellung die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung (10a) in Bezug auf die bestimmte Geometrie des Verrastkopfes (6a) so verstellt oder/und verdreht ist, dass eine Deckung der bestimmten Geometrien vorliegt. Eine Steckverbindungseinheit (1) mit einem Verriegelungsmechanismus (4) und ein Verfahren zum Steuern eines Verriegelungsmechanismus werden geschaffen.

Description

Verriegelungsmechanismus für eine Steckverbindungseinheit, Steckverbindungseinheit mit einem solchen Verriegelungsmechanismus und ein Verfahren zum Steuern eines Verriegelungsmechanismus einer Steckverbindungseinheit
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verriegelungsmechanismus für eine Steckverbindungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine Steckverbindungseinheit mit einem solchen Verriegelungsmechanismus, sowie ein Verfahren zum Steuern eines Verriegelungsmechanismus einer Steckverbindungseinheit.
Industrielle Steckverbinder bilden in industriellen Produktionsanlagen die elektrische Verbindungskomponente zwischen unterschiedlichen Modulen. Steckverbinder unterstützen dabei die einfache und schnelle Austauschbarkeit von Fertigungsmodulen bzw. ermöglichen die Installation von komplexen und ggf. vermaschten Infrastrukturen. Dabei werden an den Schnittstellen vorzugsweise Energie, Signale und Daten übertragen. Die Infrastrukturen betreffen nicht nur die elektrische Versorgung mit Wechselspannungen und Gleichspannungen, sondern auch die informationstechnische bzw. andere Hilfsmedien wie Steuerspannungen von z.B. 24V oder Druckluft.
Bedingt durch die wandelbaren Produktionsanlagen, basierend auf der Modularisierung von Fertigungslinien, muss auch die Infrastruktur deutlich wandelbarer sein als heute. Es ist davon auszugehen, dass sich dezentralere Infrastrukturknoten in der Fertigung etablieren werden, welche untereinander vernetzt sind und die einzelnen Fertigungsmodule versorgen. Dies führt zu veränderlichen Infrastrukturversorgungstopologien. Es ist davon auszugehen, dass auch nicht fachkundiges Personal Änderungen der Fertigungsmodulzusammenstellungen bzw. Änderungen an den dezentralen Infrastrukturzugängen vornehmen werden. Hier kann der Steckverbinder als Sicherheitselement dienen, um Gefahr für Leib und Leben der Bediener auszuschließen.
Hierfür benötigt der Steckverbinder Zugang zu der sicherheitstechnischen Steuerebene der Infrastruktur. Ein Anwendungsbeispiel sind Gleichspannungsnetzwerke, bei denen ein Trennen von Energieleitungen unbedingt verhindert werden muss. Diese Infrastrukturen benötigen Steckverbinder, deren Betätigung von einer Steuerebene der Infrastruktur freigegeben werden muss.
Verriegelungen von Steckverbindern gehören seit Jahrzehnten zum Stand der Technik und sorgen für die notwendige Betriebssicherheit von industriellen Anlagen. Die steigende Komplexität von Infrastrukturen und die steigenden Leistungen, welche durch Steckverbinder übertragen werden, bei gleichzeitiger Bedienung durch ungelernte Nutzer, machen es notwendig die Verriegelungen zu automatisieren. Augenscheinlich wird die Bedienung durch ungelernte Nutzer im Bereich der Ladestecker für Elektromobilität. Insbesondere in diesem Bereich findet man eine Anzahl an Anwendungen für automatisierte Verriegelungsmechanismen, welche das Gehäuse des Steckers in den Funktionsmechanismus einbeziehen.
Das Dokument DE 10 2016 105 975 A1 illustriert eine Verriegelungsvorrichtung für Steckverbinder, aufweisend ein erstes Verriegelungsmittel sowie ein zweites Verriegelungsmittel. Die beiden Verriegelungsmittel sind miteinander steckbar und verrast- bar. Zur Verrastung des ersten Verriegelungsmittels mit dem zweiten Verriegelungsmittel ist zumindest ein Sperrelement vorgesehen. Das Sperrelement ist zur mechanischen Verrastung geeignet und kann über einen Aktor betätigt und gelöst werden. Zur Ausfallsicherung der Verriegelungsvorrichtung ist zudem noch ein Betätiger in dem ersten Verriegelungsmittel oder dem zweiten Verriegelungsmittel angeordnet. Über den Betätiger kann die Verrastung der beiden Verriegelungsmittel auch bei Ausfall des Aktors gelöst werden. Das erste Verriegelungsmittel und das zweite Verriegelungsmittel sind zum Einsatz in einem Stecker sowie einem korrespondierenden Gegenstecker vorgesehen.
Die bekannten Lösungen haben sich an sich bewährt. Es ist aber wünschenswert, Verriegelungsvorrichtungen weiterzuentwickeln, wobei eine größere Funktionalität bei erhöhter Sicherheit, kompaktem Aufbau und geringerer Bauteilezahl geschaffen wird.
Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 .
Die Aufgabe wird auch durch eine Steckverbindungseinheit mit einem Verriegelungsmechanismus durch den Gegenstand des Anspruchs 13 gelöst.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Gegenstand des Anspruchs 14 gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Verriegelungsmechanismus für eine Steckverbindungseinheit umfasst eine erste Verriegelungsbaugruppe und eine zweite Verriegelungsbaugruppe, wobei der Verriegelungsmechanismus in einer Blockierstellung ein Zusammenstecken der ersten Verriegelungsbaugruppe in die zweite Verriegelungsbau- gruppe oder ein Hinausziehen der in die zweite Verriegelungsbaugruppe eingesteckten ersten Verriegelungsbaugruppe blockiert, und wobei der Verriegelungsmechanismus in einer Entriegelungsstellung ein Zusammenstecken der ersten Verriegelungsbaugruppe in die zweite Verriegelungsbaugruppe oder ein Hinausziehen der in die zweite Verriegelungsbaugruppe eingesteckten ersten Verriegelungsbaugruppe ermöglicht. Die erste Verriegelungsbaugruppe weist einen Verrastkopf mit einer bestimmten Geometrie auf, und die zweite Verriegelungsbaugruppe weist eine Aufnahme mit einer Durchgangsöffnung mit einer bestimmten Geometrie auf, wobei in der Blockierstellung die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung in Bezug auf die bestimmte Geometrie des Verrastkopfes so verstellt oder/und verdreht ist, dass keine Deckung der bestimmten Geometrien vorliegt, und wobei in der Entriegelungsstellung die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung in Bezug auf die bestimmte Geometrie des Verrastkopfes so verstellt oder/und verdreht ist, dass eine Deckung der bestimmten Geometrien vorliegt.
Ein besonderer Vorteil besteht hierbei darin, dass die bestimmten Geometrien einfach zu erzeugen sind, wobei durch vorteilhaft einfache Verstellung oder/und Verdrehung der beteiligten Kodierelemente eine Blockierung und eine Entriegelung mit geringem Bauraum ermöglicht werden kann.
