DE102011052806A1

DE102011052806A1 - Verriegelungsvorrichtung für einen Steckverbindergehäuse

Info

Publication number: DE102011052806A1
Application number: DE102011052806A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schnieder; Henrik Stegmann; Wim Colson
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-08-19
Also published as: CN103765696A; JP5738487B2; US9153905B2; EP2737583B1; EP2737583A1; DE102011052806B4; CA2843282C; CA2843282A1; RU2014107420A; KR20140038563A; CN103765696B; JP2014522080A; PL2737583T3; KR101599159B1; RU2572239C2; US20140235084A1; WO2013013665A1; BR112014001920A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung, zur reversiblen Verriegelung eines Steckverbindergehäuses (1) mit einem dafür vorgesehenen Gegensteckergehäuse (2), wobei die Verriegelungsvorrichtung (9, 9‘, 9‘‘) zumindest einen Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) aufweist, wobei der zumindest eine Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) wiederum zumindest eine Aufnahme (16, 16‘, 16‘‘, 17, 17‘, 17‘‘) umfasst, die mit an den Steckverbindergehäuse (1) und Gegensteckergehäuse (2) angeformten Lagerzapfen (18) derart zusammenwirkt, dass das Steckverbindergehäuse (1) und das Gegensteckergehäuse gegeneinander gepresst sind, wobei der zumindest eine Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) aus einem elastomeren Werkstoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung zur reversiblen Verriegelung eines Steckverbindergehäuses mit einem dafür vorgesehenen Gegensteckergehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Steckverbindergehäuse tragen in der Regel jeweils mehrere Kontaktelemente, die beispielsweise mit den einzelnen Leitern eines angeschlossenen Kabels verbunden sind. Die Kontaktelemente des Steckverbindergehäuses werden mit den Kontaktelementen eines dazu passenden Gegensteckers kontaktiert. Die Kontaktelemente sind dazu steckseitig stift- oder buchsenförmig ausgebildet. Verriegelungsvorrichtungen werden benötigt, damit die miteinander kontaktierten Kontaktelemente des Steckverbinders und Gegensteckers nicht aus Versehen, beispielsweise durch einen leichten Zug am Kabel, wieder voneinander gelöst werden können.
Die DE 195 08 605 C1 zeigt ein Steckverbindergehäuse welches beidseitig schwenkbar gelagerte, U-förmige Verriegelungsbügel aufweist. Die Verriegelungsbügel umfassen kipphebelartige Verriegelungselemente, die beim Verriegelungsvorgang über Zapfen eines Gegensteckergehäuses geführt werden. Diese Steckverbindergehäuseverriegelung ist unter dem Markennamen Han-easy-lock^® bekannt. Eine Steckverbindung, die über Verriegelungsbügel gesichert ist, gilt als sehr zuverlässig. Fällt ein Steckverbindergehäuse, welches derartige Verriegelungsbügel umfasst, jedoch auf den Boden, können die Verriegelungsbügel verbogen oder die Lagerung der Bügel beschädigt werden.
Dadurch wird die Zuverlässigkeit einer solchen Verriegelung vermindert. Außerdem lässt die Dichtwirkung zwischen den Steckverbindergehäusen nach.
Die WO 2011069521 A1 zeigt ein Steckverbindergehäuse, welches über zwei Druckknöpfe verfügt. Die Druckknöpfe sind mit im Gehäuseinneren befindlichen Blechen wirkverbunden, die eine Ausnehmung enthalten, die über einen Rastfortsatz des jeweils passenden Gegensteckergehäuses greift. Dieser Steckverbinder samt Verriegelung ist im Markt unter dem Namen Han-Yellock^® bekannt.
Eine derartige Verriegelung ist sehr zuverlässig und auch gegen mechanische Einwirkungen (Herabfallen, Draufhauen, etc.) gewappnet. Allerdings hat eine derartige Verriegelung einen höheren Preis als eine Verriegelung, die über Verriegelungsbügel realisiert wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verriegelungsvorrichtung für miteinander zusammensteckbare Steckverbindergehäuse vorzuschlagen, die robust und gleichzeitig preisgünstig ist.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung ist zur reversiblen Verriegelung eines Steckverbindergehäuses mit einem dazu passenden Gegensteckergehäuse vorgesehen. Es ist aber auch denkbar die Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Steckverbindergehäuses bei einer Maschinenbuchse zu verwenden.
