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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Ver-
und Entriegeln eines derartigen Steckverbinders.
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Gattungsgemäße Steckverbinder
sind vielfältig
bekannt. So ist in der
DE
102 09 686 A1 ein elektrischer Steckverbinder gezeigt und
beschrieben, bei dem in jedem Schenkel einer U-förmigen Handhabe eine metallische
Verriegelungsklammer einliegt, wobei jeder Schenkel eine entsprechend
geformte Aufnahme aufweist. Die Verriegelungsklammern sind somit
integraler Bestandteil der Handhabe, während die Anpreßkräfte, mit
denen das Gehäuseober-
und -unterteil aneinander gedrückt
sind, durch die Elastizitätskräfte einer
zwischen den Gehäuseteilen
angeordneten Gummidichtung erzeugt werden, denen gegenüber die
Verriegelungsklammern ein Widerlager bilden.
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Naturgemäß kann jedoch
nicht gewährleistet sein,
daß die
Elastizitätskräfte einer
solchen Gummidichtung ausreichen, um eine dauerhaft sichere Klemmung
zu erreichen, so daß es
insbesondere nach einem häufigen
Lösen der
Steckverbindung zu einem nicht ausreichend festen Verbund der Gehäuseteile
kommen kann.
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Des
weiteren ist ein gattungsgemäßer elektrischer
Steckverbinder aus der
EP
0 731 534 A2 bekannt. Hier sind zur Aufnahme der Verriegelungsklammern
in den sich gegenüber
liegenden Schenkeln einer U-förmigen
Handhabe aus Kunststoff Taschen vorgesehen, in denen jeweils eine
Verriegelungsklammer einliegt, wobei die zugeordnete Tasche so bemessen
ist, daß die
zwei Schenkel der Verriegelungsklammer gegeneinander bewegbar sind.
Die Schenkel der U-förmigen
Handhabe sind so ausgebildet, daß sie zumindest einen Schenkel
der jeweiligen Verriegelungsklammer vollständig überdecken und gemeinsam auf
einem Lagerzapfen des Gehäuseunterteils
schwenkbar gelagert sind.
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Die
Herstellung und Montage eines solchen Steckverbinders gestaltet
sich jedoch recht aufwendig insbesondere dann, wenn neben dem ersten auch
der zweite Schenkel der Verriegelungsklammer in dem zugeordneten
Schenkel der Handhabe fixiert ist. Darüber hinaus muss die Handhabe
entsprechend den einzusetzenden Verriegelungsklammern konfiguriert
sein, so daß er
für anders
geformte Klammern, insbesondere auch anders dimensionierte, praktisch
nicht verwendet werden kann.
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Bei
allen bekannten Steckverbindern ergeben sich zudem Probleme hinsichtlich
einer leichten Handhabung, da insbesondere zum Lösen der Verriegelung die Verriegelungsklammer
bzw. deren Schenkel aufgespreizt werden müssen, was aufgrund der notwendigen
Federkraft nur mit einem erheblichen Kraftaufwand zu bewerkstelligen
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den elektrischen
Steckverbinder der gattungsgemäßen Art
so weiter zu entwickeln, daß er
einfacher und kostengünstiger
herstell- und montierbar und eine einfachere Handhabung beim Verbinden
und Lösen
der Gehäuseteile
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen elektrischen Steckverbinder gelöst, der
die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
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Nach
Anspruch 1 ist zwischen den Schenkeln der Verriegelungsklammer ein
durch die Handhabe betätigbares
Spreizelement angeordnet. Die Erfindung schafft auch ein Verfahren
zum Ver- und Entriegeln eines derartigen Steckverbinders bei dem beim
Ver- und Entriegeln die Verriegelungsklammer(n) jeweils ein durch
die Handhabe betätigbares Spreizelement
aufgespreizt werden.
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Mit
geringem konstruktiven und fertigungstechnischem Aufwand wird derart
ein elektrischer Steckverbinder geschaffen, der sich insbesondere durch
seine einfache Handhabbarkeit auszeichnet, denn die Verriegelung
lässt sich
präzise
und definiert auch ohne einen übermäßigen Handkrafteinsatz schließen und
lösen.
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Vorzugsweise
ist das Spreizelement in einfacher Weise als Verbindungsstift ausgebildet,
mit dem die Handhabe an der Verriegelungsklammer befestigt ist.
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Dabei
sollte der Verbindungsstift insbesondere verdrehsicher an der Handhabe
angeordnet sein.
