-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung, insbesondere
eine elektrische Steckverbindungsanordnung, mit einem ersten Verbindungsteil
und einem zweiten Verbindungsteil, die mittels einer Schraubverbindung
verbindbar sind, und bei der zur Schaffung der Schraubverbindung
an dem ersten Verbindungsteil ein Überwurf-Schraubelement mit
einem Gewinde vorgesehen ist, das mit einem korrespondierenden Gewinde
in Eingriff bringbar ist, das mit dem zweiten Verbindungsteil verbunden
ist. Weiterhin ist die Schraubverbindung mit einem Verriegelungsmechanismus
ausgestattet, der dazu dient, das Überwurf-Schraubelement gegen eine Drehung zu
verriegeln.
-
Verbindungsanordnungen,
insbesondere elektrische Steckverbindungsanordnungen mit einem ersten
Verbindungsteil und einem komplementären zweiten Verbindungsteil,
beispielsweise in Form eines Steckers und einer komplementären Buchse,
die zusammensteckbar sind, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Ein Teil
solcher Steckverbindungsanordnungen ist mit einer Schraubverriegelung
versehen, um ein Auseinanderziehen der zusammengesteckten Steckverbindung zu
verhindern. Der Stecker und die Buchse werden hierbei mit Hilfe
eines Überwurf-Schraubelements, beispielsweise
in Form einer Überwurfschraubenmutter,
kurz Überwurfmutter,
oder Überwurfschraube,
und eines entsprechenden Gegengewindes miteinander verbunden. Die
Gewindeverbindung der Schraubverbindung dient somit einerseits dazu,
die erforderlichen Steck- und Ziehkräfte zu generieren, andererseits
wird hierüber
die erforderliche Kraft erzeugt und aufrechterhalten, mit der eine
Dichtfläche eines
Verbindungsteils an die korrespondierende Dichtung des anderen Verbindungsteils
gedrückt werden
muss, um die gewünschte
Dichtwirkung zu erzielen. Darüber
hinaus stellt das Gewinde eine robuste, industrietaugliche Verbindung
her, die ein unbeabsichtigtes Lösen
der Steckverbindung verhindert und in Verbindung mit der erwähnten Dichtungskraft
auch einen guten Vibrationsschutz erzeugt.
-
Um
zu verhindern, dass die Schraubverbindung beispielsweise unter Vibrationseinfluss
sich löst,
sollte ein Verriegelungsmechanismus für die Schraubverbindung vorgesehen
werden, der dazu dient, das Überwurf-Schraubelement
gegen eine Drehung in Öffnungsrichtung
zu verriegeln. Ein solcher Verriegelungsmechanismus kann beispielsweise
in Form eines Feingewindes der Schraubverbindung vorgesehen werden,
die im Allgemeinen eine hohe Selbsthemmung aufweist, da das Gewinde
der Schraubverbindung eine geringe Steigung aufweist. Jedoch ist
es insbesondere bei der Montage einer solchen Steckverbindungsanordnung
mühsam
und auch mit hohem Zeitaufwand verbunden, die Schraubverbindung
zu schließen,
da aufgrund der verhältnismäßig hohen
Anzahl von Gewindegängen eine
vergleichsweise lange und kraftaufwändige Zudrehbewegung des Überwurf-Schraubelements
erforderlich ist.
-
In
DE 693 05 609 T2 ist
ein elektrischer Verbinder mit Gewindering und sicherer Verriegelung beschrieben,
bei dem der Verriegelungs-Gewindering vorgesehen ist, um mit einem
gewindetragenden Abschnitt des komplementären Verbinders zusammenzuwirken.
Weiterhin sind Einrastmittel vorgesehen, die einen einteiligen Ring
aus Kunststoffmaterial umfassen, der einen inneren Abschnitt zur
Fixierung bezüglich
des Körpers
des Verbinders und einen äußeren Abschnitt
aufweist, der auf einer Radialfläche verteilte
Zähne trägt. Der
Verriegelungs-Gewindering ist mit einer internen Verzahnung verbunden,
in welche die Zähne
des einteiligen Rings aus Kunststoffmaterial eingreifen. Auf diese
Art wird einer Drehung in Abschraubrichtung des Verriegelungs-Gewinderings
entgegengewirkt.
-
DE 40 41 629 A1 betrifft
eine Schraubverbindung mit Überwurfmutter,
die zur Verbindung von zwei zugeordneten Anschlussteilen dient.
Ein gegenüber
der Mutter federnd angeordnetes Sperrelement greift lösbar in
eine Rastung ein, um ein Zurückdrehen
der Mutter zu vermeiden. Das Sperrelement kann von der Rastung abgehoben
werden, wobei dadurch ein Zurückdrehen
der Mutter ermöglicht
wird.