Mittels einer Verstellbewegung kann eine Deckung der bestimmten Geometrien vorteilhaft einfach erzielt werden. Diese Verstellbewegung kann eine einfache geradlinige oder/und kurvenförmige Bewegung sein. Die Verstellbewegung kann auch eine Nickbewegung oder Kippbewegung beinhalten. Zudem kann die Verstellbewegung auch eine Verdrehbewegung bzw. Verschwenkbewegung sein. Natürlich ist auch eine Kombination aus einer Verstellbewegung und einer Verdrehbewegung bzw. Verschwenkbewegung denkbar.
Eine erfindungsgemäße Steckverbindungseinheit mit einem ersten Steckverbinder, mit einem zweiten Steckverbinder weist den beschriebenen Verriegelungsmechanismus auf. Auf diese Weise kann ein solcher Verriegelungsmechanismus komplett im Steckverbinder integriert werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines Verriegelungsmechanismus der beschriebenen Steckverbindungseinheit umfasst folgende Verfahrensschritte: (S1 ) Erfassen von Informationen eines ersten Steckverbinders, der mit einem zweiten Steckverbinder zusammengesteckt werden soll, wobei die Informationen des ersten Steckverbinders von einer Identifizierungseinrichtung des zweiten Steckverbinders aus einem Identifizierungselement des ersten Steckverbinders ausgelesen wer- den; (S2) Vergleichen der so ausgelesenen Informationen mit vorher in einer Steuerung gespeicherten Daten der zweiten Steckverbindung und Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus aus einer Blockierstellung in eine Entriegelungsstellung in Bezug auf eine Verriegelungsachse mittels einer Antriebseinheit, wenn das Vergleichen eine Freigabe des ersten Steckverbinders zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder ergeben hat, oder Belassen des Verriegelungsmechanismus in der Blockierstellung, wenn das Vergleichen keine Freigabe des ersten Steckverbinders zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder ergeben hat. (S3) Zusammenstecken des ersten Steckverbinders mit dem zweiten Steckverbinder, wenn das Vergleichen eine Freigabe des ersten Steckverbinders zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder ergeben hat, und Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus aus der Entriegelungsstellung in die Blockierstellung in Bezug auf die Verriegelungsachse mittels der Antriebseinheit.
Damit wird eine so genannte Fail-Safe Mechanik geschaffen, die unter allen Betriebszuständen das Stecken oder Lösen der Steckverbindung bei Strom- oder Informationsausfall vermeidet (ausgenommen die mechanische Notent-/Notver- riegelung).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
In einer Ausführung ist die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung des Ver- rastkopfes eine Außenkontur des Verrastkopfes, und die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung der Aufnahme ist eine Innenkontur der Durchgangsöffnung der Aufnahme. Damit ergibt sich ein vorteilhafter platzsparender Aufbau.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich durch mechanische Kodierung der Verriegelung durch unterschiedliche Geometrien des Verrastkopfes (ähnlich eines Schlüssels) zur mechanischen Vermeidung von unzulässigen Kombinationen.
Dies ist außerdem besonders vorteilhaft, da eine Verwendung bestehender Steckverbindergehäuse ermöglicht werden kann, ohne die Schutzart der Steckverbindereinheit zu reduzieren.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass eine Aufnahmewelle mit der Aufnahme in einem Lagergehäuse in dem eine der beiden Verriegelungsbaugruppen in Bezug auf eine Verriegelungsachse verstellbar oder/und verdrehbar gelagert ist. Eine Welle ist vorteilhaft einfach in einem Gehäuse zu lagern. Zudem kann das Gehäuse aus zwei Teilen bestehen, die durch Verrastung verbunden werden. Damit wird vorteilhaft Einbauraum und Montagezeit reduziert.
In einer noch weiteren Ausführung wirkt die Aufnahmewelle mit der Aufnahme mit einer Antriebseinheit zusammen, welche mit der Aufnahmewelle gekoppelt ist. Auf diese Weise kann ein Blockieren und Entriegeln vorteilhaft automatisiert werden.
Es ist zudem von Vorteil, wenn die Aufnahmewelle mit der Antriebseinheit über ein Zahnradgetriebe gekoppelt ist. Derartige Getriebe sind kostengünstig und mit hoher Qualität am Markt erhältlich. Außerdem können auf diese Weise unterschiedliche Antriebseinheiten an die Mechanik angepasst werden.
Die Antriebseinheit kann eine elektromotorische, elektromagnetische oder pneumatische Antriebseinheit sein. Diese Antriebe sind ebenfalls kostengünstig und mit hoher Qualität am Markt erhältlich.
Für eine rein mechanische Betätigung (Notbetätigung) zur Ermöglichung des Steckens (Inbetriebnahme) oder Trennens (Notfall, Fehlfunktion des Steckverbinders) kann die Aufnahmewelle mittels eines Werkzeugs in Bezug auf ihre Verriegelungsachse verstellbar oder/und verdrehbar sein.
Auch der Verrastkopf kann mittels eines Werkzeugs in Bezug auf eine Verriegelungsachse verstellbar oder/und verdrehbar sein. Das ist vorteilhaft, da auf diese Weise entweder die Aufnahmewelle oder der Verrastkopf je nach Einbaulage für eine Notbetätigung erreichbar sind.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Verrastkopf mit einer Steckwelle verbunden, die in einem Lagergehäuse der anderen der beiden Verriegelungsbaugruppen verstellbar oder/und verdrehbar gelagert ist. Auf diese Weise wird der Vorteil ermöglicht, dass eine einfache Lagerung in einem Gehäuse aus zwei Teilen wie bei der Aufnahmewelle erfolgen kann. Auch dieses Gehäuse kann beispielsweise durch Verrastung verschlossen werden.
Der Verrastkopf allein für sich oder in Verbindung mit der Steckwelle ist in dem zugehörigen Gehäuse schwergängig verstellbar oder/und verdrehbar angeordnet, um zu verhindern, dass eine ungewollte Verstellung oder/und Verdrehung stattfindet. Ein Verstellen oder/und Verdrehen ist daher nur mit einem geeigneten Werkzeug mög- lieh. Denkbar ist auch ein zusätzliches Bremselement, das mit dem Werkzeug bei einer Notbetätigung gelöst wird.
Eine andere Ausführung sieht vor, dass der Verriegelungsmechanismus eine Identifizierungseinrichtung und mindestens ein Identifizierungselement aufweist, wobei die Identifizierungseinrichtung in der einen Verriegelungsbaugruppe und das mindestens eine Identifizierungselement in der anderen Verriegelungsbaugruppe angeordnet ist. Dies ergibt den Vorteil, dass eine automatische Ansteuerung ermöglicht werden kann.
