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Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein solches Steckverbinderteil umfasst ein Gehäuse und einen an dem Gehäuse angeordneten Steckabschnitt, der entlang einer Steckrichtung mit dem Gegensteckverbinderteil steckend verbindbar ist. An dem Steckabschnitt können beispielsweise ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente zum Kontaktieren mit zugeordneten elektrischen Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils angeordnet sein, wobei der Steckabschnitt beispielsweise als Stecker oder als Buchse ausgebildet sein kann. Eine Rasteinrichtung dient dazu, das Steckverbinderteil in einer verbundenen Stellung zu dem Gegensteckverbinderteil zu fixieren und weist hierzu ein Rastelement auf, dass in einer Raststellung mit dem Gegensteckverbinderteil verrastet ist. Aus der Raststellung heraus kann das Rastelement in eine Betätigungsrichtung verstellt werden, um das Steckverbinderteil von dem Gegensteckverbinderteil lösen zu können.
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Bei einem solchen Steckverbinderteil besteht das grundsätzliche Bedürfnis für eine einfache ausgebildete, kostengünstig herzustellende und komfortabel für einen Nutzer zu bedienende Verrastung mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil, um in einer verbundenen Stellung das Steckverbinderteil zu dem Gegensteckverbinderteil gegen ein unbeabsichtigtes Lösen zu fixieren. Eine solche Verrastung soll insbesondere einfach und intuitiv für einen Nutzer herzustellen sein, ohne dass hierfür aufwändige Arbeitsschritte erforderlich sind.
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Bei einer aus der
DE 195 35 836 C2 bekannten Rasteinrichtung für ein elektrisches Steckverbindergehäuse stellt ein Rastelement in einer verbundenen Stellung eine Verrastung mit einem zugeordneten, weiteren Steckverbindergehäuse her, wobei ein Sperrglied vorgesehen ist, das in einer Sperrposition in einen Bewegungsraum des Rastelements hineinragt und somit die Verrastung zwischen den Steckverbindergehäusen sperrt.
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Bei einem aus der
DE 10 2014 115 252 A1 bekannten elektrischen Steckverbinderpaar weist ein Steckverbinderteil ein gelenkig mit einem Gehäuse verbundenes Rastelement auf, das in einer Raststellung über ein Schraubelement durch Einschrauben in eine zugeordnete Mutter zu dem Gehäuse fixiert werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckverbinderteil zur Verfügung zu stellen, das eine Rasteinrichtung aufweist, die insbesondere einfach, komfortabel und intuitiv für einen Nutzer zu bedienen und in einer Raststellung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weist die Rasteinrichtung ein um eine Drehachse zu dem Gehäuseabschnitt verdrehbares Sperrelement mit einem Sperrabschnitt auf, der in einer Sperrstellung des Sperrelements mit einem Anlageabschnitt des Rastelements in Anlage ist, sodass ein Verstellen des Rastelements in die Betätigungsrichtung durch den Sperrabschnitt blockiert ist, und der in einer Entsperrstellung des Sperrelements derart zu dem Rastelement verstellt ist, dass das Rastelement in die Betätigungsrichtung aus seiner Raststellung verstellbar ist.
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Das Steckverbinderteil weist eine Rasteinrichtung auf, die dazu dient, das Steckverbinderteil in einer verbundenen Stellung mit dem zugeordneten Gegensteckverbinderteil zu verrasten. Bei hergestellter Verrastung kann das Steckverbinderteil somit nicht ohne weiteres, jedenfalls nicht unbeabsichtigt, von dem Gegensteckverbinderteil gelöst werden. Die Verrastung wird über ein Rastelement hergestellt, dass in einer Raststellung zum Beispiel mit einem Rastvorsprung in eine zugeordnete Rastöffnung des Gegensteckverbinderteils eingreift, sodass das Steckverbinderteil entgegen der Steckrichtung zu dem Gegensteckverbinderteil gesichert ist und somit nicht entgegen der Steckrichtung von dem Gegensteckverbinderteil gelöst werden kann.
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Um das Rastelement in seiner Raststellung zu sperren, ist ein Sperrelement vorgesehen, das zwischen einer Sperrstellung und einer Entsperrstellung verstellt werden kann. Zum Verstellen zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung kann das Sperrelement hierbei zu dem Gehäuseabschnitt des Gehäuses verdreht werden, sodass auf diese Weise das Sperrelement zwischen einer blockierenden Wechselwirkung mit dem Rastelement in der Sperrstellung und einer Freigabe des Rastelements in der Entsperrstellung verstellt wird.
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In der Sperrstellung gelangt das Rastelement mit einem Anlageabschnitt in Anlage mit einem Sperrabschnitt des Sperrelements. Durch diese Anlage wird eine Bewegung des Rastelements in die Betätigungsrichtung blockiert, sodass das Rastelement nicht aus seiner Raststellung heraus verstellt werden kann. Die Verrastung zwischen dem Steckverbinderteil und dem Gegensteckverbinderteil ist somit gesperrt.