-
DE 10 2005 001 939
A1 betrifft eine Rundsteckverbinderanordnung mit einem
drehbaren Eingriffsring, der zwischen einer Steckerbuchse und einem
Stecker für
deren Bewegung zueinander in ihrer Eingriffsrichtung vorgesehen
ist. Zum Erfassen des Eingriffszustands und zum Verhindern des Drehens des
Eingriffsrings in umgekehrter Richtung ist ein Detektor in Form
eines Erfassungsverriegelungsvorsprungs vorgesehen, der mit einem
federnden Verriegelungsarm zusammenwirkt. Dieser ist am Eingriffsring
vorgesehen, und greift in Drehrichtung des Eingriffsrings in den
Erfassungsverriegelungsvorsprung ein. Der Eingriff zwischen dem
Verriegelungshaken und dem Erfassungsverriegelungsvorsprung zeigt
den vollständigen
Eingriff zwischen der Steckerbuchse und dem Stecker an.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung
der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einem Überwurf-Schraubelement
mit relativ geringer Selbsthemmung ausgestattet werden kann, die
dennoch einen Mechanismus gegen unbeabsichtigtes Lösen der Schraubverbindung
vorsieht.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Verbindungsanordnung der eingangs genannten
Art gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Sicherungselement für eine derartige
Verbindungsanordnung gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 20.
-
Gemäß der Erfindung
ist eine Verbindungsanordnung, insbesondere eine elektrische Steckverbindungsanordnung,
vorgesehen mit einem ersten Verbindungsteil und einem zweiten Verbindungsteil, die
mittels einer Schraubverbindung verbindbar sind. Zur Schaffung der
Schraubverbindung ist an dem ersten Verbindungsteil ein Überwurf-Schraubelement mit
einem Gewinde vorgesehen, das mit einem korrespondierenden Gewinde
in Eingriff bringbar ist, das mit dem zweiten Verbindungsteil verbunden
ist. Die Schraubverbindung ist mit einem Verriegelungsmechanismus
ausgestattet, der dazu dient, das Überwurf-Schraubelement gegen
eine Drehung zu verriegeln. Hierbei weist der Verriegelungsmechanismus wenigstens
einen Vorsprung auf, der mit dem Überwurf-Schraubelement verbunden
ist, und wenigstens ein bewegbares Si cherungselement, das mit dem Vorsprung
in einer Verriegelungsposition in Eingriff steht, um das Überwurf-Schraubelement
gegen eine Drehung zu verriegeln, und das in einer Entriegelungsposition
den Vorsprung freigibt. Das Sicherungselement weist wenigstens ein
Federelement auf, das in der Entriegelungsposition zum Aufbau einer
Federkraft vorgespannt ist und das Sicherungselement infolge der
Federkraft in die Verriegelungsposition bewegt.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung
wird somit eine Sekundärsicherung
in einer Art und Weise vorgesehen, die für den Benutzer bzw. die Montageperson
leicht zu handhaben ist, und dennoch eine sichere Verriegelung der
Schraubverbindung der Verbindungsanordnung schafft. Dies wird insbesondere
dadurch erreicht, dass das Sicherungselement mit Hilfe des Federelements
infolge der Federkraft sich automatisch aus der Entriegelungsposition
in die Verriegelungsposition bewegt, wenn der Benutzer das Sicherungselement
nicht absichtlich entgegen der Federkraft in die Entriegelungsposition
bewegt. Somit kann die Schraubverbindung der Verbindungsanordnung
geschlossen werden, wobei nach Montage und Festdrehen der Schraubverbindung
das Sicherungselement selbsttätig
in der Verriegelungsposition verbleibt bzw. sich selbsttätig in die
Verriegelungsposition bewegt. Damit ist ein Mechanismus geschaffen,
der die Schraubverbindung gegen unbeabsichtigtes Lösen schützt, wobei
dennoch ein Überwurf-Schraubelement
mit relativ geringer Selbsthemmung vorgesehen werden kann, so dass
die Schraubverbindung in relativ kurzer Zeit und mit relativ geringer
Montagekraft geschlossen werden kann.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist das Federelement integraler Bestandteil des Sicherungselements.
Damit ist das Sicherungselement als einzelnes integrales Teil herstellbar.
Insbesondere weist das Sicherungselement ein Betätigungsglied auf, um das Sicherungselement
zu bewegen, wobei das Federelement integraler Bestandteil des Betätigungsglieds
ist. Beispielsweise ist das Sicherungselement von außen an der
Oberfläche
der Verbindungsanordnung über
das Betätigungsglied zugänglich,
so dass das Betätigungsglied,
das beispielsweise flächenartig
ausgebildet ist, außerdem gleichzeitig
den Sicherungsmechanismus herstellt.
