DE102016105975A1

DE102016105975A1 - Verriegelungsvorrichtung für Steckverbinder

Info

Publication number: DE102016105975A1
Application number: DE102016105975.7A
Authority: DE
Inventors: Lutz Tröger; Till Riechmann
Original assignee: Harting AG and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2016-04-01
Publication date: 2017-10-05
Also published as: US11245225B2; CN108886218A; WO2017167327A1; CN108886218B; US20190115693A1; EP3437163A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung 1 für Steckverbinder, aufweisend ein erstes Verriegelungsmittel 10 sowie ein zweites Verriegelungsmittel 20. Die beiden Verriegelungsmittel 10, 20 sind miteinander steckbar und verrastbar. Zur Verrastung des ersten Verriegelungsmittels 10 mit dem zweiten Verriegelungsmittel 20 ist zumindest ein Sperrelement 12. Das Sperrelement 12 ist zur mechanischen Verrastung geeignet und kann über einen Aktor 13 betätigt und gelöst werden. Zur Ausfallsicherung der Verriegelungsvorrichtung 1 ist zudem noch ein Betätiger 15 in dem ersten Verriegelungsmittel 10 oder dem zweiten Verriegelungsmittel 20 angeordnet. Über den Betätiger 15 kann die Verrastung der beiden Verriegelungsmittel 10, 20 auch bei Ausfall des Aktors 15 gelöst werden. Das erste Verriegelungsmittel 10 und das zweite Verriegelungsmittel 20 sind zum Einsatz in einem Stecker sowie einem korrespondierenden Gegenstecker vorgesehen.

Description

Die Erfindung geht aus von einen Verriegelungsvorrichtung für Steckverbinder, aufweisend ein erstes Verriegelungsmittel sowie ein zweites Verriegelungsmittel, wobei das erste Verriegelungsmittel zumindest ein Sperrelement aufweist, wobei das erste Verriegelungsmittel und das zweite Verriegelungsmittel durch das Sperrelement miteinander verriegelbar sind.
Derartige Verriegelungsvorrichtungen werden benötigt um Steckverbinder, bestehende aus einem Stecker und einem Gegenstecker, mechanisch miteinander zu verriegeln. Um eine sichere Verbindung von Stecker und Gegenstecker zu gewährleisten wird so eine mechanische Verriegelung benötigt um den Steckverbinder vor ungewolltem Öffnen zu schützen.
Verriegelungsvorrichtungen sind an Steckverbindern im industriellen Umfeld meist an der Außenseite angebracht um sie von einem Mechaniker oder Monteur öffnen oder schließen lassen zu können. Je nach Art und Ausführung des Steckverbinders sind Verriegelungsvorrichtungen auch innerhalb des Steckverbinders bekannt. Dies ist vor allem dann sinnvoll, wenn die mechanische Verriegelung vor Schmutz, Dreck und Feuchtigkeit geschützt werden muss. Aber auch bei innenliegenden Verriegelungsvorrichtungen muss es auf der Außenseite des Steckverbinders immer einen Betätiger geben, über welchen die Verriegelung geöffnet oder geschlossen werden kann.
Die DE 10 2008 060 561 B4 zeigt einen Steckverbinder mit innenliegender Verriegelung. Dabei ist auf der Innenseite eines Steckers ein Federblech angeordnet, welches zur Verrastung mit einem auf der Innenseite eines Gegensteckers angeordneten Rastnase vorgesehen ist. Auf der Außenseite des Steckers ist ein Druckknopf angeordnet, welcher durch die Wand des Steckers ragt und auf das Federblech so einwirkt, dass die Verrastung zur Rastnase gelöst werden kann.
Aus der DE 20 2010 002 396 U1 ist ein Steckverbinder mit außenliegender Verrieglung bekannt. An einem ersten Stecker sind zwei Verriegelungsbügel angebracht, welche drehbar beweglich über Zapfen an einem Gegenstecker rasten können. Durch das Rasten der Verriegelungsbügel über die Zapfen des Gegensteckers wird der Stecker am Gegenstecker mechanisch gehalten.