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Die Verrastung zwischen dem Steckverbinderteil und dem Gegensteckverbinderteil kann gelöst werden, indem das Sperrelement aus der Sperrstellung in die Entsperrstellung zu dem Gehäuseabschnitt verdreht wird, sodass die Anlage zwischen dem Anlageabschnitt des Rastelements und dem Sperrabschnitt des Sperrelements aufgehoben wird. Ein Raum, in den hinein das Rastelement zum Verstellen aus der Raststellung zu bewegen ist, wird somit freigegeben, sodass das Rastelement in die Betätigungsrichtung verstellt und somit die Verrastung zwischen dem Steckverbinderteil und dem Gegensteckverbinderteil aufgehoben werden kann.
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In einer Ausgestaltung ist das Sperrelement in einer Aufnahmeöffnung des Gehäuseabschnitts drehbar aufgenommen. Das Sperrelement ist hierbei vorzugsweise derart mit dem Gehäuseabschnitt wirkverbunden, dass eine Drehbewegung des Sperrelements um die Drehachse eine axiale Bewegung des Sperrelements entlang der Drehachse bewirkt. Das Verdrehen des Sperrelements zu dem Gehäuseabschnitt führt somit dazu, dass das Sperrelement nicht nur in seiner rotatorischen Stellung um die Drehachse verstellt, sondern auch axial zu dem Gehäuseabschnitt bewegt wird, wodurch der Sperrabschnitt des Sperrelements - bei einem Verstellen des Sperrelements aus der Sperrstellung in die Entsperrstellung - aus dem Bereich des Anlageabschnitts des Rastelements heraus bewegt wird oder - bei einem Verstellen des Sperrelements aus der Entsperrstellung in die Sperrstellung - in den Bereich des Anlageabschnitts gebracht wird und damit den Anlageabschnitt und somit das Rastelement in der Raststellung blockiert.
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Die Drehbewegung des Sperrelements geht somit einher mit einer axialen Bewegung des Sperrelements. Beispielsweise kann bei einer vorbestimmten Drehung des Sperrelements, zum Beispiel einer Vierteldrehung, das Sperrelement um einen vorbestimmten axialen Weg, zum Beispiel einen Verstellweg zwischen 1 mm und 5 mm, verstellt werden, sodass eine Drehung des Sperrelements stets auch ein axiales Verstellen des Sperrelements bewirkt.
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Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Sperrelement in Gewindeeingriff mit dem Gehäuseabschnitt steht. Beispielsweise kann das Sperrelement einen Bolzenschaft und einen an dem Bolzenschaft geformten Gewindeabschnitt aufweisen, wobei über den Gewindeabschnitt das Sperrelement derart mit dem Gehäuseabschnitt wirkverbunden ist, dass eine Drehbewegung des Sperrelements um die Drehachse in eine axiale Bewegung des Sperrelements entlang der Drehachse umgesetzt wird. An dem Gehäuseabschnitt ist ein entsprechend zugeordneter Gewindeabschnitt geformt, sodass eine Gewindeverbindung zwischen dem Sperrelement und dem Gehäuseabschnitt besteht. Das Verdrehen des Sperrelements führt damit in zwangsgekoppelter Weise zu einem axialen Verstellen des Sperrelements entlang der Drehachse, wobei die Steigung des Gewindes so gewählt sein kann, dass der Gewindeeingriff nicht selbsthemmend ist und eine Verdrehung des Sperrelements um einen vergleichsweise kleinen Winkel, zum Beispiel eine Vierteldrehung (90°), zu einer vergleichsweise großen axialen Verstellung des Sperrelements führt. Dies macht die Betätigung der Rasteinrichtung, insbesondere die Betätigung des Sperrelements, einfach und intuitiv für einen Nutzer, der das Sperrelement nur um einen vergleichsweise kleinen Verdrehwinkel verdrehen muss, um das Sperrelement zwischen seinen unterschiedlichen Stellungen zum Sperren der Verrastung oder zum Lösen der Verrastung zu verstellen.
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In einer Ausgestaltung weist das Sperrelement einen axial von dem Bolzenschaft vorstehenden Zapfenabschnitt auf, der in einer Lageröffnung des Gehäuseabschnitts drehbar gelagert ist. Der Zapfenabschnitt ist beispielsweise an einem Ende des Bolzenschafts angeordnet, der von einem von außen zugänglichen Ende des Bolzenschafts abliegt. Der Zapfenabschnitt ist in seinem Durchmesser zum Beispiel gegenüber dem Bolzenschaft reduziert und liegt in der Lageröffnung ein, sodass der Zapfenabschnitt in der Lageröffnung drehbar gelagert und somit an dem Gehäuseabschnitt abgestützt ist.
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An dem anderen, von außen zugänglichen Ende des Bolzenschafts kann zum Beispiel ein Werkzeugeingriff geformt sein, über den ein Nutzer unter Verwendung eines Werkzeugs, zum Beispiel eines Schraubendrehers, auf das Sperrelement zugreifen kann, um das Sperrelement um dessen Drehachse zu verdrehen und dadurch das Sperrelement in der Aufnahmeöffnung des Gehäuseabschnitt zu verstellen.