Im Folgenden werden ein Steckverbindergehäuse und Gegensteckergehäuse auch kurz als Gehäuse bezeichnet. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich Merkmale gleichwertig auf beide (Steckverbindergehäuse und Gegensteckergehäuse) übertragen lassen.
Im Inneren des Steckverbindergehäuses sind Kontaktelemente angeordnet, die jeweils mit den einzelnen Leitern eines angeschlossenen Kabels verbunden sind. Mehrere einzelne Kontaktelemente werden oft auch in so genannten Steckverbindermodulen zusammengefasst, wie sie beispielsweise in der WO 2011069521 A1 offenbart sind. Die Module können dann als Ganzes in die Steckverbindergehäuse eingebracht werden.
Die Verriegelungsvorrichtung umfasst zumindest ein Verriegelungsarmpaar. Das Verriegelungsarmpaar besteht aus zwei einzelnen Verriegelungsarmen, die in entgegengesetzter Richtung zueinander vom Grundkörper der Verriegelungsvorrichtung abstehen. Endseitig umfassen die einzelnen Verriegelungsarme Aufnahmen. In diese Aufnahmen können die an den jeweiligen Steckverbindergehäusen angeformten Lagerzapfen eingreifen, so dass die beiden Steckverbindergehäuse (Stecker und Gegenstecker) miteinander verriegelt sind. Verriegelt bedeutet in diesem Fall, dass das Steckverbindergehäuse und das Gegensteckergehäuse federnd gegeneinander gepresst sind.
Ein federndes Gegeneinanderpressen zweier miteinander zusammengesteckter Gehäuse wird bevorzugt dadurch realisiert, dass die Verriegelungsarme der Verriegelungsvorrichtung in axialer Richtung dehnbar sind. Daher bestehen die Verriegelungsarme der Verriegelungsvorrichtung vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise Nitrilkautschuk (NBR, HNBR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyurethan oder aus einer Kombination der vorgenannten Materialien.
Vorzugsweise wird der elastomere Werkstoff zusätzlich noch faserverstärkt. Dadurch wird eine besonders langlebige Verriegelungsvorrichtung erreicht.
In der Regel werden die zusammen gesteckten Steckverbindergehäuse durch ein Dichtelement gegen das Eindringen von Medien abgedichtet. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Dichtelement ein Teil der Verriegelungsvorrichtung. Das Dichtelement wird im Wesentlichen vom Grundkörper der Verriegelungsvorrichtung gebildet und ist demnach an die Bauform der Steckverbindergehäuse angepasst. Vom Grundkörper steht das zumindest eine Verriegelungsarmpaar ab, so dass Dichtelement und Verriegelungsvorrichtung als einstückiges Bauteil ausgebildet sind.
Der Grundkörper kann auch als Verriegelungsring bezeichnet werden. Der Verriegelungsring ist zwischen die Fügenaht des Steckverbindergehäuses und des Gegensteckergehäuses klemmbar und dichtet diese dadurch ab.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist am Verriegelungsring zumindest ein Verriegelungsarm angeformt. Vorteilhafterweise sind am Verriegelungsring mehrere Verriegelungsarme angeformt.
Vorteilhafterweise hat der elastomere Werkstoff, aus dem die Verriegelungsvorrichtung gebildet ist, eine Härte zwischen 90 und 30 Shore-B. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn der elastomere Werkstoff, aus dem die Verriegelungsvorrichtung gebildet ist, eine Härte zwischen 90 und 30 Shore-A besitzt.
Test haben gezeigt, dass eine Shorehärte zwischen 60 und 70 Shore-A besonders vorteilhaft ist. In diesem Fall lassen sich die Verriegelungsarme vom Nutzer händisch wieder von den Lagerzapfen der Steckverbindergehäuse entfernen, ohne dass die Verriegelungsstärke und die Dichtigkeit verringert ist.