Es ist vorteilhaft, wenn der Verriegelungsmechanismus eine Anzeigeeinrichtung für einen Status eines Steckverbinders aufweist, da auf diese Weise vor Fehlversuchen von Zusammensteckaktionen eindeutige Zeichen vorliegen, dass diese vermieden werden können.
Eine weitere Ausführung sieht vor, dass der Verriegelungsmechanismus eine zentrale oder/und dezentrale Steuerung der Antriebseinheit, der Identifizierungseinrichtung und der Anzeigeeinrichtung aufweist. Damit wird eine vorteilhafte Freigabe über das elektrische Stellelement/ die (de-)zentrale Steuerungsintelligenz erzielt.
Die Steckverbindungseinheit kann eine Erfassungseinrichtung aufweisen, welche die Lage eines ausreichend tief eingesteckten Steckverbinders erfasst. Damit wird eine Sicherheit der Steckverbindungseinheit erhöht.
In einer weiteren Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass in dem Verfahrensschritt (S2) Vergleichen eine Anzeigeeinrichtung an dem zweiten Steckverbinder anzeigt, dass ein Zusammenstecken des ersten Steckverbinders mit dem zweiten Steckverbinder möglich ist, wenn das Vergleichen eine Freigabe des ersten Steckverbinders zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder ergeben hat, oder dass ein Zusammenstecken des ersten Steckverbinders mit dem zweiten Steckverbinder nicht möglich ist, wenn das Vergleichen keine Freigabe des ersten Steckverbinders zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder ergeben hat. Dies ergibt eine vorteilhafte Sicherheit, um vorzeitig den Status zu erkennen und ggf. entsprechende Maßnahmen wie z.B. Verwenden geeigneter bzw. passender Steckverbinder vorzunehmen.
Eine noch weitere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass in dem Verfahrensschritt (S3) die Lage eines ausreichend tief eingesteckten Steckverbinders erfasst wird, bevor ein Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus aus der Entriegelungsstellung in die Blockierstellung in Bezug auf die Verriegelungsachse mittels der Antriebseinheit erfolgt. Dies ist für eine Automatisierung des Verriegelungsvorgangs vorteilhaft.
Folgende Vorteile ergeben sich.
- Ein komplett im Steckverbinder integrierter Locking/Blocking Mechanismus
- Verwendung bestehender Steckverbindergehäuse ohne die Schutzart zu reduzieren
- Mechanismus zum Blockieren eines Steckvorganges
- Mechanismus zum Vermeiden eines Ziehvorganges
- Detektieren des ausreichend tief gesteckten Plugs im Socket
- Automatische Ansteuerung der Freigabe über ein elektrisches Stellele- ment/(de-)zentrale Steuerungsintelligenz
- Konzept für modulare Steckverbinder (kleine Bauweise, nachrüstbar, konfigurierbar)
- Rein mechanische Betätigung (Notbetätigung) zur Ermöglichung des Steckens (Inbetriebnahme) oder Trennens (Notfall, Fehlfunktion des Steckverbinders)
- Mechanische Kodierung der Verriegelung durch unterschiedliche Geometrien des Verrastkopfes (ähnlich eines Schlüssels) zur mechanischen Vermeidung von unzulässigen Kombinationen
- Fail-Safe Mechanik, die unter allen Betriebszuständen das Stecken oder Lösen der Steckverbindung bei Strom- oder Informationsausfall vermeidet (ausgenommen die mechanische Notent-/Notverriegelung).
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit mit einem erfindungsgemäßen Verriegelungsmechanismus;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Explosionsansicht eines ersten Steckverbinders der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit nach Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Explosionsansicht eines zweiten Steckverbinders der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit nach Fig. 1 ; Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht einer Verriegelungsbaugruppe des ersten Steckverbinders nach Fig. 1 und 2;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht der zusammengesteckten Steckverbindungseinheit nach Fig. 1 ; und
Fig. 6 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Begriffe „oben“, „unten“, „links“, „rechts“ beziehen sich auf die jeweilige Anordnung der Bauteile in den Figuren.
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit 1 mit einem erfindungsgemäßen Verriegelungsmechanismus 4. In Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Explosionsansicht eines ersten Steckverbinders 2 der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit 1 nach Fig. 1 dargestellt. Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Explosionsansicht eines zweiten Steckverbinders 3 der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinheit 1 nach Fig. 1. In Fig. 4 ist eine schematische Perspektivansicht einer Verriegelungsbaugruppe 4a des ersten Steckverbinders 2 nach Fig. 1 und 2 gezeigt. Fig. 5 stellt eine schematische Schnittansicht der zusammengesteckten Steckverbindungseinheit 1 nach Fig. 1 dar.
Die Steckverbindungseinheit 1 umfasst einen ersten Steckverbinder 2, einen zweiten Steckverbinder 3 und den Verriegelungsmechanismus 4.
Die Steckverbinder 2, 3 weisen jeweils ein Gehäuse 2a, 3a und einen darin angeordneten Rahmen 2b, 3b auf. Der Rahmen 2b, 3b dient als Träger für verschiedene Einsätze, z.B. mit elektrisch leitenden Steckkontakten, Buchsenkontakten, optischen, pneumatischen, hydraulischen Verbindungen und dergleichen.
Das Gehäuse 2a des ersten Steckverbinders 2 ist hier als eine Art Haube ausgebildet, die eine offene Steckseite 2c und einen dieser Steckseite 2c gegenüberliegenden Deckel 2f aufweist. Der Deckel 2f und daran angebrachte Seitenteile bilden das Gehäuse 2a des ersten Steckverbinders 2.
Der Verriegelungsmechanismus 4 weist zwei Verriegelungsbaugruppen 4a, 4’a auf. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Verriegelungsbaugruppe 4a in dem Rahmen 2b des ersten Steckverbinders 2 und die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a in dem Rahmen 3b des zweiten Steckverbinders 3 befestigt.
Der Verriegelungsmechanismus 4 kann auch in anderen Arten von Steckverbindungseinheiten als der hier nur beispielhaft gezeigten Steckverbindungseinheit 1 eingesetzt und/oder nachgerüstet werden.
Die erste Verriegelungsbaugruppe 4a ist hier in dem ersten Steckverbinder 2 in dessen Rahmen 2b befestigt. Diese Befestigung kann z.B. durch Verrastung oder Verschraubung o.dgl. erfolgen. Zusammen mit dem Rahmen 2b ist die erste Verriegelungsbaugruppe 4a durch eine offene Steckseite 2c in das Gehäuse 2a des ersten Steckverbinders 2 eingesetzt und in nicht näher gezeigter Weise in diesem befestigt. Dies kann z.B. auch durch Verrastung erfolgen.
Die erste Verriegelungsbaugruppe 4a umfasst ein Lagergehäuse 5, 5a und eine Schlüsselwelle 6 (Fig. 1 , Fig. 2, Fig. 4, Fig. 5).