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In einer Ausgestaltung ist das Sperrelement zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung verdrehbar, wobei das Sperrelement in der Sperrstellung und/oder der Entsperrstellung mit dem Gehäuseabschnitt verrastet ist. Eine solche Verrastung kann beispielsweise über einen an dem Zapfenabschnitt geformten, radial vom Zapfenabschnitt vorstehenden Formschlussabschnitt bereitgestellt werden, der in der Sperrstellung bzw. der Entsperrstellung mit einer jeweils zugeordneten Ausformung der Lageröffnung in Eingriff steht, sodass das Sperrelement in der Sperrstellung bzw. der Entsperrstellung gegenüber dem Gehäuseabschnitt rastend gehalten ist. Das Sperrelement kann somit durch einen Nutzer intuitiv und komfortabel zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung, die jeweils durch Verrastung, zum Beispiel durch rastenden Eingriff des Formschlussabschnitts im eine zugeordnete Ausformung an der Lageröffnung, definiert sind, bewegt werden, wobei das Sperrelement rastend in der Sperrstellung bzw. der Entsperrstellung gehalten ist, sodass das Sperrelement nicht ohne weiteres, jedenfalls nicht unbeabsichtigt, aus der Sperrstellung bzw. der Entsperrstellung verstellt werden kann.
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In einer Ausgestaltung bildet der Sperrabschnitt eine Querfläche aus, die flach entlang einer quer zur Betätigungsrichtung gerichteten Ebene, also parallel zur Drehachse des Sperrelements, erstreckt ist. Dadurch, dass die Querfläche senkrecht zur Betätigungsrichtung ausgerichtet ist, kann die Querfläche eine Abstützung für den Anlageabschnitt des Rastelements in der Sperrstellung des Sperrelements bereitstellen, die das Rastelement zuverlässig in der Raststellung blockiert, ohne dass durch das Rastelement auf die Querfläche wirkende Kräfte zu einem Verstellen des Sperrelements und somit zu einem Aufheben der Blockierung führen könnten. Weil die Querfläche senkrecht zur Betätigungsrichtung gerichtet ist, werden aufgrund der Anlage des Anlageabschnitts des Rastelements an der Querfläche wirkende Kräfte abgeleitet und ein Verstellen des Rastelements in die Betätigungsrichtung blockiert, ohne dass es zu einer Kraftumlenkung und somit zu einem Verstellen des Sperrelements kommt. Die Querfläche liegt parallel zur Drehachse des Sperrelements, sodass in der Sperrstellung keine Kraftkomponente entstehen kann, die das Sperrelement verschieben könnte.
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In einer Ausgestaltung weist der Sperrabschnitt des Sperrelements eine schräg zur Drehachse geneigte konische oder konvex geformte Fläche auf.
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Die konische oder konvex geformte Fläche kann insbesondere zum Zusammenwirken mit einer an dem Anlageabschnitt des Rastelements geformten, schräg zur Drehachse und schräg zur Betätigungsrichtung geneigten Schrägfläche dienen derart, dass bei einem Verstellen des Sperrelements aus der Entsperrstellung in die Sperrstellung der Sperrabschnitt mit der konischen oder konvex geformten Fläche auf die Schrägfläche des Rastelements aufläuft und dadurch ein Verstellen des Rastelements aus einer Lösestellung in Richtung der Raststellung unterstützt wird. Bei einem Verdrehen des Sperrelements aus der Entsperrstellung in die Sperrstellung und bei einem damit einhergehenden axialen Verstellen des Sperrelements entlang der Drehachse wirkt der an dem Sperrelement angeordnete Sperrabschnitt mit seiner konischen oder konvex geformten Fläche auf die Schrägfläche an dem Anlageabschnitt des Rastelements ein, sodass dadurch das Rastelement bei der Überführung aus der Lösestellung in die Raststellung unterstützt wird. In der Raststellung kommt der Anlageabschnitt des Rastelements sodann mit der an dem Sperrabschnitt geformten Querfläche in Anlage, sodass in der Raststellung des Rastelements und bei in der Sperrstellung befindlichen Sperrelement das Rastelement gesperrt und somit zuverlässig in der Raststellung gehalten ist.
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In einer Ausgestaltung weist das Rastelement einen Befestigungsabschnitt auf, der fest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist. Über den Befestigungsabschnitt kann das Rastelement insbesondere drehmomentfest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden sein, sodass der Befestigungsabschnitt nicht zu dem Gehäuseabschnitt bewegbar, insbesondere verschwenkbar ist. Die Befestigung des Befestigungsabschnitts an dem Gehäuseabschnitt kann hierbei beispielsweise über eine Formschlussverbindung hergestellt werden, beispielsweise nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung oder dergleichen.
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Um ein Verstellen des Rastelements zwischen der Raststellung und der Lösestellung zu ermöglichen, ist das Rastelement vorzugsweise in sich elastisch und somit derart elastisch verformbar, dass ein an dem Rastelement angeordneter Rastvorsprung unter elastischer Verformung des Rastelements in rastende Verbindung mit einem an dem Gegensteckverbinderteil geformten Rasteingriff (zum Beispiel einer Rastöffnung) oder außer Verbindung von dem Rasteingriff gebracht werden kann. Ein solcher Rastvorsprung kann beispielsweise über einen Rastarm und einen den Rastarm mit dem Befestigungsabschnitt verbindenden, gekrümmten Krümmungsabschnitt mit dem Befestigungsabschnitt und darüber mit dem Gehäuseabschnitt verbunden sein. Insbesondere im Bereich des Krümmungsabschnitts kann das Rastelement elastisch verformbar sein, sodass das Rastelement unter elastischer Verformung zwischen seiner Raststellung und der Lösestellung bewegbar ist.