Auch sind aus dem Stand der Technik innenliegende Verriegelungsvorrichtungen bekannt, welche durch die Nutzung von automatisiert bewegten Schiebern oder Riegeln basieren. Diese, bevorzugt im E-Mobility-Bereich eingesetzten Lösung zum Diebstahlschutz von Ladekabeln an Autoladesäulen sind jedoch auf Grund des Einsatzes im Auto oder einer zugehörigen Ladesäule sehr aufwändig gestaltet. Die mechanisch komplexen Vorrichtungen sind zumeist baulich sehr massiv und somit platzintensiv ausgeführt, um vor Vandalismus Schutz zu bieten und hohe Auszugkräfte aufnehmen zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungsvorrichtung für Steckverbinder im industriellen Umfeld vorzustellen. Die Verriegelungsvorrichtung soll dabei so klein sein, dass sie in handelsüblichen Industriesteckverbindern nutzbar ist und so vor Verunreinigungen außerhalb des Steckverbinders geschützt ist.
Zudem soll die Verriegelungsvorrichtung mit kleinen Strömen betrieben werden können. Auch soll die Verriegelung zwischen Stecker und Gegenstecker beim Ausfall des Stroms aufrecht erhalten bleiben. Jedoch soll gleichzeitig die Verriegelungsvorrichtung auch ohne Strom oder bei Ausfall einzelner Komponenten noch lösbar sein.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Verriegelungsvorrichtung für Steckverbinder, bevorzugt für Steckverbinder im industriellen Umfeld. Die Verriegelungsvorrichtung ist zur mechanischen Verbindung und Verriegelung von einem Stecker mit einem korrespondierenden Gegenstecker ausgelegt. Dabei weist die Verriegelungsvorrichtung ein erstes Verriegelungsmittel und eine zweite Verriegelungsmittel auf. Das erste Verriegelungsmittel und das zweite Verriegelungsmittel sind zum gegenseitigen Verriegeln vorgesehen. Dafür ist am ersten Verriegelungsmittel zumindest ein Sperrelement vorgesehen. Durch das Sperrelement ist eine Verriegelung des ersten Verriegelungsmittels mit dem zweiten Verriegelungsmittel möglich. Vorzugsweise sind das erste Verriegelungsmittel und das zweite Verriegelungsmittel so ausgebildet, dass sie miteinander steckbar sind.
Das Sperrelement ist so ausgelegt, dass es im gesteckten Zustand des Steckers mit dem Gegenstecker das erste Verriegelungsmittel mit dem zweiten Verriegelungsmittel durch das Sperrelement miteinander verriegelt sind und ein Trennen der beiden Verriegelungselemente mechanisch unterbunden wird. Erfindungsgemäß weist das erste Verriegelungsmittel einen Aktor auf. Der Aktor ist im ersten Verriegelungsmittel angeordnet und kann auf das Sperrelement einwirken. So kann der Aktor das Sperrelement in eine sperrende Position bringen, in welcher das Sperrelement die miteinander verbundenen Verriegelungsmittel sperrt, sowie in eine offene Position, in welcher die beiden Verriegelungsmittel miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden können.
Je nach Ausführung und Anwendungsbereich der Verriegelungsvorrichtung und des Steckverbinders ist der Aktor in verschiedenen Ausführungen möglich. So kann es sich bei dem Aktor um einen elektrisch betriebenen Aktor, wie zum Beispiel um einen Elektromotor oder einen Hubmagneten handeln. Aber auch der Einsatz von pneumatischen Aktoren wie zum Beispiel einem Zylinder kann zweckmäßig sein.
Zweckmäßig weist das erste Verriegelungsmittel und das zweite Verriegelungsmittel einen ersten Steckteil bzw. einen zweiten Steckteil auf. Die Steckteile sind steckseitig an den Verriegelungsmitteln ausgebildet, so dass sie bei miteinander verbundenem Stecker und Gegenstecker ineinander gesteckt sind. Vorzugsweise ist das erste Steckteil dabei als Stift, also als Zylinder ausgebildet und das zweite Steckteil als Buchse, also als Hohlzylinder ausgebildet. So kann das erste Steckteil formschlüssig in das zweite Steckteil eingeschoben und in diesem aufgenommen werden. Auch ist die Ausführung des ersten Steckteils als Buchse und des zweiten Steckteils als Stift erfindungsgemäß denkbar und zweckmäßig.