Bei den Aufnahmen der Verriegelungsarme wird es sich in der Regel um Bohrungen handeln, die über die Lagerzapfen der Steckverbindergehäuse geführt sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Aufnahmen eine metallische Komponente durch die diese verstärkt werden. Beispielsweise kann es sich bei der metallischen Komponente um eine Öse handeln, die den Rand der Aufnahme des Verriegelungsarms umschließt. Dadurch wird die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung besonders haltbar und langlebig.
Anstatt einer metallischen Komponente können die Aufnahmen auch durch eine Kunststoffkomponente verstärkt werden. Diese Kunststoffverstärkung kann direkt beim Herstellungsprozess mit in die Verriegelungsvorrichtung einvulkanisiert oder eingespritzt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zumindest ein Verriegelungsarm der Verriegelungsvorrichtung irreversibel an ein Steckverbindergehäuse angebracht. Dies kann beispielsweise über eine Nietverbindung realisiert werden. Beim Nietvorgang wird die Niete durch die Aufnahmen des Verriegelungsarms und gleichzeitig durch eine dazu passende Bohrung im Gehäuse geführt. Anschließend wird der Nietkopf irreversibel mit einem geeigneten Werkzeug verformt. In diesem Fall ist die Verriegelungsvorrichtung verliersicher mit einem Steckverbindergehäuse verbunden.
Eine Irreversible Anbringung der Verriegelungsvorrichtung an ein Steckverbindergehäuse kann auch über eine Klebung erreicht werden. Es ist auch denkbar die Verriegelungsvorrichtung direkt an das Steckverbindergehäuse anzuvulkanisieren, insbesondere dann, wenn es sich um ein Kunststoffgehäuse handelt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines mit einem Steckverbindergehäuse verriegelten Gegensteckergehäuse,
2 eine perspektivische Darstellung einer Verriegelungsvorrichtung,
3 eine perspektivische Darstellung eines Steckverbindergehäuses und Gegensteckergehäuses, welche durch eine zweite Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung miteinander verbunden sind,
4 eine perspektivische Darstellung der zweiten Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung und
5 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung.
Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines mit einem Steckverbindergehäuse 1 verriegelten Gegensteckergehäuse 2. Bei dem Steckverbindergehäuse 1 und Gegensteckergehäuse 2 handelt es sich um ein seit vielen Jahren im Markt erhältliches Bauteil. Hier sind Steckverbindergehäuse 1 und Gegensteckergehäuse 2 baulich gleich ausgeführt. Dies ist aber nicht immer der Fall. Das Steckverbindergehäuse 1 enthält eine Öffnung 3 durch welche das anzuschließende Kabel (hier nicht gezeigt) ins Innere der Steckverbindergehäuses 1 ragt. An den Längsseiten des Steckverbindergehäuses 1 sind Lagerzapfen 18 angeformt.
Die 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verriegelungsvorrichtung 9. Die Verriegelungsvorrichtung 9 hat einen im Wesentlichen rechteckigen Grundkörper 11. Innerhalb des Grundkörpers 11 ist ein umlaufender Steg 12 vorgesehen, der mit der Gehäusekante des Steckverbinders 1 korreliert. Der Steg 12 befindet sich auf beiden Seiten des Grundkörpers 11. Dadurch werden zwei miteinander verriegelte Steckverbindergehäuse 1, 2 (Stecker- und Gegensteckergehäuse) gegen Medien wie beispielsweise Staub und Wasser abdichtet. Der Grundkörper 11 wird auch als Verriegelungsring bezeichnet.
Vom Grundkörper 11 der Verriegelungsvorrichtung 9 stehen senkrecht Verriegelungsarme 15, 20 in beiden Richtungen ab. Die gegensinnig abstehenden einzelnen Verriegelungsarme 15, 20 bilden zusammen ein Verriegelungsarmpaar 10. Jeder Verriegelungsarme 15, 20 enthält Aufnahmen 16, 17, die die Lagerzapfen 18 der Gehäuse 1, 2 umgreifen.