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Die Raststellung des Rastelements kann insbesondere einem entlasteten, nicht verformten Zustand des Rastelements entsprechen. Das Rastelement befindet sich somit in der Raststellung, wenn das Rastelement nicht betätigt ist. Dies ermöglicht beispielsweise, das Steckverbinderteil in die Steckrichtung an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil anzusetzen, unter selbsttätiger Herstellung der rastenden Verbindung zwischen dem Steckverbinderteil und dem Gegensteckverbinderteil über das Rastelement.
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Um das Verrasten zu erleichtern, kann hierbei an dem Rastkopf des Rastelements zum Beispiel eine Auflaufschräge geformt sein, mit der der Rastkopf bei steckendem Verbinden des Steckverbinderteils mit dem Gegensteckverbinderteil auf einen Gehäuseabschnitt des Gegensteckverbinderteils aufläuft und somit aus einer Raststellung (geringfügig) ausgelenkt wird, bis das Rastelement mit seinem Rastkopf mit einem zugeordneten Rasteingriff am Gegensteckverbinderteil rastend in Eingriff schnappt und somit eine rastende Verbindung zwischen dem Steckverbinderteil und dem Gegensteckverbinderteil hergestellt wird.
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In einer Ausgestaltung ist der Anlageabschnitt des Rastelements auf einer in der Betätigungsrichtung dem Sperrelement zugewandten Seite des Rastarms geformt. Der Anlageabschnitt kann beispielsweise von dem Rastarm vorstehen und ist derart hin zu dem Sperrelement gewandt, dass der Anlageabschnitt mit dem Sperrelement in Anlage gelangt, wenn sich das Sperrelement in seiner Sperrstellung befindet und somit ein Verstellen des Rastelements aus der Raststellung in Richtung einer Lösestellung sperrt.
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In einer Ausgestaltung weist das Rastelement einen Anschlagabschnitt auf, mit dem das Rastelement in der Raststellung entgegen der Betätigungsrichtung an dem Gehäuseabschnitt anliegt. Über den Anschlagabschnitt ist somit die Raststellung entgegen der Betätigungsrichtung definiert, sodass das Rastelement nicht entgegen der Betätigungsrichtung über die Raststellung hinaus verformt werden kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Rastelement vor dem steckenden Verbinden des Steckverbinderteils mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil sich in einer definierten Stellung zu dem Gehäuseabschnitt, nämlich in der Raststellung, befindet und somit ein Ansetzen des Steckverbinderteils an ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil unter Herstellung einer rastenden Verbindung über das Rastelement in einfacher Weise möglich ist.
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In einer Ausgestaltung weist das Rastelement einen durch einen Nutzer betätigbaren Betätigungskopf zum Verstellen des Rastelements in die Betätigungsrichtung relativ zu dem Gehäuseabschnitt auf. Der Betätigungskopf steht beispielsweise gegenüber dem Gehäuseabschnitt nach außen hin vor, sodass ein Nutzer manuell oder unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs, zum Beispiel eine Schraubendrehers, auf den Betätigungskopf einwirken kann, um beispielsweise das Rastelement in die Betätigungsrichtung zu drücken und somit das Rastelement aus der Raststellung in Richtung der Lösestellung zu verstellen.
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In einer Ausgestaltung weist das Steckverbinderteil eine Mehrzahl von entlang einer quer zur Steckrichtung gerichteten Anreihrichtung aneinander angereihten Steckabschnitten zum steckenden Verbinden mit dem Gegensteckverbinderteil auf. Ein jeder Steckabschnitt kann beispielsweise als Stecker oder als Buchse ausgebildet sein und kann mit einem zugeordneten Gegensteckabschnitt des Gegensteckverbinderteils steckend verbunden werden, wobei an jedem Steckabschnitt ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente zum Herstellen einer elektrischen Kontaktierung mit dem Gegensteckverbinderteil angeordnet sein können.
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Auf einer von den Steckabschnitten abliegenden Seite kann das Steckverbinderteil hierbei beispielsweise eine Mehrzahl von Stecköffnungen aufweisen, über die elektrische Leiter klemmend, zum Beispiel über Federkraftanschlüsse oder dergleichen, mit dem Steckverbinderteil verbunden werden können. Einem jeden Steckabschnitt kann hierbei zum Beispiel eine Stecköffnung zum Einstecken eines elektrischen Leiters zugeordnet sein, sodass über die Stecköffnung ein elektrischer Leiter mit einem elektrischen Kontaktelement des Steckabschnitts verbunden werden kann.
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Die Rasteinrichtung kann zum Beispiel in etwa mittig an dem Steckverbinderteil - betrachtet entlang der Anreihrichtung - angeordnet sein. Allgemein kann die Rasteinrichtung zwischen zwei Steckabschnitten angeordnet sein, sodass beidseitig angrenzend an die Rasteinrichtung ein oder mehrere Steckabschnitte geformt sind. Dies ermöglicht, das Steckverbinderteil und das Gegensteckverbinderteil in ihrer verbundenen Stellung über eine einzelne Rasteinrichtung sicher und zuverlässig miteinander zu verrasten.
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Denkbar und möglich ist hierbei aber auch, an einem Ende des Steckverbinderteils - betrachtet entlang der Anreihrichtung - eine Rasteinrichtung anzuordnen, wobei in diesem Fall vorzugsweise zwei Rasteinrichtungen - beispielsweise an jedem Ende des Steckverbinderteils eine Rasteinrichtung - vorgesehen werden.