Weitere Ausführungsformen des ersten Steckteils sowie des zweiten Steckteils wie z.B. quadratisch, rechteckig oder vieleckig sind ebenso denkbar wie die zylindrische Ausführung der Steckteile. Vorzugsweise sind das erste Steckteil und das zweite Steckteil dabei immer formschlüssig ineinanderfügbar. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein. Auch sind nicht formschlüssig ineinander fügbare Steckteile vorteilhaft. So kann beispielsweise der Buchsen-Steckteil größer ausgebildet sein, als der Stift-Steckteil um ein besseres Ineinanderfügen zu ermöglichen. Lediglich die Verriegelung des ersten Steckteils mit dem zweiten Steckteil durch das Sperrelement muss erfindungsgemäß bei den Ausführungsformen ermöglicht sein.
Erfindungsgemäß ist das Sperrelement an dem ersten Steckteil vorgesehen oder angebracht. Bei ineinandergefügten Steckteilen kann das Sperrelement so in das zweite Steckteil eingreifen, dass ein Trennen der Steckteile nicht mehr möglich ist. Für die Ausführungsformen des Sperrelements können dabei alle aus dem Stand der Technik bekannten Möglichkeiten für Sperrelement genutzt werden. Zweckmäßig sind dabei ebenso Rastnasen oder Rasthaken, Sperrstifte oder Sperrbolzen sowie alle weiteren aus bekannten, auf die Größe eines Industriesteckverbinders skalierbaren Sperrelemente.
Besonders vorteilhaft erweist sich für den Einsatz in Steckverbindern für ein industrielles Umfeld die Verwendung von sogenannten Kugelsperrbolzen. Dabei wird das Sperrelement selber durch zumindest eine Kugel gebildet. Zweckmäßig sind für eine sichere Anwendung zwei, drei oder mehr Kugeln geeignet. Die Kugel ist dabei in dem ersten, als Stift-Steckteil ausgebildeten Steckteil der Verriegelungsvorrichtung angeordnet. Ein Bereich der Kugel ragt dabei über die äußere Mantelfläche des Stift-Steckteils heraus. Der restliche Teil der Kugel ist im ersten Steckteil aufgenommen.
Im Stift-Steckteil ist ein Dorn vorgesehen und entlang des Stift-Steckteils verschiebbar. Der Dorn weist schmale sowie breite Bereiche auf, welche je nach Position des Dorns im ersten Steckteil die Kugel weiter oder weniger weit in das erste Steckteil eindringen lassen. So kann die Kugel am schmalen Bereich des Dorns so weit in den Stift-Steckteil eindringen, dass sie vollständig im Stift-Steckteil aufgenommen ist. Die Kugel hat so keine Sperrwirkung und der Stift-Steckteil kann in den als Buchsen-Steckteil ausgeführten zweiten Steckteil eingeführt werden.
Wird der Dorn bewegt, drückt der breite Bereich die Kugel aus dem Stift-Steckteil heraus, dass diese sich bereichsweise außerhalb des Stift-Steckteils befindet. In dieser Position entfaltet die Kugel ihre Wirkung als Sperrelement. Im zweiten Verriegelungsmittel greift die Kugel hinter den Buchsen-Steckteil, so dass der Stift-Steckteil nicht mehr entfernt werden kann.
Je nach Ausführung kann das zweite Steckteil unterschiedlich ausgebildet sein, dass die Kugel als Sperrelement eingreifen kann. Neben einer kurzen Ausführung, hinter welchem die Kugel ihre Sperrwirkung ausüben kann, ist auch eine im zweiten Steckteil umlaufende Nut oder eine Einbuchtung denkbar. Bei eingeführtem erstem Steckteil kann sich die Kugel in die Nut oder Einbuchtung bewegen.
Bei einer Verriegelungsvorrichtung mit Kugelsperrbolzen ist die Ausführung mit zwei oder drei Kugeln besonders zweckmäßig. Eine Weiterbildung dieser Ausführung sieht vor, das erste Verriegelungsmittel und das zweite Verriegelungsmittel mit korrespondierenden Kontaktelementen auszustatten. Die Kontaktelemente sind so an den Verriegelungsmitteln angebracht, dass sie bei vollständig ineinander geführten ersten und zweiten Steckteilen ebenfalls miteinander kontaktieren. Die Kontaktelemente können als elektrische, pneumatische oder kombinierte elektrischpneumatische Kontakte ausgebildet sein. Je nach Einsatzgebiet des Steckverbinders sowie Ausführung des Aktors können hier unterschiedliche Varianten sinnvoll sein.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor einen Endschalter in der Verriegelungsvorrichtung einzusetzen. Der Endschalter ist dabei zweckmäßig im ersten Verriegelungsmittel oder zweiten Verriegelungsmittel angeordnet. Das zweite Verriegelungsmittel bzw. das erste Verriegelungsmittel dienen entsprechend als Betätiger für den Endschalter. So wird der Endschalter bei vollständig miteinander verbundenen ersten und zweiten Verriegelungsmitteln betätigt.