-
In
einer Weiterbildung der Erfindung weist das Federelement wenigstens
einen Federarm auf, der beim Bewegen des Sicherungselements in die Entriegelungsposition
gespannt, insbesondere ausgelenkt wird. Ein solcher Federarm kann
beispielsweise in einer nahezu geradlinigen Ausführungsform vorgesehen werden,
wobei der Federarm beim Bewegen des Sicherungselements in die Entriegelungsposition
beispielsweise seitlich ausgelenkt wird und dadurch vorgespannt
wird. Dadurch lässt
sich eine kompakte Anordnung des Sicherungselements realisieren.
-
In
einer Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherungselement wenigstens
ein weiteres Federelement auf, das derart ausgestaltet ist, dass
das in der Verriegelungsposition befindliche Sicherungselement beim
Drehen des Überwurf-Schraubelements in
dessen Verschließrichtung
den Vorsprung in nachgiebiger Weise freigibt. Dadurch erhält man den Vorteil,
dass eine Bedienungs- oder Montageperson beim Schließen der
Schraubverbindung das Sicherungselement nicht zuerst in die Entriegelungsposition
bewegen muss, sondern das Sicherungselement kann in der Verriegelungsposition
beim Schließen der
Schraubverbindung verbleiben. Dadurch ist insbesondere eine Einhand-Bedienung
möglich,
da das Sicherungselement nicht separat betätigt werden muss, wenn die
Schraubverbindung geschlossen wird. Damit ist beim Schließen der
Verbindung keine zusätzliche,
durch die Sekundärverriegelung
hervorgerufene Aktion des Bedieners erforderlich.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
ist das weitere Federelement integraler Bestandteil des Sicherungselements.
Damit kann ein Sicherungselement in einer kompakten Bauform hergestellt
werden. In einer Weiterbildung weist das Sicherungselement ein Betätigungsglied
auf, um das Sicherungselement zu bewegen, wobei das weitere Federelement
integraler Bestandteil des Betätigungsglieds
ist.
-
In
einer Ausführungsform
des weiteren, zweiten Federelements weist dieses in einer radialen Richtung
der im wesentlichen kreisumrißförmigen Verbindungsanordnung
eine Federcharakteristik auf. An dem Sicherungselement ist ein Sicherungsvorsprung
angeordnet, der zum Verriegeln in Eingriff mit dem Vorsprung des
Verriegelungsmechanismus steht. Durch die Federcharakteristik in
radialer Richtung gibt der Sicherungsvorsprung des Sicherungselements
beim Drehen des Überwurf-Schraubelements
in dessen Verschließrichtung
in radialer Richtung nach, so dass der Vorsprung passieren kann. Damit
kann die Schraubverbindung durch Drehen des Überwurf-Schraubelements geschlossen
werden, wobei der Sicherungsvorsprung beim Drehen des Überwurf-Schraubelements
in Schließrichtung radial
nachgibt, so dass der Vorsprung oberhalb des Sicherungsvorsprungs
in Umfangsrichtung des Überwurf-Schraubelements
passieren kann.
-
Zur
Schaffung der Federcharakteristik in radialer Richtung der Verbindungsanordnung
wird das Sicherungselement in einer Ausführungsform mit einer gebogenen
Kontur versehen, die koaxial zum Überwurf-Schraubelement angeordnet
ist. Das heißt, die
jeweiligen Längsachsen
des Überwurf-Schraubelements
und der gebogenen Kontur fallen näherungsweise zusammen. Diese
gebogene Kontur kann als ein Betätigungsglied
zur Bewegung des Sicherungselements ausgebildet sein. Durch die
gebogene Kontur des Sicherungselements ergibt sich eine Federcharakteristik
in einer radialen Richtung der gebogenen Kontur, so dass ein Sicherungsvorsprung,
der beispielsweise in der Mitte der gebogenen Kontur angeordnet
ist, in radialer Richtung nachgeben kann, wenn der Vorsprung des
Verriegelungsmechanismus den Sicherungsvorsprung für das Passieren
nach unten drückt.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist der Vorsprung des Verriegelungsmechanismus an
einer Innenkontur des Überwurf-Schraubelements
angeordnet. In einer Weiterbildung sind mehrere Vorsprünge vorgesehen,
welche jeweils dazwischenliegende Vertiefungen bilden, wobei das
Sicherungselement in der Verriegelungsposition in wenigstens eine
der Vertiefungen eingreift. Die Vorsprünge und das Sicherungselement
wirken dabei insbesondere derart zusammen, dass bei einer Drehung
des Überwurf-Schraubelements
in der Verschließrichtung das
Sicherungselement für
das Passieren eines der Vorsprünge
nachgibt, hingegen beim Drehen des Überwurf-Schraubelements entgegen
der Verschließrichtung,
d.h. beim Drehen in Öffnungsrichtung,
in eine der Vertiefungen verriegelnd eingreift.