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Nach
einer leicht montierbaren und kostengünstigen Variante liegt der
Verbindungsstift in einem Schlitz ein, der durch Ausnehmungen auf
den einander zugewandten Seiten der Schenkel der Verriegelungsklammer
gebildet ist.
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Es
bietet sich an, wenn der Verbindungsstift zum Erreichen der aufspreizenden
Wirkung einen länglichen
oder halbkreisförmigen
Querschnitt aufweist.
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Vorzugsweise
liegt der Verbindungsstift in Verriegelungsstellung mit geringem
Spiel in dem Aufnahmeschlitz ein. Er kann als separates Teil ausgebildet
sind und eine schlitzförmige
Aufnahme der Handhabe, in der die Verriegelungsklammer einliegt, durchtreten
oder einstückig
an die Handhabe angeformt sein.
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Bevorzugt
ist die Verriegelungsklammer als Ω-Feder ausgebildet.
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Der
als Spreiznocken fungierende Verbindungsstift, ist in gewissem Maße bei Betätigung der Handhabe
in dem zwischen den beiden Schenkeln der Verriegelungsklammer gebildeten
Zwischenraum unter deren Aufspreizung gegen die Federkraft verdrehbar,
jedoch nur, soweit dies für
ein Entriegeln erforderlich ist.
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Da
die Angriffsfläche
der Handhabe mit Abstand zum Verbindungsstift angeordnet ist, ergibt sich
bei Betätigung
der Handhabe und infolge der Anlage an den oberen Rastzapfen eine
entsprechend große,
auf den Verbindungsstift und damit auf die Schenkel der Verriegelungsklammer
einwirkende Hebelkraft, durch die das Aufspreizen der Schenkel und
letztendlich das Lösen
der Klemmverbindung mit sehr geringem Kraftaufwand schnell, sicher
und bequem möglich
ist.
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Um
eine einfache Verriegelung zu gewährleisten, also das Überführen des
freien Schenkels der Verriegelungsklammer über den Rastzapfen, ist dessen
freies Ende als Auflaufkurve oder Auflaufschräge ausgebildet, wodurch ein
einfaches Aufspreizen der Verriegelungsklammer bis in eine Verrastungsendlage
erreicht wird.
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Des
weiteren kann die Verriegelungsklammer als Ω-Feder ausgebildet sein, wobei
die beiden Schenkel im Durchtrittsbereich des Verbindungsstiftes
relativ eng beieinander liegen.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines ersten Steckverbinders in einer teilweise
Explosivdarstellung; und
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2 eine
Seitenansicht des Steckverbinders aus 1;
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3a-c
verschiedene perspektivische Ansichten der Handhabe nebst Verriegelungsklammern des
Steckverbinders aus 1 sowie eine Ausschnittsvergrößerung des
Bereiches einer Verriegelungsklammer;
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4a-c
den Bereich der Handhabe am Steckverbinder aus 1 in
jeweils unterschiedlichen Betriebsstellungen in einer schematischen
Seitenansicht;
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5a-c
zwei Explosionsdarstellungen der Handhabe nebst Verriegelungsklammern
des Steckverbinders aus 1;
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6a-c
verschiedene perspektivische Ansichten einer alternativen Ausgestaltung
der Handhabe nebst Verriegelungsklammern für einen Steckverbinder nach
Art der 1 und
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7a-b
zwei Explosionsdarstellungen der Handhabe nebst Verriegelungsklammern
aus 6
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In 1 und 2 ist
ein sogenannter schwerer elektrischer Steckverbinder dargestellt,
der ein erstes Gehäuseteil,
hier ein Gehäuseunterteil 1 aufweist
und ein damit mittels zweier Verriegelungseinheiten 4 lösbar verbundenes
zweites Gehäuseteil, hier
ein Gehäuseoberoberteil 2.
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Die
Begriffe „Gehäuseunter-
und Gehäuseoberteil" beziehen sich auf
die beispielhafte Darstellung des 1 und sind
nicht einschränkend
zu verstehen. Im Gebrauch kann die Ausrichtung der beiden Steckerteile
bzw. ihrer Gehäuseteile
beliebiger Art sein.
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In
diese Gehäuseteile
können
Steckerstifte und/oder Buchsen, Steckermodule und dgl. eingesetzt
sein, um elektrische Verbindungen zwischen Leitern zu realisieren.
Das Gehäuseunterteil 1 und das
Gehäuseoberteil 2 weisen
seitliche Durchführungen
für wenigstens
ein in der Regel mehradriges Kabel auf (hier nicht zu erkennen bzw.
nicht dargestellt).