Eine spezielle Ausführungsform sieht vor, dass der Endschalter im zweiten Verriegelungsmittel angeordnet ist und durch das erste Steckteil des ersten Verriegelungsmittels betätigt wird. So kann sichergestellt werden, dass das als Stift ausgebildete erste Steckteil sich innerhalb des als Buchse ausgeführten zweiten Steckteils befindet und so eine sicherer mechanische Verriegelung durch das Sperrelement gewährleistet ist. Der Endschalter ist dafür über die Kontaktelemente mit dem Aktor im ersten Verriegelungsmittel verbunden. Nur wenn der Endschalter betätigt ist, kann der Aktor die Sperrelemente betätigen und so eine Verriegelung des ersten Verriegelungsmittels mit dem zweiten Verriegelungsmittel erzeugen.
Um die Ausfallsicherheit der Verriegelungsvorrichtung zu gewährleisten sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform vor, dass die Verriegelungsvorrichtung einen Betätiger aufweist, welcher auf das Sperrelement einwirkt. Der Betätiger ist dabei, im Gegensatz zum Aktor, für die manuelle Bedienung vorgesehen und geeignet. Dabei kann der Betätiger direkt auf das Sperrelement einwirken oder indirekt.
Eine Ausführung sieht zum Beispiel vor, dass der Betätiger als Schraubbolzen ausgebildet ist. Der Schraubbolzen ist dabei entlang der Steckrichtung drehbar und verschiebbar. Steckseitig ist der Aktor am Schraubbolzen angebracht. Durch herausdrehen des Schraubbolzen entgegen der Steckrichtung kann so der Aktor bewegt werden und somit das Sperrelement gelöst.
Eine spezielle Ausführungsform sieht vor, dass der Dorn des Kugelsperrbolzens zweiteilig ausgebildet ist. Dabei ist die Spitze des Dorns schraubbar am Hauptteil des Dorns angebracht. Der vordere Teil, die Spitze des Dorns fungiert als Betätiger und kann aus der Steckrichtung her abgeschraubt werden, so dass die Kugel die Verriegelung freigibt.
Zweckmäßig weist die Verriegelungsvorrichtung mit Betätiger außerdem eine Öffnung auf, durch welche der Betätiger von außerhalb betätigt werden kann. So ist im Falle eines Betätiger im ersten Verriegelungsmittel das erste Verriegelungsmittel mit einer Öffnung ausgestattet, welche Zugriff auf den Betätiger ermöglicht. Im Falle eines Betätiger im zweiten Verriegelungsmittel, ist dieses entsprechend mit einer Öffnung ausgestattet. Der Betätiger kann neben der Ausführung als Schraubbolzen oder zweiteiliger Dorn auch die Form eines Stifts, einer Feder, einer Rastnase, eines Splints oder anderer technischer Einrichtungen aufweisen, die dafür geeignet sind, die Verriegelung durch das Sperrelement zu lösen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Verriegelungsmittel und dem zweiten Verriegelungsmittel um Steckverbindermodule, welcher zur Aufnahme in einem modularen Steckverbinder vorgesehen sind. Bei derartigen, modularen Steckverbindern können verschiedene Steckverbindermodule miteinander kombiniert werden. So kann die vorgeschlagene Verriegelungsvorrichtung auch besonders vorteilhaft als Steckverbindermodul in derartigen modularen Steckverbindern verwendet werden. Über Aufnahmemittel, welche an dem ersten Verriegelungsmittel und dem zweiten Verriegelungsmittel vorgesehen sind, können diese beispielsweise in einem Halterahmen aufgenommen werden, welcher wiederum in ein Steckverbindergehäuse eingesetzt werden kann. So ist ein besonders flexibler und variabler Einsatz der vorgeschlagenen Verriegelungsvorrichtung im Bereich der industriellen Steckverbinder möglich.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine getrennte Verriegelungsvorrichtung erste Ausführung in Schnittdarstellung;
2 eine verbundene Verriegelungsvorrichtung erster Ausführung in Schnittdarstellung; und
3 und 4 eine verbundene Verriegelungsvorrichtung zweiter Ausführung in Detailansicht.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die 1 zeigt eine Verriegelungsvorrichtung 1 nach der vorliegenden Erfindung in Schnittdarstellung. Die Verrieglungsvorrichtung 1 wird aus einem ersten Verriegelungsmittel 10 und einem zweiten Verriegelungsmittel 20 gebildet. Das erste Verriegelungsmittel 10 und das zweite Verriegelungsmittel 20 sind als Steckverbindermodule ausgebildet, welche zur Aufnahme in einem Halterahmen für modulare Steckverbinder vorgesehen sind. Für die Aufnahme in einem Halterahmen sind dem ersten Verriegelungsmittel 10 zwei Aufnahmemittel 19 angeformt, mit welchen das erste Verriegelungsmittel 10 in Aufnahmen eines Halterahmens formschlüssig gehalten werden kann. Dem zweiten Verriegelungsmittel 20 sind entsprechend Aufnahmemittel 29 angeformt.