Die Höhendifferenz zwischen den Aufnahmen 16, 17 der Verriegelungsarme 15, 20 und der Ebene des umlaufenden Stegs 12 ist geringer als die Höhendifferenz zwischen den Lagerzapfen 18 und der auf den Steg 12 aufliegenden unteren Kante des Steckverbindergehäuses 1. Da die Verriegelungsarme 15, 20 aus einem elastischen Material (einem Elastomer) gebildet sind, wird eine Zugkraft in axialer Richtung auf die Lagerzapfen 18 ausgeübt und die untere Kante des Steckverbindergehäuses 1 auf den Steg 12 gepresst. Dadurch wird mit der Verriegelungsvorrichtung gleichzeitig auch eine optimale Dichtfunktion erreicht.
Die Verriegelungsarme 15, 20 sind innenseitig mit einer schrägen Kante 13 versehen. Dadurch liegen die Verriegelungsarme im oberen Bereich nicht direkt am Steckverbindergehäuse 1 und Gegensteckergehäuse 2 an. So können die Verriegelungsarme 15, 20 händisch wieder leicht von den Lagerzapfen 18 entfernt werden. Beim Verriegelungsvorgang sorgt die abgeschrägte Kante 13 dafür, dass die Verriegelungsarme 15, 20 zunächst über die Gehäusekante und die Lagerzapfen 18 hinweggleiten. Anschließend klappen die Verriegelungsarme 15, 20 über die Lagerzapfen 18 ein, so dass sich die Lagerzapfen 18 in den zugehörigen Aufnahmen 16, 17 befinden. Ein derartiger Verriegelungsvorgang erfordert lediglich einen geringen Kraftaufwand.
Lässt die Zugkraft der elastomeren Verriegelungsarme 15, 20 nach, kann ein Kunde die Steckverbindergehäuse 1, 2 weiterverwenden und einfach eine neue, frische Verriegelungsvorrichtung 9 anbringen. Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung 9 kann bei geeigneter Materialwahl als recyclefähiges Einwegteil vorgesehen sein. So bleibt die Dicht- und Verriegelungswirkung bei einem erneuten Zusammenstecken der Gehäuse 1, 2 immer auf dem gleichen Niveau.
Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 9‘. Bauteile mit der gleichen Funktion werden auch mit den oben bereits verwendeten Bezugszeichen versehen. Um einen Unterschied zwischen den einzelnen Ausführungsformen aufzuzeigen, werden die Bezugszeichen jedoch mit einen „ ‘ “ versehen.
Die Verriegelungsarme 15‘ der Verriegelungsvorrichtung 9‘ werden über Nieten 4 am Steckverbindergehäuse 1 befestigt. An Stelle von Nieten kann aber auch eine Schraubverbindung vorgesehen sein. Der Verriegelungsarm 20‘ ist einteilig ausgebildet und enthält zwei Aufnahmen 17‘, die über die Zapfen 18 des Gegensteckergehäuses 2 greifen.
Im Markt sind Gehäuse erhältlich, die Zapfen 18 auf der Längsseite oder auch auf der Schmalseite tragen. Bei Gegensteckergehäusen 2 mit Zapfen 18 an den Schmalseiten, ist der Verriegelungsarm 20‘ an der Schmalseite des Grundkörpers 11‘ der Verriegelungsvorrichtung 9‘ angebracht. Befinden sich die Zapfen an der Längsseite des Steckverbindergehäuses 1, können die Verriegelungsarme 15‘, 20‘ an unterschiedlichen Stellen (Längsseite, Schmalseite) vom Grundkörper 11‘ der Verriegelungsvorrichtung 9‘ abstehen. Es ist also möglich mit der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 9‘ Gehäuse 1, 2 miteinander zu verriegeln, deren Zapfen 18 unterschiedlich zueinander ausgerichtet sind. Dies war mit den bekannten Verriegelungsvorrichtungen bislang nicht möglich.