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Bei einer Anordnung eines Steckverbinderteils und eines Gegensteckverbinderteils weist das Gegensteckverbinderteil vorzugsweise eine entsprechende Anzahl an Gegensteckabschnitten zum Aufnehmen der Steckabschnitte des Steckverbinderteils auf. Sind die Steckabschnitte des Steckverbinderteils beispielsweise als Stecker geformt, so sind die Gegensteckabschnitte des Gegensteckverbinderteils entsprechend als Buchsen ausgebildet, in die die Steckabschnitte des Steckverbinderteils in die Steckrichtung eingesteckt werden können, um elektrische Kontakte des Steckverbinderteils mit zugeordneten Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils elektrisch zu kontaktieren.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinderteils zusammen mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil;
- 2 eine Ansicht des Steckverbinderteils und des Gegensteckverbinderteils in einer verbundenen Stellung;
- 3A eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß 2;
- 3B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 3A;
- 4A eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß 1;
- 4B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B gemäß 4A;
- 5A eine stirnseitige Ansicht der Rasteinrichtung des Steckverbinderteils;
- 5B eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß 5A;
- 5C eine Schnittansicht entlang der Linie D-D gemäß 5B;
- 5D eine Schnittansicht entlang der Linie E-E gemäß 5B;
- 6A eine stirnseitige Ansicht der Rasteinrichtung, in einer Lösestellung eines Rastelements;
- 6B eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß 6A;
- 6C eine Schnittansicht entlang der Linie D-D gemäß 6B; und
- 6D eine Schnittansicht entlang der Linie E-E gemäß 6B.
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1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinderteils 1, das entlang einer Steckrichtung E steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 2 verbunden werden kann.
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Das Steckverbinderteil 1 weist ein Gehäuse 10 auf, an dem an einer Seite Stecköffnungen 100 geformt sind, in die elektrische Leiter zum Kontaktieren mit in dem Gehäuse 10 eingefassten elektrischen Kontaktelementen eingesteckt und zum Beispiel über Federkraftanschlüsse elektrisch kontaktiert und mechanisch arretiert werden können. An einer den Stecköffnungen 100 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 10 sind Steckabschnitte 101 in Form von von dem Gehäuse 10 entlang der Steckrichtung E vorstehenden Steckern geformt, an denen die elektrischen Kontaktelemente derart angeordnet sind, dass beim steckenden Verbinden des Steckverbinderteils 1 mit dem Gegensteckverbinderteil 2 eine elektrische Kontaktierung mit zugeordneten Gegenkontaktelementen des Gegensteckverbinderteils 2 hergestellt werden kann.
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Das Gegensteckverbinderteil 2 weist ein Gehäuse 20 auf, an dem Gegensteckabschnitte in Form von Stecköffnungen 201 nach Art von Buchsen geformt sind. In die Stecköffnungen 201 können die Steckabschnitte 101 des Steckverbinderteils 1 in die Steckrichtung E eingesteckt werden, um eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2 herzustellen.
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Das Gegensteckverbinderteil 2 weist elektrische Kontaktelemente 200 auf, die zur elektrischen Kontaktierung mit dem Steckverbinderteil 1 in den Bereich der Stecköffnungen 201 ragen und mit Anschlussbeinen an einer Unterseite von dem Gehäuse 20 derart vorstehen, dass das Gegensteckverbinderteil 2 beispielsweise als Anschlussleiste auf einer Leiterplatte einer elektrischen oder elektronischen Baugruppe angeordnet werden kann.
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Die Steckabschnitte 101 des Steckverbinderteils 1 sind entlang einer quer zur Steckrichtung E gerichteten Anreihrichtung A aneinander angereiht und können jeweils mit einer zugeordneten Stecköffnung 201 des Gegensteckverbinderteils 2 in die Steckrichtung E steckend verbunden werden. Während 1 die Anordnung des Steckverbinderteils 1 und des Gegensteckverbinderteils 2 vor dem steckenden Verbinden darstellt, zeigt 2 das Steckverbinderteil 1 und das Gegensteckverbinderteil 2 in einer verbundenen Stellung, in der die Steckabschnitte 101 in die zugeordneten Stecköffnungen 201 eingesteckt sind und somit eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2 hergestellt ist.
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Das Steckverbinderteil 1 weist eine Rasteinrichtung 11 auf, die in etwa mittig - betrachtet entlang der Anreihrichtung A - an dem Steckverbinderteil 1 angeordnet ist und zur mittigen Verrastung des Steckverbinderteils 1 mit dem Gegensteckverbinderteil 2 dient.
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Wie aus 3A, 3B, 4A, 4B und 5A bis 5D und 6A bis 6D ersichtlich ist, weist die Rasteinrichtung 11 ein Rastelement 12 auf, das in einem Gehäuseabschnitt 110 des Gehäuses 10 aufgenommen ist und über einen Befestigungsabschnitt 126 fest mit einem oberen Wandungsabschnitt 113 des Gehäuseabschnitts 110 verbunden ist. Der Befestigungsabschnitt 126 ist hierbei über eine Formschlussverbindung 129 nach Art eines Schwalbenschwanzes formschlüssig mit dem Wandungsabschnitt 113 verbunden, sodass das Rastelement 12 über den Befestigungsabschnitt 126 drehmomentfest zu dem Wandungsabschnitt 113 festgelegt ist.