Die Verriegelungsmittel 10, 20 sind vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff hergestellt. So können elektrische Komponenten in den Gehäusen des ersten Verriegelungsmittels 10 und des zweiten Verriegelungsmittels 20 direkt aufgenommen werden. Steckseitig ist dem ersten Verriegelungsmittel 10 ein erstes Steckteil 11 angeformt. Das erste Steckteil 11 ist als Stift-Steckteil ausgeprägt und bildet zusammen mit einem Dorn 16 und zwei Kugeln, welche als Sperrelemente 12 dienen, einen sogenannten Kugelsperrbolzen. Die Kugeln sind im vorderen Teil des ersten Steckteils 11 aufgenommen. Um den ersten Steckteil 11 ist eine Sicherungshülse angeordnet, welche die Kugeln in dem ersten Steckteil 11 hält und vor dem Herausfallen sichert. Die Sicherungshülse ist jedoch so ausgelegt, dass die Kugeln bereichsweise aus dem ersten Steckteil 11 herausragen können.
Der in dem ersten Steckteil 11 geführte Dorn 16 weist einen schmalen Bereich sowie einen breiteren Bereich auf. In der 1 ist der Dorn 16 so im ersten Steckteil 11 angeordnet, dass die Kugeln in dem schmaleren Bereich des Dorns 16 liegen und vollständig im ersten Steckteil 11 eintauchen.
Zwischen dem schmalen Bereich und dem breiten Bereich des Dorns 16 ist eine schräge Fläche vorgesehen. Durch Bewegung des Dorns 16 in Steckrichtung werden die Kugeln über die schräge Fläche radial nach außen gedrückt, so dass sie aus dem ersten Steckteil herausragen (siehe 2). Um eine lineare Bewegung des Dorns 16 zu ermöglichen, verfügt der Dorn 16 rückseitig über ein Gewinde in welchem ein Gewindebolzen 17 drehbar eingesetzt ist. Durch Drehung des Gewindebolzens 17 ist der Dorn 16 linear in und gegen die Steckrichtung des ersten Verriegelungsmittels 10 bewegbar.
Für die Drehung des Gewindebolzens 17 ist im ersten Verriegelungsmittel 10 ein Aktor 13 vorgesehen. Der Aktor 13 ist als Elektromotor ausgebildet. Durch Anlegen einer Spannung dreht der Elektromotor als Aktor 13 den Gewindebolzen 17, wodurch eine lineare Bewegung des Dorns 16 erfolgt. So können über den Aktor 13 die Sperrelemente 12 aus dem ersten Steckteil 11 heraus bewegt oder in den ersten Steckteils 11 hineinbewegt werden.
Am Dorn 16 ist weiterhin ein Zeiger 9 vorgesehen. Der Zeiger 9 kann über einen Sensor 8 im ersten Verriegelungsmittel 10 registriert und so die Position des Dorns 16 ermittelt werden. Die Sensorik im beschriebenen Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel optisch erfolgen. Jedoch sind auch andere Sensoren auf beispielsweise magnetischer oder kapazitiver Wirkungsweise denkbar.