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Zur
ortsfesten Befestigung des Steckverbinders weist das Gehäuseunterteil 1 hier
beispielhaft einen mit Befestigungsbohrungen versehene Montageabschnitt 3 auf.
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Jede
Verriegelungseinheit 4 weist jeweils wenigstens zwei oder
mehr zweischenkligen, metallischen Verriegelungsklammern (bzw. -federn) 5 und eine
ebenfalls metallische, U-förmige
Handhabe 6 mit einem Grundschenkel 7 und zwei
sich gegenüber dem
Grundschenkel plattenartig verbreiternden Längsschenkeln 8, 9.
auf.
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Auf
den Grundschenkel 7 ist ein Griffstück 10 aus einem Kunststoff
aufgesetzt, das die Griffigkeit der Handhabe 6 erhöht. Die
Handhabe 6 ist hier als Stanz-/Biegeteil aus einem Metallblech
gefertigt und weist bei kompakten Abmessungen eine große Festigkeit
auf, so dass selbst im Brandfall noch für einen längeren Zeitraum als beim Einsatz
einer Handhabe aus Kunststoff die Verriegelung zwischen den beiden Steckverbinderteilen
erhalten bleibt.
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Die
beiden Verriegelungsklammern 5 sind nach der Art von Omegafedern
aufgebaut und weisen zwei relativ zueinander bewegliche Schenkel 11, 12 auf.
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Jede
Verriegelungsklammer 5 ist hier an einem Gelenkzapfen 13 des
Gehäuseunterteiles 1 schwenkbar
gelagert, wobei einer der beiden Schenkel 11 der Verriegelungsklammer 5 von
dem Gelenkzapfen 13 durchsetzt ist.
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Der
jeweils andere Schenkel 12 weist dagegen eine Rastkerbe 14 auf,
in der in Verriegelungsstellung ein korrespondierender bzw. weiterer
Rastzapfen 15 des Gehäuseoberteiles 2 rastend
eingreift.
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An
die einander zugewandten Seiten der beiden relativ zueinander federnd
bewegbaren Schenkeln 11, 12 der omegaartigen Verriegelungsklammern 5 schliessen
sich Stege 16, 17 an, zwischen deren freien Enden
ein hier halbkreisförmiger
Aufnahmeschlitz 18 ausgebildet ist. In der Montagestellung liegen
die Verriegelungsklammern 5 seitlich neben den plattenartigen
Längsschenkeln 9, 10 der
metallischen Handhabe 6, wobei die Längsschenkel 9, 10 der
Handhabe 6 jeweils einen länglichen Schlitz 19 aufweisen,
der direkt neben dem Aufnahmeschlitz 18 der Verriegelungsklammern 5 liegt.
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Die
Aufnahmeschlitze 18 der Verriegelungsklammer und der Schlitz 19 der
Handhabe sind von einem Verbindungsstift 20 durchsetzt,
der ein Kopfteil 21 und einen Stiftteil 22 mit
einem ersten Abschnitt 23 mit halbzylindrischen Profil
und einen zweiten Abschnitt 24 mit einem rechteckigen Profil
aufweist.
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Der
Stiftteil 22 ist mit seinem freien Ende mit rechteckigem
Profil unverdrehbar und nietenartig im Aufnahmeschlitz 18 befestigt,
so dass der Verbindungsstift 20 und die Handhabe 6.
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Der
Verbindungsstift 20 fungiert als Spreizelement für die Schenkel 11, 12 der
Verriegelungsklammern 5. Da der Verbindungsstift 20 verdrehsicher
in der Handhabe 6 einliegt und der Druckpunkt zur Betätigung der
Handhabe 6 außerhalb
des Verbindungsstiftes 20 liegt (4a), wird
ein Hebelelement realisiert, mit dem die beiden Schenkel 11, 12 der
jeweiligen Verriegelungsklammer 5 gegen die Federkraft
relativ zueinander aufgespreizt (4b) werden,
wenn die oberen Schenkel 12 der Verriegelungsklammern 5 an
den oberen Rastzapfen 15 zur Anlage kommen.
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In 4b ist
eine Position dargestellt, in der durch weiteres Hochziehen der
Handhabe 6 in Richtung des Pfeils die Schenkel 12 der
hier linken Verriegelungsklammer 5 durch Verdrehen des
Verbindungsstifts 20 und der dadurch bedingten Relativbewegung
des oberen Schenkels 12 gegenüber dem unteren, auf dem Gelenkzapfen 13 gelagerten Schenkel 11,
so weit aufgespreizt sind, daß ein
einfaches Überfahren
des Rastzapfens 15 möglich
ist.