-
Dazu
kann in einer Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen werden, dass der Vorsprung des Verriegelungsmechanis
sägezahnförmig ausgebildet ist
und das Sicherungselement wenigstens einen sägezahnförmigen Sicherungsvorsprung aufweist.
Insbesondere ist die flachere Kante des sägenzahnförmigen Vorsprungs geeignet,
den ebenfalls sägezahnförmigen Sicherungsvorsprung
bei einer Drehung des Überwurf-Schraubelements
nach unten zu drücken,
während
die steilere Kante des sägenzahnförmigen Vorsprungs
eine Angriffsflanke für
den Sicherungsvorsprung in der Verriegelungsposition bietet, um
die Schraubverbindung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen zu sichern.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die abgeschrägte, längere Kante des sägezahnförmigen Vorsprungs
mit einer abgeschrägten, längeren Kante
des Sicherungsvorsprungs korrespondiert.
-
Die
Erfindung ist allgemein bei mechanischen Verschlusssystemen einsetzbar,
bei denen ein Überwurf-Schraubelement
zur Schaffung einer Schraubverbindung zwischen einem ersten Verbindungsteil
und einem zweiten Verbindungsteil vorgesehen ist. Das Überwurf-Schraubelement
kann beispielsweise als Überwurfmutter
oder Überwurfschraube
ausgebildet sein. Die Erfindung ist insbesondere einsetzbar bei
elektrischen Steckverbindungsanordnungen, bei denen der erste Verbindungsteil
und der zweite Verbindungsteil als jeweilige Steckverbindungsteile
einer elektrischen Steckverbindung ausgebildet sind. Beispielsweise
kann ein sogenannter Rundsteckverbinder mit Überwurfmutter auf diese Art
mit einer Sekundärsicherung
versehen werden, welche die elektrische Steckverbindung wirksam
gegen unbeabsichtigtes Lösen,
beispielsweise infolge von Vibrationen oder dergleichen, sichert.
-
Weitere
vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen
angegeben.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Figuren näher
erläutert,
die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung darstellen.
-
Es
zeigen:
-
1 eine Übersichtsdarstellung
von Komponenten einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbindungsanordnung,
-
2 eine
schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Steckverbindungsteils mit
einer Überwurfmutter
und einem erfindungsgemäßen Sicherungselement,
-
3 eine
Explosionsdarstellung des Steckverbindungsteils gemäß 2,
-
4 eine
schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines zweiten Steckverbindungsteils
komplementär
zum Steckverbindungsteil gemäß 2,
-
5 eine
Explosionsdarstellung des Steckverbindungsteils gemäß 4,
-
6 Detailansichten
einer Ausführungsform
einer Überwurfmutter
mit einem Verriegelungsmechanismus gemäß der Erfindung,
-
7 eine
perspektivische Ansicht einer Überwurfmutter
der Ausführungsform
gemäß 6,
-
8 perspektivische
Ansichten einer Ausführungsform
eines Sicherungselements gemäß der Erfindung,
-
9 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Steckverbindungsteils
mit Überwurfmutter
und einem Sicherungselement, wie in 3 dargestellt,
-
10-12 perspektivische
Detailansichten einer erfindungsgemäßen Steckverbindungsanordnung
im Zusammenspiel mit einem erfindungsgemäßen Sicherungselement als Sekundärsicherung.
-
In 1 ist
eine Übersichtsdarstellung
von Komponenten einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbindungsanordnung gezeigt, bei der ein erstes Verbindungsteil 2 mit
einem zweiten Verbindungsteil 3 oder 4 mittels
einer Schraubverbindung verbunden werden kann. Zur Schaffung der
Schraubverbindung ist an dem ersten Verbindungsteil 2 ein Überwurf-Schraubelement
in Form einer Überwurfmutter 5 mit
einem Gewinde 56 vorgesehen, das mit einem korrespondierenden
Gewinde 16 in Eingriff bringbar ist, das mit dem zweiten Verbindungsteil 3 bzw. 4 verbunden
ist. Hierbei ist die Überwurfmutter 5 in
axialer Richtung fest an dem Gehäuse
des Verbindungsteils 2 angebracht. Koaxial innerhalb der Überwurfmutter
ist, in 1 nicht sichtbar, jedoch in 9 erkennbar,
ein elektrischer Kontakt 8 angeordnet, der an der gegenüberliegenden Seite
des Verbindungsteils 2 über
ein Kopplungsglied 6 beispielsweise mit einem elektrischen
Kabel verbunden ist. Als Sekundärsicherung
für die Überwurfmutter 5 ist
ein Sicherungselement 7 vorgesehen, insbesondere aus Kunststoff
hergestellt, dessen Funktion und Aufbau anhand der folgenden Figuren noch
eingehender beschrieben werden wird.