Rückseitig ist am ersten Verriegelungsmittel 10 eine Öffnung 18 vorgesehen, welche Zugriff auf einen Betätiger 15 freigibt. Der Betätiger 15 ist als Schraubbolzen ausgeführt und zur linearen Ausrichtung und Fixierung des Aktors 13 im ersten Verriegelungsmittel 10. Der Aktor 13 und der Betätiger 15 verfügen dafür über eine drehbare Verbindung. Im Falle eines Stromausfalls kann die elektrische Versorgung des Aktors 13, also des Elektromotors ggf. nicht mehr sichergestellt werden. In diesem Fall kann der Betätiger 15 über die Öffnung 18 gedreht werden und so der gesamte Aktor 13 linear bewegt werden. Dadurch wird auch der Dorn 16 entgegen der Steckrichtung bewegt wodurch die Kugeln 12 in den ersten Steckteil 11 eintauchen können. So ist auch im Falle einer nicht vorhandenen Stromversorgung das Lösen der Verriegelungsmittel 10, 20 möglich.
Steckseitig, neben dem ersten Steckteil 11, sind an dem ersten Verriegelungsmittel 10 noch elektrische Kontaktelemente 14 vorgesehen. Die Kontaktelemente 14 sind in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und können verschiedene Aufgaben übernehmen. Beispielsweise kann über die Kontaktelemente 14 ein Endschalter 23 im zweiten Verriegelungsmittel 20 an eine Elektronik oder den Aktor 13 im ersten Verriegelungsmittel 10 angeschlossen werden.
Das zweite Verriegelungsmittel 20 weist steckseitig, dem ersten Verriegelungsmittel 10 zugewandt, einen zweiten Steckteil 21 auf. Der zweite Steckteil 21 ist als Buchse ausgebildet, welche korrespondierend zu dem als Stift ausgebildeten ersten Steckteil 11 des ersten Verriegelungsmittels 10 fungiert. Das erste Steckteil 11 kann formschlüssig in dem zweiten Steckteil 21 aufgenommen werden. Dabei ist das zweite Steckteil 21 kürzer als das erste Steckteil 11. So kann das erste Steckteil 11 so weit in das zweite Steckteil 21 eingeführt werden, dass die Sperrelemente 12 bis hinter das zweite Steckteil 21 reichen (siehe 2).
Oberhalb des zweiten Steckteils 21 sind Kontaktelemente 24 am zweiten Verriegelungsmittel 20 vorgesehen. Die Kontaktelemente 24 sind zum Stecken und Kontaktieren der korrespondierenden Kontaktelemente 14 am ersten Verriegelungsmittel 10. Die Kontaktelemente 24 sind mit dem Endschalter 23 verbunden, welcher im zweiten Verriegelungsmittel 20 angeordnet ist. Der Endschalter 23 ist so positioniert, dass das erste Steckteil 11 des ersten Verriegelungsmittels 10 den Endschalter 23 betätigen kann, wenn es vollständig in dem zweiten Steckteil 21 eingeführt ist.
Über den Endschalter 23 kann die Ansteuerung des Aktors 13 freigegeben werden.
So kann der Aktor 13 nur betrieben werden, wenn der Endschalter 23 betätigt ist. Also nur, wenn das erste Verriegelungsmittel 10 und das zweite Verriegelungsmittel 20 vollständig verbunden sind. Dies verhindert ein ungewolltes Verriegeln des Kugelsperrbolzens im ungesteckten Zustand oder beim Kontaktierungsvorgang der Verriegelungsvorrichtung 1.
Zweckmäßig ist das zweite Steckteil 21 mit einer Metallhülse auf der Innenseite versehen. Diese ist vor allem zum Schutz des Kunststoffmaterials vorgesehen. Dadurch wir der Kunststoff nicht beim Stecken oder Trennen beschädigt. Ebenso können die Sperrelemente 12 besser und definierter am Ende der Metallhülse verrasten. So wird ein fester und exakter Sitz des ersten Verriegelungsmittels 10 mit dem zweiten Verriegelungsmittel 20 gewährleistet.
Die Verriegelungsvorrichtung 1 der 1 ist in der 2 in kontaktiertem, verriegeltem Zustand dargestellt. Das erste Verbindungsmittel 10 ist mit dem zweiten Verbindungsmittel 20 zusammengefügt, wodurch das erste Steckteil 11 in das zweite Steckteil 21 vollständig eingeführt ist.