Das Lagergehäuse 5, 5a besteht aus zwei Hälften, die in einer Ebene getrennt bzw. zusammengesetzt sind, welche in einer Verriegelungsachse 7 liegt. Die Verriegelungsachse 7 ist gleichzeitig eine Mittelachse der Schlüsselwelle 6. Jede Hälfte des Lagergehäuses 5, 5a weist jeweils einen in etwa quadratischen Lagerabschnitts 5c mit einer Lagerung 5b. An einer Stirnseite des quadratischen Lagerabschnitt 5c, die von der Steckseite 2c des Gehäuses 2a weg weist, ist jeweils ein länglicher, rechteckiger Führungsabschnitt 5d mittig angeformt.
Die Schlüsselwelle 6 weist einen Verrastkopf 6a auf, der an einem Ende eines zentralen zylindrischen Körpers 6b angeformt ist. Der Verrastkopf 6a besitzt eine bestimmte Form und Außenkontur, die im Weiteren noch näher beschrieben wird. In den Endbereichen des zylindrischen Körpers 6b ist jeweils ein umlaufender Kragen 6c angebracht. Ein Außendurchmesser des Kragens 6c ist etwa 1 ,5 mal so groß wie ein Außendurchmesser des zylindrischen Körpers 6b. Das andere Ende des zylindrischen Körpers 6b ist als ein Antriebsende 6d mit einem Schlitz 6e für ein Werkzeug 17, z.B. für einen Schraubendreher, versehen.
Die Schlüsselwelle 6 ist zwischen den Hälften des Lagergehäuses 5, 5a mittels der Lagerung 5b in dem quadratischen Lagerabschnitt 5c angeordnet. Dabei steht der Verrastkopf 6a aus der Öffnung der Steckseite 2c des ersten Steckverbinders 2 um ein bestimmtes Maß hervor. Dies wird im Weiteren noch näher beschrieben. Das Antriebsende 6d der Schlüsselwelle 6 ist dann zu dem Deckel 2d des Gehäuses 2a hin weisend in einer Bohrung in einem Übergang des quadratischen Lagerabschnitts 5c zu dem länglichen Führungsabschnitt 5d des Lagergehäuses 5, 5a angeordnet.
Die Schlüsselwelle 6 mit dem Verrastkopf 6a kann mittels unterschiedlicher Verstellbewegungen verstellt werden. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Verdrehbewegung bzw. eine Verschwenkbewegung. Es ist auch möglich, dass eine geradlinige Verstellbewegung mit einer Verdrehbewegung in Kombination ausgeführt werden kann.
Die Lagerung 5b besteht hier aus Rippen, die quer zu der Verriegelungsachse 7 verlaufen. Diese Rippen haben zudem auch die Aufgabe das Lagergehäuse 5, 5a zu versteifen. Die Kragen 6c der Schlüsselwelle 6 sind zwischen diesen Rippen axial derart festgelegt, dass die Schlüsselwelle 6 axial fixiert ist. Weiterhin ist die Schlüsselwelle 6 mit ihrem Körper 6b und ihren Kragen 6c in der Lagerung 5b derart schwergängig drehbar angeordnet, dass die Schlüsselwelle 6 nur im Notfall mit dem dafür vorgesehenen Werkzeug 17 von der Seite des Deckels 2f des Gehäuses 2a des ersten Steckverbinders 2 verdreht werden kann (Fig. 5). Hierzu dient eine Öffnung 2d in dem Deckel 2f des Gehäuses 2a, die z.B. durch einen passenden Stopfen verschlossen ist, der z.B. nur mit dem Werkzeug 17 entfernt werden kann.
Dann wird das Werkzeug durch die Öffnung 2d in den Führungsabschnitt 5d des Lagergehäuses 5, 5a in Richtung der Verriegelungsachse 7 gesteckt, bis es mit dem Schlitz 6d des Antriebsendes 6d der Schlüsselwelle 6 in Eingriff kommt. Dies ist in Fig. 5 deutlich dargestellt.
An den langen Seiten des Gehäuses 2a des ersten Steckverbinders 2 sind jeweils zwei Bolzen 2e angebracht, welche auf jeder Seite jeweils mit einem Verschlussbügel 3d des zweiten Steckverbinders 3 im zusammengesteckten Zustand Zusammenwirken und den ersten Steckverbinder 2 und den zweiten Steckverbinder 3 fest Zusammenhalten.
Die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a ist hier in dem zweiten Steckverbinder 3 in dessen Rahmen 3b befestigt (Fig. 1 , Fig. 3, Fig. 5). Diese Befestigung kann z.B. durch Verrastung, Verschraubung etc. erfolgen. Zusammen mit dem Rahmen 3b ist die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a durch eine offene Steckseite 3c in das Gehäuse 3a des zweiten Steckverbinders 3 eingesetzt und in nicht näher gezeigter Weise in diesem befestigt. Dies kann z.B. auch durch Verrastung oder/und Verschraubung erfolgen.
Die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a umfasst ein Lagergehäuse 8, 8a, eine Aufnahmewelle 9, eine Antriebswelle 13, ein Getriebe, vorzugsweise ein Zahnradgetriebe, und eine Antriebseinheit 14.
Das Lagergehäuse 8, 8a besteht aus zwei, im Wesentlichen quadratischen Hälften, die in einer Ebene getrennt bzw. zusammengesetzt sind, welche in einer Verriegelungsachse T liegt. Die Verriegelungsachse T ist gleichzeitig eine Mittelachse der Aufnahmewelle 9. Im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindungseinheit 1 bilden die Verriegelungsachsen 7 und 7’ eine gemeinsame Achse.
Jede Hälfte des Lagergehäuses 8, 8a weist jeweils eine Lagerung 8b auf. Die Lagerung 8b besteht auch aus Rippen, die quer zu der Verriegelungsachse T verlaufen. Diese Rippen haben auch hier die zusätzliche Funktion das Lagergehäuse 8, 8a zu versteifen. An einer Stirnseite des Lagergehäuses 8, 8a, die zu der Steckseite 3c des Gehäuses 3a weist, ist eine Lagerbohrung 8c mittig angeformt.
Die Aufnahmewelle 9 umfasst eine hohlzylindrische Aufnahme 9a, einen hohlzylindrischen Körper 9b und einen umlaufenden Kragen 9c.
Die Aufnahme 9a weist einen zylindrischen Innenraum 9d auf, der zur Steckseite 3c hin in einem Endbereich der Aufnahme 9a mit einem Plattenabschnitt 10 bedeckt ist. In den Plattenabschnitt 10 ist eine Durchgangsöffnung 10a eingeformt. Die Durchgangsöffnung 10a weist eine bestimmte Form, d.h. Innenkontur auf, welche mit der Außenkontur des Verrastkopfes 6a der Schlüsselwelle 6 korrespondiert.
In dem gezeigten Beispiel ist die bestimmte Form eine Außenkontur mit der Geometrie eines Langlochs, dessen Längsachse quer zu der Verriegelungsachse T verläuft. Der Plattenabschnitt 10 weist in Axialrichtung der Verriegelungsachse 7’ eine Wanddicke auf, die etwa 1 ,5 mal so dick ist wie die umlaufende Wand des Innenraums 9d der Aufnahme 9a.