-
An
dem Verbindungsteil 3 ist ein Gewinde 16 angeordnet,
das auf dem Verbindungsteil 3 am Außenumfang geformt ist. Innerhalb
des Verbindungsteils 3 ist ein komplementärer elektrischer
Kontakt vorhanden, der über
die rückwärtige Öffnung des Verbindungsteils 3 mit
einem oder mit mehreren elektrischen Leitern verbunden ist. Das
Verbindungsteil 3 kann über
die zwei dargestellten, gegenüberliegenden Öffnungen 18 des
Flansches beispielsweise an einem Motorengehäuse angeschraubt werden. Im rechten
Bildteil der 1 ist ein weitgehend ähnliches
Verbindungsteil 4 dargestellt, ebenfalls mit einem festen
Gewinde 16, wobei beispielsweise ein Kabel über das
Kopplungsglied 6 mit dem elektrischen Kontakt oder mit
den elektrischen Kontakten innerhalb des Verbindungsteils 4 verbunden
werden kann. Im zusammengeschraubten Zustand bilden die Verbindungsteile 2 und 3 bzw. 2 und 4 eine
elektrische Steckverbindungsanordnung 1.
-
In
den 2 und 3 sind verschiedene Ansichten
einer Ausführungsform
eines Steckverbindungsteils 2 dargestellt. Hierbei zeigt 2 eine schematische
Seitenansicht des Steckverbindungsteils 2 mit der Überwurfmutter 5 und
dem Sicherungselement 7, während 3 eine Explosionsdarstellung
des Steckverbindungsteils 2 zeigt. Mit 22 ist
ein Verbindergehäuse
bezeichnet, das beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff
hergestellt ist. Von der unteren Seite des Metallgehäuses 22 wird
ein Buchseneinsatz 21 eingeführt, innerhalb dessen eine nicht
dargestellte Buchse als elektrischer Kontakt vorgesehen wird und
die beispielsweise aus Kunststoff besteht. Die Überwurfmutter 5 wird
an dem Metallgehäuse 22 mittels
eines Befestigungsrings 23 befestigt, der in einer Vertiefung 33 am
Metallgehäuse 22 (Detailansicht
A im linken Teil der 3) angeordnet wird und an dem
die Überwurfmutter 5 entsprechend
befestigt ist. Weiterhin sind am Metallgehäuse 22 Führungselemente 32 und 31 vorgesehen, an
denen das Sicherungselement 7 befestigt und geführt wird,
wie im weiteren noch näher
erläutert.
Ein Federarm mit einer zylindrischen Erhebung 75 des Sicherungselements 7 gleitet
auf dem Führungselement 31 nach
außen,
wenn das Sicherungselement 7 nach unten bewegt wird, wobei
dies im weiteren Verlauf noch detaillierter beschrieben wird. Über den Befestigungsring 23 ist
die Überwurfmutter 5 an
dem Metallgehäuse 22 befestigt
und sowohl in Öffnungs- wie
auch in Verschließrichtung
zum Öffnen
bzw. Verschließen
der Schraubverbindung drehbar. Das Sicherungselement 7 weist
eine gebogene, kreisabschnittförmige
Kontur auf, so dass das Sicherungselement 7, wie insbesondere
anhand von 2 ersichtlich, in der Verriegelungsposition
außenseitig näherungsweise
bündig
an eine äußere Hüllkurve (gebildet
durch die Erhöhungen 52)
der Überwurfmutter 5 anschließt. Hierbei
weist die Überwurfmutter abschnittsweise
Erhöhungen 52 und
Vertiefungen am Außenumfang
auf, um die Grifffestigkeit für
das Betätigen
der Überwurfmutter
zu erhöhen.