Der als Aktor 13 fungierende Motor ist soweit gedreht, dass über den Gewindebolzen 17, welcher am Rotor des Motors befestigt ist, der Dorn 16 in Richtung des zweiten Verbindungsmittels 20 geschoben wurde. Durch die lineare Verschiebung des Dorns 16 innerhalb des ersten Steckteils 11 wurden die Sperrelemente 12 über die schräge Fläche zwischen dem schmalen und dem breiten Bereich des Dorns 16 radial nach außen gedrückt. Die Sperrelemente 12 ragen damit über den Umfang des ersten Steckteils 11 heraus und verklemmen hinter dem zweiten Steckteil 21. Dadurch ist ein Herausziehen des ersten Steckteils 11 aus dem zweiten Steckteil 21 nicht mehr möglich.
Erst durch Drehen des Motors in die ursprüngliche Position (1) kann der Dorn 16 zurückgezogen und so die Sperrelemente 12 wieder in den ersten Steckteil 11 bewegt werden. Besonders vorteilhaft ist an der Ausführung der Verriegelungsvorrichtung 1 als Kugelsperrbolzen, dass die Lösung der Verriegelung auch unter Spannung zwischen dem ersten Verriegelungsmittel 10 und dem zweiten Verriegelungsmittel 20 fehlerfrei funktioniert. Hier werden sich die Vorteile eines Kugelsperrbolzens zu nutzen gemacht, dass die Kugeln (Sperrelemente 12) auch unter Krafteinfluss noch in den ersten Steckteil 11 bewegbar sind. Sie werden im verriegelten Zustand lediglich von dem Dorn 16 gestückt um die Verriegelung aufrecht zu halten.
Für den Fall einer nicht ausreichenden, fehlerhaften oder abgebrochenen Stromversorgung des Aktors 13 ist die Notentriegelung der Verriegelungsvorrichtung 1 über den Betätiger 15 weiterhin möglich. Durch Herausdrehen des als Schraubbolzen ausgebildeten Betätiger 15 wird der daran angebracht Aktor 13 ebenfalls entgegen der Steckrichtung des ersten Verriegelungsmittels 10 bewegt. Durch die Bewegung des gesamten Aktors 13 wird auch der damit verbundene Dorn 16 so im ersten Steckteil 11 bewegt, dass die Sperrelemente 12 die Verriegelung zwischen dem ersten Verriegelungsmittel 10 und dem zweiten Verriegelungsmittel 20 lösen.
Die beschriebene Notentriegelung funktioniert jedoch nur Aktor-Seitig an der Verriegelungsvorrichtung 1. Für die Notentriegelung aus der gegenüberliegenden Seite ist eine weitere Ausführungsform nötig, welche in den 3 und 4 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Notentriegelung von der Seite des zweiten Verriegelungsmittels 20, welches keine Aktor 13 enthält, getätigt werden. Dafür verfügt das zweite Verriegelungsmittel 20 über eine Öffnung 18, die rückseitig Zugriff auf die Innenseite des zweiten Verriegelungsmittels 20 ermöglicht.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Dorn 16 zweiteilig ausgeführt. Speziell wird der Dorn 16 aus einem Hauptteil 16a und einer Spitze 16b gebildet. Die Spitze 16b des Dorns 16 bildet zumindest den breiteren Bereich welcher zur Sperrung der Sperrelemente 12 vorgesehen ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind an der Spitze 16b sowohl der breitere als auch der schmalere Bereich des Dorns 16 vorgesehen.
Der Hauptteil 16a und die Spitze 16b des Dorns 16 sind über ein Gewinde miteinander lösbar verbunden. Für den Fall einer Notentriegelung (4) kann durch die Öffnung 18 mit einem entsprechenden Werkzeug die Spitze 16b des Dorns 16 abgeschraubt werden. Durch Entfernen der Spitze 16b können die Sperrelemente 12 vollständig in den ersten Steckteil 11 eintauchen. Die Verriegelung des ersten Verriegelungsmittels 10 mit dem zweiten Verriegelungsmittel 20 ist so gelöst und eine Trennung der Steckverbinder möglich. In diesem Ausführungsbeispiel fungiert die Spitze 16b des Dorns 16 als Betätiger 15 zur Öffnung der Verriegelungsvorrichtung 1.