Der Innenraum 9d kommuniziert zudem mit einem Innenraum 9e des hohlzylindrischen Körpers 9b. Dieser Innenraum 9e weist ein Innenprofil auf, z.B. ein Vierkant, ein Sechskant oder dergleichen. An dem der Aufnahme 9a gegenüberliegenden Ende des Körpers 9b der Aufnahmewelle 9 ist der umlaufende Kragen 9c angeformt. Der Außendurchmesser des Kragens 9c entspricht etwa einem Außendurchmesser der Aufnahme 9a, wobei ein Außendurchmesser des Körpers 9b kleiner als der Außendurchmesser des Kragens 9c ist.
Die Aufnahmewelle 9 mit der Aufnahme 9a kann mittels unterschiedlicher Verstellbewegungen verstellt werden. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Verdrehbewegung bzw. eine Verschwenkbewegung. Es ist auch möglich, dass eine geradlinige Verstellbewegung mit einer Verdrehbewegung in Kombination ausgeführt werden kann.
Die Aufnahmewelle 9 ist in dem Lagergehäuse 8, 8a in der Lagerung 8b drehbar gelagert, wobei die Aufnahme 9a in der Lagerbohrung 8c aufgenommen ist. Der Kragen 9c dient als Anschlag an einer Rippe R der Lagerung 8b. Zwischen dieser Rippe R und der Aufnahme 9a ist ein Federelement 15 um den Körper 9b herum angeordnet, welches die Aufnahmewelle 9 in Richtung der Verriegelungsachse 7’ zu der Steckseite 3c hin in Bezug auf die Lagerung 8b vorspannt (Fig. 5). Auf diese Weise steht die Aufnahme 9a von einer Ebene der Steckseite 3c des zweiten Steckverbinders 3 hervor, um mit dem Verrastkopf 6a der Schlüsselwelle 6 des ersten Steckverbinders 2 zusammenzuwirken. Dies wird im Weiteren noch im Detail erläutert.
Die Antriebswelle 13 weist einen Kupplungsabschnitt 13a und eine Antriebsverzahnung 13b auf. Der Kupplungsabschnitt 13a besitzt einen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt mit abgeschrägten Längskanten und ist in den Innenraum 9e der Aufnahmewelle 9 eingeschoben. Das Profil des Innenraums 9e korrespondiert mit dem Außenprofil des Kupplungsabschnitts 13a der Antriebswelle 13 und überträgt ein Drehmoment von der Antriebswelle 13 auf die Aufnahmewelle 9.
An dem freien Ende des aus dem Innenraum 9e der Aufnahmewelle 9 hervorstehenden Kupplungsabschnitt 13a der Antriebswelle 13 ist die Antriebsverzahnung 13b, hier in Form eines Stirnzahnrades, angebracht. Die Antriebswelle 13 ist über die Aufnahmewelle 9 und eine Bohrung BR in der Lagerung 8b drehbar gelagert.
Eine Nabe der Antriebsverzahnung 13b weist eine Aufnahme 13c für ein Werkzeug 17’ auf (Fig. 5). Die Aufnahme 13c kann z.B. ein Innensechskant sein. Mit dem Werkzeug 17’ ist eine Notentriegelung bzw. eine Notverriegelung des Verriegelungsmechanismus möglich, indem die Aufnahmewelle 9 mit dem Werkzeug 17’ verdreht werden kann.
Die Antriebsverzahnung 13b steht mit einem Ritzel 14b in Eingriff. Das Ritzel 14b ist auf einer Abtriebswelle 14a der Antriebseinheit 14 drehfest angebracht. Die Antriebseinheit 14 kann z.B. ein elektrischer Schrittmotor, ein elektrischer Getriebemotor, ein elektromagnetischer Aktuator, ein elektromagnetischer Drehschaltantrieb, oder dergleichen sein. Auch ein Druckluft- oder ein Hydraulikantrieb sind denkbar.
Die Antriebseinheit 14 hat die Funktion, die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a des Verriegelungsmechanismus aus einer Verriegelungs- bzw. Blockierstellung in eine Entriegelungs- bzw. Steckstellung und wieder zurück zu drehen bzw. zu verschwen- ken. Dies ist im Weiteren noch weiter beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Verriegelungsbaugruppe 4a des ersten Steckverbinders 2 nach Fig. 1 und 2 mit einer vergrößerten Darstellung des Verrastkopfes 6a der Schlüsselwelle 6.
Die Gestalt des Verrastkopfes 6a ist ein mögliches Ausführungsbeispiel, aber nicht auf diese Form und Geometrie beschränkt.
Der Verrastkopf 6a umfasst einen Basisabschnitt 6f, einen Zwischenabschnitt 6g und eine Stirnfläche 6h. Der Basisabschnitt 6f weist in diesem Beispiel die Form, d.h. die Außenkontur einer rundstirnigen Passfeder mit einer Unterseite 6i auf. Auf der der Unterseite 6i gegenüberliegende Seite ist der Zwischenabschnitt 6g auf dem Basisabschnitt 6f in Richtung auf die Steckseite 2c hin angeformt. Der Zwischenabschnitt 6g weist umlaufend schräge Flächen und die Stirnfläche 6h auf, welche auch eine Form einer rundstirnigen Passfeder aufweist.
Der Verrastkopf 6a steht in Richtung der Verriegelungsachse 7 von einer Stirnfläche 5e des Lagergehäuses 5, 5a in Richtung zu der Steckseite 2c (Fig. 1 ) hervor.
Ein Zwischenabschnitt des Körpers 6b der Schlüsselwelle 6 zwischen dem beim Verrastkopf 6a liegenden Kragen 6c (in Fig. 5 deutlich zu erkennen) und der Bodenseite 6i des Verrastkopfes 6a ist in einer Bohrung 5g in der Lagerung 5b des Lagergehäuses 5, 5a angeordnet. Eine Ausnehmung 5f, die koaxial zu der Bohrung 5g in die Wandung mit der Stirnseite 5e des Lagergehäuses 5, 5a eingeformt ist, weist einen Durchmesser auf, der größer als die gedachte Längsachse des Bodenabschnitts 6f des Verrastkopfes 6a ist und mit dem Außendurchmesser der Aufnahme 9a der Aufnahmewelle 9 korrespondiert. Im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindungseinheit 1 ist ein Endbereich der Aufnahme 9a mit dem Plattenabschnitt 10 in der Ausnehmung 5f angeordnet (Fig. 5) In der Verriegelungsstellung des Verriegelungsmechanismus ist die Aufnahme 9a der Aufnahmewelle 9 so um die Verriegelungsachse 7’ verdreht, dass ein Einstecken des Verrastkopfes 6a der Schlüsselwelle 6 in die Aufnahme 9a durch die Durchgangsöffnung 10a des Plattenabschnitts 10 unmöglich ist. Dabei ist z.B. im Falle der Geometrie des Langlochs der Durchgangsöffnung 10a die gedachte Längsachse des Langlochs der Durchgangsöffnung 10a um 90° um die Verriegelungsachse T in Bezug auf die gedachte Längsachse des Verrastkopfes 6a verschwenkt. Mit anderen Worten, gibt es in der Verriegelungsstellung keine Deckung der Innenkontur der Durchgangsöffnung 10a und der Außenkontur des Verrastkopfes 6a.