-
In
den 4 und 5 sind Ansichten einer Ausführungsform
des zweiten Steckverbindungsteils 3 gemäß 1 gezeigt,
wobei der Steckverbindungsteil 3 komplementär zum Steckverbindungsteil 2 gemäß 2 und 3 ausgebildet
ist. Hierbei zeigt 4 eine schematische Seitenansicht
des Steckverbindungsteils 3, während 5 eine Explosionsdarstellung
des Steckverbindungsteils 3 zeigt. Mit 13 ist
ein Gehäuse
des Steckverbindungsteils 3 bezeichnet, das beispielsweise
aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist und als sogenanntes Basisgehäuse dient. Über einen
Flansch mit zwei Öffnungen 18 für entsprechende
Schraubverbindungen kann das Basisgehäuse 13 beispielsweise
mit einem Motorengehäuse
verbunden werden. In die untere Öffnung
des Basisgehäuses 13 wird
ein Einsatz 11 für
einen elektrischen Kontaktstift (nicht sichtbar) eingeführt, wobei
der Einsatz 11 beispielsweise aus Kunststoff hergestellt
ist. Die untere Öffnung
des Basisgehäuses 13 wird über eine
Dichtung 12 mit dem Motorengehäuse verbunden. Weiterhin werden
zwei O-förmige
Dichtungsringe 14 und 15 über den oberen, schmaleren
Teil des Basisgehäuses 13 geführt, wobei
diese an entsprechenden Vertiefungen zu liegen kommen, wie in 4 dargestellt.
Auf diese Weise kann eine gewünschte
Dichtwirkung erzielt werden, wenn die beiden Steckverbinderteile 2 und 3 ineinander
gesteckt und miteinander verschraubt werden.
-
Werden
die Steckverbindungsteile 2 und 3 in axialer Richtung
zusammengeführt,
dringt zunächst das
frontseitige Ende des Steckverbindungsteils 3 in das Innere
der Überwurfmutter 5 und
anschließend
in das Innere des Steckverbindungsteils 2 ein, wobei eine
Verschraubung über
die Gewinde 56 und 16 mittels Drehen der Überwurfmutter 5 in
Verschließrichtung
hergestellt werden kann. Dadurch kommen auch der Stiftkontakt und
der Buchsenkontakt bzw., bei jeweils mehreren elektrischen Kontakten,
die Stiftkontakte und die Buchsenkontakte miteinander in Verbindung.
Nachdem die Überwurfmutter 5 mit
ihrem Innengewinde 56 vollständig über das Außengewinde 16 des
Steckverbindungsteils 3 geschraubt worden ist, ist einerseits
die Steckverbindung zuverlässig
gegen ein unbeabsichtigtes Lösen
gesichert und gleichzeitig wird eine gewünschte Dichtungsfunktion über die
entsprechenden Dichtungen hergestellt. Hierbei ist gegen unbeabsichtigtes
Lösen,
beispielsweise infolge von Vibrationen des Motorengehäuses, an
dem der Steckverbindungsteil 3 befestigt ist, die Überwurfmutter 5 in Öffnungsrichtung
von einem Sicherungselement 7 gesichert, wie im Folgenden
erläutert.
-
In 6 sind
Detailansichten einer Ausführungsform
einer Überwurfmutter 5 gezeigt,
bei der mehrere Vorsprünge 53 zur
Bildung einer Sägezahnstruktur 51 an
einer Innenkontur der Überwurfmutter 5 angeordnet
sind. Es ist hierbei grundsätzlich auch
möglich,
die Überwurfmutter 5 mit
lediglich einem Vorsprung 53 auszustatten, um einen Sicherungsmechanismus
herzustellen. Die Vorsprünge 53 bilden
jeweils dazwischenliegende Vertiefungen 57, wobei das Sicherungselement 7,
wie im Folgenden noch erläutert,
in einer Verriegelungsposition in eine der Vertiefungen 57 eingreift.
Die Vorsprünge 53 sind sägezahnförmig ausgebildet,
wie insbesondere in der Detailansicht C näher dargestellt. Der darin
dargestellte sägezahnförmige Vorsprung 53 weist
eine längere,
abgeschrägte
Kante 54 auf, die beispielsweise in einem Winkel von 60° gegenüber der
radialen Richtung geneigt ist. Weiterhin weist der Vorsprung 53 einen
näherungsweise
geraden oder leicht gebogenen Abschnitt 55 auf zur Bildung
der Vertiefung 57.
-
Die
steilere, kürzere
Kante 58 des sägenzahnförmigen Vorsprungs 53 bildet
eine Angriffsfläche
für einen
komplementären
Sicherungsvorsprung zum Verriegeln der Überwurfmutter 5.