Die 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung 9‘‘. Auch bei dieser Ausführungsform werden die Verriegelungsarme 15‘‘ bevorzugt über eine Niet- oder Schraubverbindung an das Steckverbindergehäuse 1 angebracht.
Die Verriegelungsarme 20‘‘ werden – wie bereits bei den anderen Ausführungsformen beschrieben – über die Lagerzapfen 18 des Gegensteckergehäuses 2 geführt. Dadurch werden die Gehäuse 1, 2 miteinander verriegelt. Auch bei dieser Ausführungsform können die Verriegelungsarme 15‘‘, 20‘‘ so am Grundkörper 11‘‘ angebracht werden, das verschiedene Gehäusetypen mit unterschiedlicher Lagerzapfenposition miteinander verriegelbar sind. Diese Eigenschaft macht die erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ zu flexibel und universell einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbindergehäuse
2: Gegensteckergehäuse
3: Öffnung für den Kabelabgang
4: Niete
9: Verriegelungsvorrichtung
10: Verriegelungsarmpaar
11: Grundkörper, Verriegelungsring
12: Umlaufender Steg
13: abgeschrägte Kante
15: Einzelner Verriegelungsarm
16: Aufnahme
17: Aufnahme
18: Lagerzapfen
20: Einzelner Verriegelungsarm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19508605 C1 [0003]
WO 2011069521 A1 [0005, 0011]

Claims

Verriegelungsvorrichtung, zur reversiblen Verriegelung eines Steckverbindergehäuses (1) mit einem Gegensteckergehäuse (2), • wobei die Verriegelungsvorrichtung (9, 9‘, 9‘‘) zumindest einen Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) aufweist, • wobei der zumindest eine Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) wiederum zumindest eine Aufnahme (16, 16‘, 16‘‘, 17, 17‘, 17‘‘) umfasst, die mit zumindest einen an den Steckverbindergehäuse (1) und/oder Gegensteckergehäuse (2) angeformten Lagerzapfen (18) derart zusammenwirkt, dass das Steckverbindergehäuse (1) und das Gegensteckergehäuse gegeneinander gepresst sind, dadurch gekennzeichnet, dass • der zumindest eine Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) aus einem elastomeren Werkstoff besteht.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass • der zumindest eine Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) an einem Grundkörper (11, 11‘, 11‘‘) angeformt ist, • wobei der Grundkörper (11, 11‘, 11‘‘) zwischen die Fügenaht des Steckverbindergehäuses (1) und des Gegensteckergehäuses (2) klemmbar ist.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • die Verriegelungsvorrichtung (9, 9‘, 9‘‘) zumindest ein Verriegelungsarmpaar (10) umfasst, • und die einzelnen Verriegelungsarme (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) des zumindest einen Verriegelungsarmpaars (10) entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • die zusammengesteckten Gehäuse (1, 2) durch ein Dichtelement (12, 12‘, 12‘‘) gegen das Eindringen von Medien abgedichtet sind, • und das Dichtelement ein Teil der Verriegelungsvorrichtung (9, 9‘, 9‘‘) ist, so dass das Dichtelement und die Verriegelungsvorrichtung (9, 9‘, 9‘‘) als einstückiges Bauteil ausgebildet sind.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Werkstoff, aus dem die Verriegelungsvorrichtung gebildet ist, eine Härte zwischen 90 und 30 Shore-B besitzt.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Werkstoff, aus dem die Verriegelungsvorrichtung gebildet ist, eine Härte zwischen 90 und 30 Shore-A besitzt.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (16, 16‘, 16‘‘, 17, 17‘, 17‘‘) durch eine metallische Komponente verstärkt sind.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (16, 16‘, 16‘‘, 17, 17‘, 17‘‘) durch eine Kunststoffkomponente verstärkt sind.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Verriegelungsarm (15, 15‘, 15‘‘, 20, 20‘, 20‘‘) irreversibel über eine Niet- oder Schraub- oder Vulkanisations- oder Klebeverbindung an ein Gehäuse (1, 2) angebracht ist.