In der Entriegelungsstellung bzw. Steckstellung ist die Aufnahme 9a der Aufnahmewelle 9 so um die Verriegelungsachse 7’ verdreht, dass ein Einstecken des Verrastkopfes 6a der Schlüsselwelle 6 in die Aufnahme 9a durch die Durchgangsöffnung 10a des Plattenabschnitts 10 ermöglicht ist. Dabei ist z.B. im Falle der Geometrie des Langlochs der Durchgangsöffnung 10a die gedachte Längsachse des Langlochs der Durchgangsöffnung 10a parallel zu der gedachten Längsachse des Verrastkopfes 6a verschwenkt. Mit anderen Worten, die Innenkontur der Durchgangsöffnung 10a und die Außenkontur des Verrastkopfes 6a decken sich.
In Fig. 5 sind der erste Steckverbinder 2 und der zweite Steckverbinder 3 zusammengesteckt. Der Verrastkopf 6a der Schlüsselwelle 6 ist in dem Innenraum 9d der Aufnahme 9a der Aufnahmewelle 9 aufgenommen. Der Endabschnitt der Aufnahme 9a mit dem Plattenabschnitt 10 ist in der Ausnehmung 5f der Stirnseite 5e des Lagergehäuses 5, 5a angeordnet. Weiterhin ist der Plattenabschnitt 10 zwischen der Unterseite 6i des Verrastkopfes 6a (Fig. 4) und einer Wand des Lagergehäuses 5, 5a, in welcher die Bohrung 5g für die Schlüsselwelle 6 eingeformt ist, angeordnet.
Wenn der erste Steckverbinder 2 wie in Fig. 5 gezeigt mit dem zweiten Steckverbinder 3 zusammengesteckt und der Verrastkopf 6a in der Aufnahme 9a angeordnet ist, wird die Aufnahme 9a mit der Aufnahmewelle 9 mittels der Antriebseinheit 14 wieder um 90° in Bezug auf den Verrastkopf 6a in eine Blockierstellung verdreht. Dabei verdreht sich auch die als Langloch ausgebildete Durchgangsöffnung 10a des Plattenabschnitts 10 der Aufnahme 9a zwischen der Bodenseite 6i des Verrastkopfes 6a und dem Lagergehäuse 5, 5a in der Ausnehmung 5f. Auf diese Weise verlaufen nun die gedachten Längsachsen der Durchgangsöffnung 10a des Plattenabschnitts 10 der Aufnahme 9a und des Basisabschnitts 6f des Verrastkopfes 6a nicht mehr parallel, sondern rechtwinklig zueinander. Damit ist ein Herausziehen des ersten Steckverbinders 2 aus dem zweiten Steckverbinder 3 nicht mehr möglich. Die Steckver- bindungseinheit 1 ist verriegelt. Eine weitere Verriegelungssicherung der Steckverbindungseinheit 1 ist durch die Verschlussbügel 3d in Zusammenwirkung mit den Bolzen 2e gegeben.
Eine Nabe der Antriebsverzahnung 13b weist eine Aufnahme 13c für ein Werkzeug 17’ auf (Fig. 5). Die Aufnahme 13c kann z.B. ein Innensechskant sein. Mit dem Werkzeug 17’ ist eine Notentriegelung bzw. eine Notverriegelung des Verriegelungsmechanismus 4 möglich, indem die Aufnahmewelle 9 mit dem Werkzeug 17’ verdreht werden kann.
Eine weitere Notentriegelung bzw. eine Notverriegelung des Verriegelungsmechanismus 4 ist auch möglich, indem mit dem Werkzeug 17 die Schlüsselwelle 6 mit dem Verrastkopf 6a verdreht werden kann.
Der Verriegelungsmechanismus 4 der Steckverbindungseinheit 1 ist weiterhin mit einer Identifizierungseinrichtung 16 ausgerüstet, die nur symbolisch in Fig. 3 dargestellt ist. Die Identifizierungseinrichtung 16 ist hier der zweiten Verriegelungsbaugruppe 4’a zugeordnet und weist eine Antenne auf, welche mit einem nicht gezeigten, aber leicht vorstellbaren Identifizierungselement 16a der ersten Verriegelungsbaugruppe 4a in Zusammenwirkung steht. Das Identifizierungselement 16a ist hier nur beispielhaft in dem Verrastkopf 6a der Schlüsselwelle 6 eingebaut (Fig. 4). Es kann auch an einer anderen Stelle der ersten Verriegelungsbaugruppe 4a angeordnet sein, z.B. in dem Lagergehäuse 5, 5a.
Das Identifizierungselement 16a ist beispielsweise ein RFID-Baustein, in welchem Informationen über den ersten Steckverbinder 2 gespeichert sind. Die Identifizierungseinrichtung 16 tritt mit dem Identifizierungselement 16a in drahtlose Kommunikation, wenn der erste Steckverbinder 2 für einen beabsichtigten Steckvorgang in die Nähe des zweiten Steckverbinders 3 gelangt. Dann werden die Informationen des Identifizierungselementes 16a von der Identifizierungseinrichtung 16 ausgelesen und überprüft, ob der erste Steckverbinder 2 für ein Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder 3 vorgesehen bzw. geeignet ist.
Wird auf diese Weise ein Zusammenstecken zugelassen, so wird die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a von einer Steuerung mittels der Antriebseinheit 14 aus einer vorherigen Blockierstellung, in welcher kein Zusammenstecken des ersten Steckverbinders 2 mit dem zweiten Steckverbinder 3 möglich ist, in die Entriegelungsstellung wie oben beschrieben verstellt. Der erste Steckverbinder 2 kann nun mit dem zweiten Steckverbinder 3 zusammengesteckt werden. Wenn dieser Steckvorgang korrekt beendet ist, wird dies durch eine weitere, nicht gezeigte aber vorstellbare Erfassungseinrichtung, z.B. Endschalter, erfasst. Hierzu können hier nicht weiter erläuterte Führungseinrichtungen F, F’ (Fig. 1 ) verwendet werden. Daraufhin wird die Antriebseinheit 14 von der Steuerung veranlasst, die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a aus der Entriegelungsstellung wieder in die Blockierstellung wie oben beschrieben zurückzustellen. Auf diese Weise ist die zusammengesteckte Steckverbindungseinheit 1 gegen eine Trennung des ersten Steckverbinders 2 von dem zweiten Steckverbinder 3 gesichert.