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Das Rastelement 12 weist einen Krümmungsabschnitt 125, einen Rastarm 122 und einen an dem Rastarm 122 geformten Rastvorsprung 121 auf. Insbesondere im Bereich des Krümmungsabschnitts 125 ist das Rastelement 12 derart elastisch verformbar, dass das Rastelement 12 aus einer (in 5A bis 5D dargestellten) Raststellung in eine (in 6A bis 6D dargestellte) Lösestellung verstellbar ist, unter elastischer Verformung des Rastelements 12 insbesondere im Bereich des Krümmungsabschnitts 125.
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Das Rastelement 12 dient dazu, über den Rastvorsprung 121 eine rastende Verbindung zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2 herzustellen, wenn das Steckverbinderteil 1 in die Steckrichtung E an das Gegensteckverbinderteil 2 angesteckt wird. An dem Rastvorsprung 121 ist hierbei eine Auflaufschräge 127 geformt, mit der der Rastvorsprung 121, wie dies insbesondere aus 4B und 3B ersichtlich ist, auf eine zugeordnete Auflaufschräge 202 an einer stirnseitigen Kante des Gehäuses 20 des Gegensteckverbinderteils 2 aufläuft, sodass das Rastelement 12 beim steckenden Verbinden des Steckverbinderteils 1 mit dem Gegensteckverbinderteil 2 selbsttätig aus einer Raststellung in eine Betätigungsrichtung B ausgelenkt wird und der Rastvorsprung 121 somit an der Stirnkante des Gehäuses 20 vorbei bewegt werden kann, bis der Rastvorsprung 121 mit einem zugeordneten Rasteingriff in Form einer Rastöffnung 21 an einer Oberseite des Gehäuses 20 des Gegensteckverbinderteils 2 in Eingriff schnappt, wie dies aus 3B ersichtlich ist.
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Der Rastarm 122 mit dem daran geformten Rastvorsprung 121 ragt durch eine vorderseitige Öffnung 111 des Gehäuseabschnitts 110 hindurch und steht nach außen an einer dem Gegensteckverbinderteil 2 zugewandten Seite von dem Gehäuse 10 vor, sodass das Rastelement 12 über den Rastvorsprung 121 mit der Rastöffnung 21 des Gegensteckverbinderteils 2 in Eingriff gebracht werden kann.
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Wie zum Beispiel aus 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine Rastöffnung 21 im Bereich der Oberseite einer jeden Stecköffnung 201 des Gegensteckverbinderteils 2 geformt. Das Rastelement 12 der Rasteinrichtung 11 des Steckverbinderteils 1 gelangt hierbei in Eingriff mit der mittig am Gegensteckverbinderteil 2 angeordneten Stecköffnung 201 (mit der beim steckenden Verbinden kein Steckabschnitt 101 des Steckverbinderteils 1 in Eingriff zu bringen ist), sodass eine Verrastung zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2 mittig über die Rasteinrichtung 11 hergestellt wird.
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Das Rastelement 12 weist einen Anschlagabschnitt 123 auf, mit dem das Rastelement 12 entgegen einer Betätigungsrichtung B an einem oberen Wandungsabschnitt 112 des Gehäuseabschnitts 110 anliegt, wenn sich das Rastelement 12 in der Raststellung ( 5A bis 5D) befindet. Über den Anschlagabschnitt 123 ist somit die Raststellung derart definiert, dass das Rastelement 12 nicht entgegen der Betätigungsrichtung B über die Raststellung hinaus zu dem Gehäuseabschnitt 110 verstellt werden kann. Dies stellt sicher, dass vor dem Verbinden des Steckverbinderteils 1 mit dem Gegensteckverbinderteil 2 sich das Rastelement 12 in einer solchen Stellung befindet, dass die Verrastung beim steckenden Verbinden zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2 selbsttätig hergestellt werden kann.
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An einer dem Anschlagabschnitt 123 abgewandten Seite weist das Rastelement 12 einen Anlageabschnitt 124 auf, der von dem Rastarm 122 vorsteht und zum Wechselwirken mit einem Sperrelement 13 dient.
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Das Sperrelement 13 ist um eine Drehachse D drehbar in einer Aufnahmeöffnung 116 des Gehäuseabschnitts 110 aufgenommen und kann zu dem Gehäuseabschnitt 110 um die Drehachse D verdreht werden. Das Sperrelement 13 weist einen Bolzenschaft 130 auf, an dem ein Gewindeabschnitt 132 in Form eines (vorteilhafterweise eine große Steigung aufweisenden) Gewindes geformt ist. Über den Gewindeabschnitt 132 steht das Sperrelement 13 in Gewindeeingriff mit zugeordneten Gewindeabschnitten 115 innenseitig der Aufnahmeöffnung 116 des Gehäuseabschnitts 110, sodass eine Gewindeverbindung zwischen dem Sperrelement 13 und dem Gehäuseabschnitt 110 besteht derart, dass eine Drehbewegung des Sperrelements 13 um die Drehachse D gleichzeitig zu einer axialen Verstellung des Sperrelements 13 entlang der Drehachse D zu dem Gehäuseabschnitt 110 führt.
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Von dem Bolzenschaft 130 steht ein Zapfenabschnitt 131 (mit reduziertem Durchmesser) axial vor. Der Zapfenabschnitt 131 liegt in einer Lageröffnung 114 des Gehäuseabschnitts 110 ein und ist über die Lageröffnung 114 an dem Gehäuseabschnitt 110 gelagert.