-
In 8 sind
perspektivische Ansichten einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherungselements
dargestellt. Das Sicherungselement 7 weist eine kreisabschnittförmige, gebogene Kontur 71 auf,
die eine Hohlstruktur bildet und die, wie in den vorherigen Figuren
sichtbar, koaxial zu der Überwurfmutter 5 angeordnet
ist. Die gebogene Kontur 71 ist gleichzeitig als Betätigungsglied
zur Bewegung des Sicherungselements 7 ausgebildet, wobei an
der Oberfläche
der Kontur 71 eine Struktur mit Erhöhungen und Vertiefungen aufgebracht
ist, um einen Reibschluss beim Betätigen des Sicherungselements 7 zu
erhöhen.
Die durch die gebogene Kontur 71 geschaffene Hohlstruktur
des Sicherungselements 7 bildet eine Federcharakteristik
des Sicherungselements 7 in einer radialen Richtung 80 der Verbindungsanordnung
bzw. der gebogenen Kontur 71, so dass das Sicherungselement 7 in
radialer Richtung insbesondere bei einem Druck in der radialen Richtung 80 federnd
nachgibt. An dem Sicherungselement 7 ist weiterhin ein
Sicherungsvorsprung 72 in Form einer Rastnase angeordnet,
der zum Verriegeln in Eingriff mit einem der Vorsprünge 53 der Überwurfmutter 5 steht.
Der Sicherungsvorsprung 72 ist dabei ebenfalls sägezahnförmig ausgebildet,
wobei die abgeschrägte,
längere
Kante 70 mit der abgeschrägten, längeren Kante 54 des
Vorsprungs 53 korrespondiert.
-
Weiterhin
ist am Sicherungselement 7 ein Federelement 79 vorgesehen,
das zwei Federarme 74 aufweist, die beim Bewegen des Sicherungselements 7 in
die Entriegelungsposition gespannt, insbesondere ausgelenkt werden,
wie im Folgenden noch näher
erläutert.
Hierbei ist das Federelement 79 integraler Bestandteil
des Sicherungselements 7. Damit sind mit dem Federelement 79 und
mit der gebogenen Kontur 71 zwei getrennte Federelemente geschaffen,
die jeweils integraler Bestandteil des Sicherungselements 7 bzw.
integraler Bestandteil des Betätigungsglieds 71 des
Sicherungselements 7 sind. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise
ein Sicherungselement mit zwei integrierten Federelementen in kompakter
Weise herstellen.
-
An
dem Sicherungselement 7 sind weiterhin Führungen 73 vorgesehen,
entlang welcher das Sicherungselement bei seiner Bewegung geführt wird. Diese
Führungen 73 greifen
in die Führungselemente 31 und 32 gemäß 3 ein,
so dass die Führungen 73 mit
korrespondierenden Führungen 31 und 32 an
dem Verbindungsteil 2 in Eingriff stehen. Weiterhin sind
an dem Sicherungselement 7 Anschlagmittel 76 vorgesehen,
die derart angeordnet sind, dass das Sicherungselement in Richtung
der Verriegelungsposition im Wesentlichen nicht über seine vorgesehene Verriegelungsposition
hinaus bewegt werden kann. Hierzu sind die Anschlagmittel 76 derart
angeordnet, dass sie beim Bewegen des Sicherungselements 7 in Richtung
der Verriegelungsposition mit den Führungselementen 31 in
Kontakt kommen bzw. an diesen anschlagen, so dass das Sicherungselement 7 nicht
darüber
hinaus bewegt werden kann.
-
Anhand
der 10 bis 12 soll
im weiteren Verlauf die Funktion des Sicherungselements 7 zusammenwirkend
mit dem Verriegelungsmechanismus der Verbindungsanordnung 1 näher beschrieben
werden.
-
Wie
insbesondere anhand von 12 dargestellt,
ist die Überwurfmutter 5 in
einer Verschließrichtung 41 und
in einer Öffnungsrichtung 42 drehbar. Hierbei
wird in der Verschließrichtung 41 die Schraubverbindung
mittels der Gewinde 56 und 16 geschlossen. In
der Ansicht der 10 ist deutlich die Innenkontur
der Überwurfmutter 5 sichtbar,
an der mehrere Vorsprünge 53 zur
Bildung einer Sägezahnstruktur 51 vorgesehen
sind, wobei jeweils dazwischen liegende Vertiefungen 57 gebildet
sind, in die ein Sicherungsvorsprung 72 des Sicherungselements 7 in
der Verriegelungsposition eingreifen kann. In der Darstellung der 10 und 11 befindet sich
das Sicherungselement 7 in der Entriegelungsposition 77,
während
sich in der Darstellung der 12 das
Sicherungselement 7 in der Verriegelungsposition 78 befindet.