In dem Fall, in welchem ein Zusammenstecken durch die Identifizierungseinrichtung 16 nicht zugelassen wird, verbleibt der Verriegelungsmechanismus 4 in der Blockierstellung. Ein Zusammenstecken der Steckverbindungseinheit 1 ist damit nicht möglich.
Eine Versorgung mit elektrischer Energie der Steuerung, der Identifizierungseinrichtung 16 und der Antriebseinheit 14 kann durch elektrische Versorgungsleitungen in dem zweiten Steckverbinder 3 auf unterschiedliche Art erfolgen. Es sind auch wiederaufladbare elektrische Stromspeicher möglich. Auch induktiv übertragene elektrische Versorgungsenergie ist denkbar.
Die Steuerung kann beispielsweise einen Mikrocomputer in der Steckverbindungseinheit 1 , z.B. in dem zweiten Steckverbinder 3, beispielsweise in der Antriebseinheit 14 integriert, aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Steuerung dezentral als Bestandteil einer übergeordneten Steuervorrichtung angeordnet ist, wobei der Mikrocomputer in der Steckverbindungseinheit 1 mit der übergeordneten Steuervorrichtung in Verbindung stehen kann.
Für eine schnelle Erkennung der Stellung des Verriegelungsmechanismus 4 bzw. der zweiten Verriegelungsbaugruppe 4’a in dem zweiten Steckverbinder 3 ist eine Anzeigeeinrichtung 11 , 12 vorgesehen.
In einer Stirnseite 8d des Lagergehäuses 8, 8a der zweiten Verriegelungsbaugruppe 4’a sind die zwei Anzeigeeinrichtungen 11 , 12 eingebaut. Diese können beispielsweise als rote und grüne LEDs ausgeführt sein. Die grüne LED zeigt mit ihrem Leuchten die Entriegelungsstellung zum Zusammenstecken des ersten Steckverbinders 2 in den zweiten Steckverbinder 3 an, wenn die vorherige Prüfung mittels der Identifizierungseinrichtung 16 eine Freigabe bewirkt hat. Liegt eine solche Freigabe nicht vor, leuchtet die rote LED und zeigt die Blockierstellung an. Ein Zusammenste- cken ist nicht möglich, da die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a ein Zusammenstecken durch ihre Blockierstellung verhindert.
Fig. 6 stellt ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Verriegelungsmechanismus 4 einer Steckverbindungseinheit 1 dar.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 erfolgt ein Erfassen von Informationen eines ersten Steckverbinders 2, der mit einem zweiten Steckverbinder 3 zusammengesteckt werden soll. Dabei werden die Informationen des ersten Steckverbinders 2 von der Identifizierungseinrichtung 16 des zweiten Steckverbinders 3 aus einem Identifizierungselement 16a des ersten Steckverbinders 2 ausgelesen.
Dann werden die so ausgelesenen Informationen mit vorher in einer Steuerung gespeicherten Daten der zweiten Steckverbindung 3 in einem zweiten Verfahrensschritt S2 verglichen. Anhand dieses Vergleichens wird entschieden, ob der für das Zusammenstecken beabsichtigte erste Steckverbinder 2 mit dem zweiten Steckverbinder 3 verbunden werden darf. Wenn auf diese Weise ein Zusammenstecken ermöglicht werden kann, wird der Verriegelungsmechanismus 4, d.h. hier die zweite Verriegelungsbaugruppe 4’a, aus einer Blockierstellung in eine Entriegelungsstellung verstellt oder/und verdreht, wobei hier mittels der Antriebseinheit 14 die Aufnahmewelle 9 mit der Aufnahme 9a aus der Blockierstellung in die Entriegelungsstellung um die Verriegelungsachse 7’ verstellt oder/und verdreht wird. Wenn das Vergleichen keine Freigabe zum Zusammenstecken ergibt, verbleibt der Verriegelungsmechanismus 4, d.h. hier die Aufnahme 9a, in der Blockierstellung.
In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird der Verriegelungsmechanismus aus der Entriegelungsstellung in die Blockierstellung verstellt oder/und verdreht.
In dem dritten Verfahrensschritt S3 wird auch die Lage eines ausreichend tief eingesteckten Steckverbinders 2, 3 erfasst, bevor ein Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus 4, d.h. der Aufnahmewelle 9 mit der Aufnahme 9a, aus der Entriegelungsstellung in die Blockierstellung in Bezug auf die Verriegelungsachse mittels der Antriebseinheit 14 erfolgt.
Wenn die Steckverbindungseinheit 1 auseinandergezogen ist, wird der Verriegelungsmechanismus, d.h. hier die Verriegelungsbaugruppe 4’a des zweiten Steckverbinders 3, wieder automatisch in die Blockierstellung gestellt, wodurch ein irrtümli- ches Zusammenstecken mit anderen Steckverbindern, die z.B. kein Identifizierungselement 16a besitzen, verhindert wird.
Die Erfindung ist durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel nicht einge- schränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.
Es ist beispielsweise denkbar, dass auch der erste Steckverbinder 2 eine motorische Antriebseinheit aufweisen kann, welche den Verrastkopf 6a verstellt. Auf diese Weise können kombinierte Verstellbewegungen oder/und Verdrehbewegungen von Auf- nähme 9a und Verrastkopf 6a realisiert werden.