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Aufgrund
der genannten Hebelwirkung beim Druck auf die Handhabe 6 und
die nockenartige Formgebung des Verbindungsstiftes 20 ist
das Aufspreizen der Verriegelungsklammer 5 und damit das Betätigen der
Verriegelung mit einem sehr geringen Kraftaufwand bei der Anlage
am Rastzapfen 15 möglich.
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Dies
ist gleichermaßen
der Fall, wenn, die Verriegelungsklammer 6 aus einer Entin
eine Verriegelungsstellung gebracht werden soll. Hierbei liegt der
eine Schenkel 12 mit seinem balligen Ende zunächst an
der Vorderseite des zugeordneten Rastzapfens 15 an. Beim
Niederdrücken
der Handhabe 6 entgegen der Pfeilrichtung aus 4 wird
durch Verkantung des angeschlossenen Verbindungsstiftes 20 dieser
obere Schenkel 12 gegenüber
dem unteren Schenkel 11 aufgespreizt und kann bei weiterem
Niederdrücken
der Handhabe 6 über
den Rastzapfen 15 gleiten, bis dieser in der Rastkerbe 14 einliegt.
Um den maximal möglichen
Federdruck der Verriegelungsklammer 5 auf den Rastzapfen 20 zu
erreichen, ist der Verbindungsstift 20 so bemessen, daß er mit geringem
Spiel im Aufnahmeschlitz 18 einliegt.
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Aus
den Schenkeln 11, 12 sind jeweils zwei lappenartige
Elemente 25, 26 nach außen in Richtung der Verriegelungsklammern 5 gebogen,
welche in die omegaartigen Verriegelungsklammern jeweils in die
Freiräume
zwischen den Schenkeln 11, 12 und den Stegen 16, 17 eingreifen
und derart Anschläge bilden,
welche die Aufspreizbewegungen zwischen den Schenkeln 11, 12 beim
Verriegeln und beim Entriegeln des Steckverbinders in zwei Richtungen, nämlich am
Steg 16, 17 und an den Schenkeln 12, 13 sicher
begrenzen.
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Ein
kleiner Rastvorsprung 27 an den Verriegelungsklammern,
der zu lösbaren
Eingriff in eine Rastausnehmung 28 des Griffstückes 10 dient,
realisiert in vorteilhafter Weise eine definierte lösbare Ausgangsraststellung
der Handhabe 6 relativ zum Spreizelement 20.
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Nach 1 bis 5 liegt
jeweils eine der Verriegelungsklammern 5 an den voneinander
abgewandten Seite der Längsschenkel 8, 9 der
Handhabe 6 an. Die Verriegelungsklammern können auf
nach Art eines Federpaketes aus zwei oder mehrere direkt aufeinander
liegenden dünneren
Verriegelungsklammerteilen 5a, 5b bestehen oder
es kann jeweils an den einander zugewandten und an den abgewandten Seiten
der Längsschenkel 8, 9 eine
dünnere
Verriegelungsklammer angeordnet sein (6 und 7).
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Mehrere
dünnere
Verriegelungsklammerteile 5a, 5b im Vergleich
zu einer einzigen dickeren Verriegelungsklammer 5 bieten
den Vorteil einer leichteren Stanzbarkeit bei deutlich günstigeren
Herstellkosten.
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Nach 5 ist
jede der Verriegelungsklammern 5 mit einem eigenen Verbindungsstift 20 an
der Handhabe befestigt, wobei die zweiten Abschnitte 24 der
Verbindungsstifte 20 derart ausgebildet sind, dass sich
zwei von entgegengesetzten Seiten in die Schlitze 19 der
Handhabe 6 eingreifenden Verbindungsstifte 20 bei
der Montage nicht behindern.
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- 1
- Gehäuseunterteil
- 2
- Gehäuseoberoberteil
- 3
- Montageabschnitt
- 4
- Verriegelungseinheiten
- 5
- Verriegelungsklammer
- 6
- Handhabe
- 7
- Grundschenkel
- 8,
9
- Längsschenkel
- 10
- Griffstück
- 11,
12
- Schenkel
- 13
- Gelenkzapfen
- 14
- Rastkerbe
- 15
- Rastzapfen
- 16,
17
- Stege
- 18
- Aufnahmeschlitz
- 19
- Schlitz
- 20
- Verbindungsstift
- 21
- Kopfteil
- 22
- Stiftteil
- 23
- ersten
Abschnitt
- 24
- zweiten
Abschnitt
- 25,
26
- lappenartige
Elemente
- 27
- Rastvorsprung
- 28
- Rastausnehmung