Zur Verdeutlichung des Verriegelungs- und Sicherungsmechanismus ist in 12 das
Sicherungselement 7 in einer transparenten Darstellung
gezeigt, in der die innenliegenden Federarme 74 und die
zylindrischen Erhöhungen 75 sowie
die Führungen 73 sichtbar
sind. In dieser Darstellung wird auch deutlich, wie die Führungen 73 mit den
korrespondierenden Führungselementen 31 und 32 an
dem Verbindungsteil 2 in Eingriff stehen, wobei in der
Verriegelungsposition 78 die Anschlagmittel 76 an
den Führungselementen 31 anstoßen.
-
Ist
der Sicherungsvorsprung 72 in der Verriegelungsposition 78 vollständig in
die Innenkontur der Überwurfmutter 5 in
eine der Vertiefungen 57 eingeschoben, wird die Überwurfmutter 5 durch
die aneinanderstoßenden
Stirnseiten der jeweiligen sägezahnförmigen Vorsprünge gegen
ein Drehen in Öffnungsrichtung 42 gesichert.
Hingegen ist eine Drehung der Überwurfmutter 5 in
Verschließrichtung 41 auch
in der Verriegelungsposition 78 des Sicherungselements 7 ermöglicht,
da das als Fehlerelement ausgebildete Betätigungsglied 71 des
Sicherungselements 7 in radialer Richtung 80 nachgeben kann,
so dass der jeweils in Eingriff stehende Vorsprung 53 beim
Drehen der Überwurfmutter 5 in
deren Verschließrichtung 41 durch
radiales Nachgeben des Sicherungsvorsprungs 72 freigegeben
wird. Hierbei wird der Sicherungsvorsprung 72 durch die abgeschrägte Stirnfläche 54 des
in Eingriff stehenden Vorsprungs 53 in radialer Richtung 80 nach
unten gedrückt,
so dass der Sicherungsvorsprung 72 beim Drehen der Überwurfmutter 5 in
deren Verschließrichtung 41 für das Passieren
des Vorsprungs 53 in radialer Richtung nachgibt. Dadurch
ergibt sich beim Schließen
der Überwurfmutter 5 ein
Verschließmechanismus
nach Art einer "Ratsche". Hingegen gibt das
Sicherungselement 7 mit seinem Sicherungsvorsprung 72 beim
Drehen der Überwurfmutter 5 in
der Öffnungsrichtung 42 nicht
in radialer Richtung nach, so dass der Sicherungsvorsprung 72 in eine
der Vertiefungen 57 verriegelnd eingreift.
-
Zum Öffnen dieses
Sekundär-Verriegelungsmechanismus
ist es notwendig, das Sicherungselement 7 mittels seines
Betätigungsglieds 71 in
die Entriegelungsposition 77 zu bewegen, wobei bei dieser Bewegung
die Federarme 74 seitlich entlang der Führungselemente 31 nach
außen
abgebogen werden und dadurch vorgespannt werden. Dadurch wird in
der Entriegelungsposition 77 eine Federkraft durch Auslenken
der Federarme 74, die auf den zylindrischen Erhöhungen 75 seitlich
nach außen
gleiten, aufgebaut. Dadurch sind die Federarme 74 vorgespannt,
so dass das Sicherungselement infolge der aufgebauten Federkraft
nach Loslassen des Betätigungsglieds 71 in
die Verriegelungsposition 78 sich zurückbewegt.
-
Mit
der Erfindung ist somit eine Sekundärsicherung für einen
Rundsteckverbinder mit Überwurfmutter
geschaffen, wobei durch das federnde Sicherungs element einerseits
eine Drehung der Überwurfmutter
in der Öffnungsrichtung
verhindert wird, andererseits jedoch ein Drehen der Überwurfmutter
in der Verschließrichtung
ermöglicht
wird, ohne dass das Sicherungselement aus der Entriegelungsposition bewegt
werden muss. Dies wird durch Integration eines zweiten Federelements
sichergestellt, das für
ein nachgiebiges Verhalten des Sicherungselements für diesen
Fall sorgt, wohingegen durch Integration eines ersten Federelements
sichergestellt wird, dass sich das Sicherungselement selbsttätig in die
Verriegelungsposition zurückbewegt
bzw. dort verbleibt. Hierbei sind das erste und das zweite Federelement vorteilhafter
Weise in einem gemeinsamen einzelnen Teil in Form des Sicherungselements
integriert. Damit ist zum Schließen der Schraubverbindung keine zusätzliche
Aktion eines Bedieners notwendig, wohingegen durch einfaches Zurückbewegen
des Sicherungselements der Verriegelungsmechanismus gelöst werden
kann.