Diese Ausführung des Dorns 16 ermöglicht eine besonders vorteilhafte Öffnung der Verriegelungsvorrichtung 1 auch wenn kein Strom für die Betreibung des Aktors 13 zur Verfügung steht. Auch können so Fehlfunktionen oder technische Ausfälle des Aktors 13 behoben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008060561 B4 [0004]
DE 202010002396 U1 [0005]

Claims

Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder, aufweisend ein erstes Verriegelungsmittel (10) sowie ein zweites Verriegelungsmittel (20), wobei das erste Verriegelungsmittel (10) zumindest ein Sperrelement (12) aufweist, wobei das erste Verriegelungsmittel (10) und das zweite Verriegelungsmittel (20) durch das Sperrelement (12) miteinander verriegelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (10) einen Aktor (13) aufweist, wobei der Aktor (13) auf das Sperrelement (12) einwirkt.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (10) einen ersten Steckteil (11) aufweist und das zweite Verriegelungsmittel (20) einen zweiten Steckteil (21) aufweist, wobei der erste Steckteil (11) und der zweite Steckteil (21) ineinander steckbar ausgebildet sind.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steckteil (11) und der zweite Steckteil (21) formschlüssig ineinander steckbar ausgebildet sind.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steckteil (11) als Stift ausgeführt ist und der zweite Steckteil (21) als Buchse ausgeführt ist, oder dass der erste Steckteil (11) als Buchse ausgeführt ist und der zweite Steckteil (21) als Stift ausgeführt ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (12) an dem ersten Steckteil (11) des ersten Verriegelungsmittels (10) ausgebildet ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (12) in den zweiten Steckteil (21) des zweiten Verriegelungsmittels (20) eingreifbar ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steckteil (11) des ersten Verriegelungsmittels (10) zusammen mit dem Sperrelement (12) als sogenannter Kugelsperrbolzen ausgebildet ist, wobei das Sperrelement (12) als Kugel ausgebildet ist, und dass der zweite Steckteil (21) des zweiten Verriegelungsmittels (20) als Aufnahme für den Kugelsperrbolzen ausgebildet ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelsperrbolzen zwei als Kugeln ausgebildete Sperrelemente (12) aufweist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (10) und das zweite Verriegelungsmittel (20) korrespondierende Kontakteelemente (14, 24) aufweisen.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (14, 24) als elektrische Kontakte, pneumatische Kontakte oder kombinierte elektrisch-pneumatische Kontakte ausgebildet sind.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (1) einen Endschalter (23) aufweist, wobei der Endschalter (23) bei vollständig kontaktiertem ersten und zweiten Verriegelungsmittel (10, 20) geschaltet wird.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Endschalter (23) im zweiten Verriegelungsmittel (20) angeordnet ist und durch das erste Verriegelungsmittel (10) betätigbar ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach Anspruch 9 oder 10 und Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Endschalter (23) elektrisch über die Kontaktelemente (14, 24) mit dem Aktor (13) verbunden ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aktor (13) um einen elektrisch betrieben Aktor handelt.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (13) als Elektromotor ausgebildet ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (13) als Hubmagnet ausgebildet ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aktor (13) um einen pneumatisch betrieben Aktor handelt.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (1) einen Betätiger (15) aufweist, wobei durch den Betätiger (15) das Sperrelement (12) entsperrbar ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (15) auf den Aktor (13) einwirkt und so indirekt das Sperrelement (12) entsperrbar ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (15) als Schraubbolzen ausgebildet ist, welcher im ersten Verriegelungsmittel (10) drehbar und linear beweglich angeordnet ist, wobei der Aktor (13) am Betätiger (15) angebracht und mit diesem linear beweglich angeordnet ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (15) im ersten Steckteil (11) angeordnet ist und aus Steckrichtung des ersten Verriegelungsmittels (10) zugänglich ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (1) eine Öffnung (18) aufweist, und dass über die Öffnung (18) Zugriff auf den Betätiger (15) möglich ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Verriegelungsmittel (10) und dem zweiten Verriegelungsmittel (20) jeweils um ein Steckverbindermodul zur Aufnahme in einem modularen Steckverbinder handelt.
Verriegelungsvorrichtung (1) für Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (10) und das zweite Verriegelungsmittel (20) Aufnahmemittel (19, 29) aufweisen, welche zur Aufnahme der Verriegelungsmittel (10, 20) in einem Steckverbinder ausgebildet sind.