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An dem Zapfenabschnitt 131 ist ein Formschlussabschnitt 135 in Form einer radial vorstehenden Nase geformt (siehe zum Beispiel 5C, 5D sowie 6C, 6B), der zum rastenden Wechselwirken mit an der Lageröffnung 114 geformten Ausformungen (siehe insbesondere 5A und 6A) dient. So ist das Sperrelement 13 zwischen einer Sperrstellung (5A bis 5D) und einer Entsperrstellung (6A bis 6C) zu dem Gehäuseabschnitt 110 verdrehbar und dabei in der Sperrstellung genauso wie in der Entsperrstellung derart mit dem Gehäuseabschnitt 110 verrastet, dass das Sperrelement 13 nicht ohne weiteres, jedenfalls nicht unbeabsichtigt aus der Sperrstellung bzw. der Entsperrstellung heraus verdrehbar ist. Die Verrastung wird dadurch hergestellt, dass der Formschlussabschnitt 135 an dem Zapfenabschnitt 131 in einer jeweils zugeordneten, radial nach außen von der an sich kreisrund geformten Öffnung der Lageröffnung 114 vorstehenden Ausformung einliegt, wie dies aus 5A und 6A ersichtlich ist, sodass über diesen Eingriff das Sperrelement 13 in der der Sperrstellung zugeordneten Drehstellung bzw. der der Entsperrstellung zugeordneten Drehstellung zu dem Gehäuseabschnitt 110 arretiert ist.
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Der Gewindeabschnitt 132 weist zwei Anschläge 138, 139 auf, die zum Begrenzen des Verdrehwegs des Sperrelements 13 um die Drehachse D dienen. In der Sperrstellung liegt der Anschlag 138 des Gewindeabschnitts 132, wie aus 5C und 5D ersichtlich, an einem zugeordneten Anschlagabschnitt 118 des Gehäuseabschnitts 110 der Rasteinrichtung 11 an. In der Entsperrstellung hingegen liegt der Anschlag 139 des Gewindeabschnitts 132, wie aus 6C und 6D ersichtlich, an einem zugeordneten Anschlagabschnitt 119 auf der dem Anschlagabschnitt 118 gegenüberliegenden Seite des Gehäuseabschnitts 110 der Rasteinrichtung 11 an. Der Verdrehweg des Sperrelements ist auf diese Weise zwischen zwei definierten Stellungen begrenzt.
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An dem Bolzenschaft 130 des Sperrelements 13 ist ein Sperrabschnitt 133 geformt, der zum Wechselwirken mit dem Anlageabschnitt 124 des Rastelements 12 dient. Der Sperrabschnitt 133 dient insbesondere dazu, in der Sperrstellung (5A bis 5D) den Anlageabschnitt 124 und darüber das Rastelement 12 derart zu blockieren, dass das Rastelement 12 nicht in die Betätigungsrichtung B ausgelenkt werden kann und der Rastvorsprung 121 somit - bei verbundenem Steckverbinderteil 1 und Gegensteckverbinderteil 2 - nicht außer Eingriff von der zugeordneten Rastöffnung 21 des Gegensteckverbinderteils 2 gebracht werden kann.
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Für das Blockieren ist an dem Sperrabschnitt 133 eine Querfläche 134 geformt, die senkrecht zur Betätigungsrichtung B gerichtet ist und in der Sperrstellung in Anlage mit dem Anlageabschnitt 124 des Rastelements 12 ist, wie dies aus 5B ersichtlich ist. Dies führt dazu, dass eine Kraft an dem Rastelement 12 in die Betätigungsrichtung B nicht zu einer Kraftumlenkung an dem Sperrelement 13 und damit zu einem - ungewollten - Verstellen des Sperrelements 13 führen kann.
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Der Bolzenschaft 130 des Sperrelements 13 ist an einer dem Anlageabschnitt 124 des Rastelements 12 abliegenden Seite über einen Führungsabschnitt 117 innenseitig des Gehäuseabschnitts 110 abgestützt, sodass das Sperrelement 13 über den Anlageabschnitt 124 eingeleitete Kräfte aufnehmen und über den Führungsabschnitt 117 ableiten kann, sodass das Rastelement 12 zuverlässig in seiner Raststellung blockiert ist, wenn sich das Sperrelement 13 in der Sperrstellung gemäß 5A bis 5D befindet.
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Der Führungsabschnitt 117 ist als Stützrippe ausgebildet, die (betrachtet in Betätigungsrichtung B) unterhalb der Querfläche 134 angeordnet ist. Auf dem Führungsabschnitt 117 liegt das Sperrelement 13. Der Führungsabschnitt 117 leitet eine Betätigungskraft in den Gehäuseabschnitt 110 ein und verhindert so eine Verformung des Sperrelements 13. Eine Verformung des Sperrelements 13 könnte ansonsten dazu führen, dass das Rastelement 12 sich nach unten bewegen kann und damit ungewollt entrastet.