Bezugszeichenliste
Steckverbindungseinheit 1
Steckverbinder 2, 3
Gehäuse 2a, 3a
Rahmen 2b, 3b
Steckseite 2c, 3c
Öffnung 2d
Bolzen 2e
Deckel 2f
Verschlussbügel 3d
Verriegelungsmechanismus 4
Verriegelungsbaugruppe 4a, 4’a
Lagergehäuse 5, 5a
Lagerung 5b
Lagerabschnitt 5c
Führungsabschnitt 5d
Stirnfläche 5e
Ausnehmung 5f
Bohrung 5g
Schlüsselwelle 6
Verrastkopf 6a
Körper 6b
Kragen 6c
Antriebsende 6d
Schlitz 6e
Basisabschnitt 6f
Zwischenabschnitt 6g
Stirnfläche 6h
Bodenseite 6i
Verriegelungsachse 7, T
Lagergehäuse 8, 8a
Lagerung 8b
Lagerbohrung 8c
Aufnahmewelle 9
Aufnahme 9a
Körper 9b
Antriebsende 9c
Innenraum 9d Plattenabschnitt 10
Durchgangsöffnung 10a
Anzeigeeinrichtung 11 , 12
Antriebswelle 13
Kupplungsabschnitt 13a
Antriebsverzahnung 13b
Aufnahme 13c
Antriebseinheit 14
Abtrieb 14a
Ritzel 14b
Federelement 15
Identifizierungseinrichtung 16
Identifizierungselement 16a
Werkzeug 17, 17’
Bohrung BR
Führungseinrichtung F, F’
Rippe R
Verfahrensschritt S1 , S2, S3

Claims

Ansprüche
1 . Verriegelungsmechanismus (4) für eine Steckverbindungseinheit (1 ), aufweisend eine erste Verriegelungsbaugruppe (4a) und eine zweite Verriegelungsbaugruppe (4’a), wobei der Verriegelungsmechanismus (4) in einer Blockierstellung ein Zusammenstecken der ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4’a) oder ein Hinausziehen der in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4’a) eingesteckten ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) blockiert, und wobei der Verriegelungsmechanismus (4) in einer Entriegelungsstellung ein Zusammenstecken der ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4’a) oder ein Hinausziehen der in die zweite Verriegelungsbaugruppe (4’a) eingesteckten ersten Verriegelungsbaugruppe (4a) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verriegelungsbaugruppe (4a) einen Verrastkopf (6a) mit einer bestimmten Geometrie aufweist, und dass die zweite Verriegelungsbaugruppe (4’a) eine Aufnahme (9a) mit einer Durchgangsöffnung (10a) mit einer bestimmten Geometrie aufweist, wobei in der Blockierstellung die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung (10a) in Bezug auf die bestimmte Geometrie des Verrast- kopfes (6a) so verstellt oder/und verdreht ist, dass keine Deckung der bestimmten Geometrien vorliegt, und wobei in der Entriegelungsstellung die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung (10a) in Bezug auf die bestimmte Geometrie des Verrastkopfes (6a) so verstellt oder/und verdreht ist, dass eine Deckung der bestimmten Geometrien vorliegt.
2. Verriegelungsmechanismus (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung des Verrastkopfes (6a) eine Außenkontur des Verrastkopfes (6a) ist, und dass die bestimmte Geometrie der Durchgangsöffnung (10a) der Aufnahme (9a) eine Innenkontur der Durchgangsöffnung (10a) der Aufnahme (9a) ist.
3. Verriegelungsmechanismus (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufnahmewelle (9) mit der Aufnahme (9a) in einem Lagergehäuse (8, 8a) in dem einen der beiden Verriegelungsbaugruppen (4a, 4’a) in Bezug auf eine Verriegelungsachse (7’) verstellbar oder/und drehbar gelagert ist.
4. Verriegelungsmechanismus (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmewelle (9) mit der Aufnahme (9a) mit einer Antriebseinheit (14) zusammenwirkt, welche mit der Aufnahmewelle (9) gekoppelt ist.
5. Verriegelungsmechanismus (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmewelle (9) mit der Antriebseinheit (14) über ein Zahnradgetriebe gekoppelt ist.
6. Verriegelungsmechanismus (4) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (14) eine elektromotorische, elektromagnetische oder pneumatische Antriebseinheit (14) ist.
7. Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmewelle (9) mittels eines Werkzeugs (17’) um ihre Verriegelungsachse (7) verstellbar oder/und verdrehbar ist.
8. Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verrastkopf (6a) mittels eines Werkzeugs (17) in Bezug auf eine Verriegelungsachse (7) verstellbar oder/und verdrehbar ist.
9. Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verrastkopf (6a) mit einer Steckwelle (6) verbunden ist, die in einem Lagergehäuse (5, 5a) der anderen der beiden Verriegelungsbaugruppen (4a, 4’a) verstellbar oder/und verdrehbar gelagert ist.
10. Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (4) eine Identifizierungseinrichtung (16) und mindestens ein Identifizierungselement (16a) aufweist, wobei die Identifizierungseinrichtung (16) in der einen Verriegelungsbaugruppe (4a, 4’a) und das mindestens eine Identifizierungselement (16a) in der anderen Verriegelungsbaugruppe (4a, 4’a) angeordnet ist.
1 1 . Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (4) eine Anzeigeeinrichtung (1 1 , 12) für einen Status eines Steckverbinders (2, 3) aufweist.
12. Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (4) eine zentrale oder/und dezentrale Steuerung der Antriebseinheit (14), der Identifizierungseinrichtung (16) und der Anzeigeeinrichtung (1 1 , 12) aufweist. Steckverbindungseinheit (1 ) mit einem ersten Steckverbinder (2), mit einem zweiten Steckverbinder (3) und mit einem Verriegelungsmechanismus (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. Steckverbindungseinheit (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungseinheit eine Erfassungseinrichtung aufweist, welche die Lage eines ausreichend tief eingesteckten Steckverbinders (2, 3) erfasst. Verfahren zum Steuern eines Verriegelungsmechanismus (4) einer Steckverbindungseinheit (1 ) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
(51 ) Erfassen von Informationen eines ersten Steckverbinders (2), der mit einem zweiten Steckverbinder (3) zusammengesteckt werden soll, wobei die Informationen des ersten Steckverbinders (2) von einer Identifizierungseinrichtung (16) des zweiten Steckverbinders (3) aus einem Identifizierungselement (16a) des ersten Steckverbinders (2) ausgelesen werden;
(52) Vergleichen der so ausgelesenen Informationen mit vorher in einer Steuerung gespeicherten Daten der zweiten Steckverbindung (3) und Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus (4) aus einer Blockierstellung in eine Entriegelungsstellung in Bezug auf eine Verriegelungsachse (7’) mittels einer Antriebseinheit (14), wenn das Vergleichen eine Freigabe des ersten Steckverbinders (2) zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder (3) ergeben hat, oder Belassen des Verriegelungsmechanismus (4) in der Blockierstellung, wenn das Vergleichen keine Freigabe des ersten Steckverbinders (2) zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder (3) ergeben hat.
(53) Zusammenstecken des ersten Steckverbinders (2) mit dem zweiten Steckverbinder (3), wenn das Vergleichen eine Freigabe des ersten Steckverbinders (2) zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder (3) ergeben hat, und Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus (4) aus der Entriegelungsstellung in die Blockierstellung in Bezug auf die Verriegelungsachse (7’) mittels der Antriebseinheit (14). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensschritt (S2) Vergleichen eine Anzeigeeinrichtung (1 1 , 12) an dem zweiten Steckverbinder (3) anzeigt, dass ein Zusammenstecken des ersten Steckverbinders (2) mit dem zweiten Steckverbinder (3) möglich ist, wenn das Verglei- chen eine Freigabe des ersten Steckverbinders (2) zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder (3) ergeben hat, oder dass ein Zusammenstecken des ersten Steckverbinders (2) mit dem zweiten Steckverbinder (3) nicht möglich ist, wenn das Vergleichen keine Freigabe des ersten Steckverbinders (2) zum Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbinder (3) erge- ben hat. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensschritt (S3) die Lage eines ausreichend tief eingesteckten Steckverbinders (2, 3) erfasst wird, bevor ein Verstellen oder/und Verdrehen des Verriegelungsmechanismus (4) aus der Entriegelungsstellung in die Blockierstellung um die Verriegelungsachse (7’) mittels der Antriebseinheit (14) erfolgt.
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