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Wird das Sperrelement 13 aus der Sperrstellung um ca. eine Vierteldrehung verdreht, so wird dadurch das Sperrelement 13 gleichzeitig axial entlang der Drehachse D verstellt, wie dies im Übergang insbesondere von 5B hin zu 6B ersichtlich ist. Dadurch wird der Sperrabschnitt 133 axial zu dem Anlageabschnitt 124 versetzt und insbesondere auch die Querfläche 134 aus dem Bereich des Anlageabschnitts 124 heraus verdreht. Der Sperrabschnitt 133 kommt somit mit einer konischen Fläche 137 in Gegenüberlage zu einer Schrägfläche 128 des Anlageabschnitts 124, wie dies aus 6B ersichtlich ist, wobei die Blockierung des Rastelements 12 aufgehoben ist und das Rastelement 12 zum Lösen der Verrastung des Steckverbinderteils 1 mit dem Gegensteckverbinderteil 2 in die Betätigungsrichtung B ausgelenkt werden kann, indem ein Nutzer auf einen nach außen von dem Gehäuseabschnitt 110 vorstehenden Betätigungskopf 120 des Rastelements 12 einwirkt. Die Verrastung kann somit gelöst werden, und das Steckverbinderteil 1 kann entgegen der Steckrichtung E von dem Gegensteckverbinderteil 2 entnommen werden.
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Über den Betätigungskopf 120 kann ein Nutzer auf das Rastelement 12 drücken, um das Rastelement 12 und den an dem Rastarm 122 angeordneten Rastvorsprung 121 in die Betätigungsrichtung B zu verstellen. Nach Beendigung einer Betätigung stellt sich das Rastelement 12 selbsttätig - aufgrund der aus der Verformung resultierenden Vorspannkraft - in Richtung der Raststellung zurück, wobei das Zurückstellen für eine zuverlässige Verrastung auch unterstützt wird, indem beim Verdrehen des Sperrelements 13 aus der Entsperrstellung (6A bis 6D) in die Sperrstellung (5A bis 5D) der Sperrabschnitt 133 mit seiner konische Fläche 137 auf die Schrägfläche 128 an dem Anlageabschnitt 124 aufläuft und somit eine Kraft entgegen der Betätigungsrichtung B auf das Rastelement 12 ausübt.
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Die Verdrehbewegung des Sperrelements 13 zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung kann zusätzlich durch Anschläge begrenzt sein, sodass das Sperrelement 13 ausschließlich zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung, aber nicht über die Sperrstellung bzw. die Entsperrstellung hinaus zu dem Gehäuseabschnitt 110 verdreht werden kann.
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Aufgrund der großen Steigung des Gewindeabschnitts 132 des Sperrelements 13 und des Gewindeabschnitts 115 des Gehäuseabschnitts 110 reicht eine vergleichsweise kleine Drehung des Sperrelements 13, zum Beispiel eine Vierteldrehung, aus, um das Sperrelement 13 hinreichend weit in axialer Richtung entlang der Drehachse D zu verstellen und dadurch das Rastelement 12 von der Sperrstellung in die Entsperrstellung oder umgekehrt zu bewegen. Der Gewindeeingriff zwischen dem Sperrelement 13 und dem Gehäuseabschnitt 110 kann hierbei nicht-selbsthemmend ausgeführt sein, wobei eine selbsttätige Verdrehung des Sperrelements 13 zu dem Gehäuseabschnitt 110 durch die senkrecht zur Betätigungsrichtung B gerichtete Querfläche 134 des Sperrabschnitts 133 sowie über die Verrastung des Sperrelements 13 mit dem Gehäuseabschnitt 110 über den Zapfenabschnitt 131 verhindert ist.
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Weil der Rastarm 122 und der daran geformte Rastvorsprung 121 um eine vergleichsweise kleine Länge von dem Steckverbinderteil 1 zum Verrasten mit dem Gegensteckverbinderteil 2 vorstehen kann, ergibt sich im verrasteten Zustand ein vergleichsweise kurzer Kraftfluss zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2. Dies ermöglicht eine zuverlässige Verrastung auch bei Kraftwirkung zwischen dem Steckverbinderteil 1 und dem Gegensteckverbinderteil 2, wobei Fertigungstoleranzen aufgrund der vergleichsweise kurzen Erstreckungslänge des Kraftflusses klein gehalten werden können.
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Das Sperrelement 13 weist an einem von dem Zapfenabschnitt 131 abliegenden Ende einen Werkzeugeingriff 136 auf, über den ein Nutzer von außen auf das Sperrelement 13 zugreifen kann, um das Sperrelement 13 zwischen der Sperrstellung und der Entsperrstellung zu verdrehen. Der Werkzeugeingriff 136 ist hierbei von außen zugänglich, sodass ein Nutzer in einfacher Weise auf das Sperrelement 13 einwirken und dieses zwischen seiner Sperrstellung und der Entsperrstellung verstellen kann.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
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Eine Rasteinrichtung der hier beschriebenen Art kann grundsätzlich an ganz unterschiedlichen Steckverbinderteilen zum Einsatz kommen und ist insofern nicht auf Steckverbinderteile nach Art von Stiftleisten, wie sie in den Figuren dargestellt sind, beschränkt.
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Ein Steckverbinderteil kann grundsätzlich einen oder mehrere Steckabschnitte aufweisen, wobei der oder die Steckabschnitte nach Art von Steckern oder nach Art von Buchsen geformt sein können.
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An solchen Steckabschnitten können elektrische Kontaktelemente oder auch andere Kontaktelemente, zum Beispiel optische Kontaktelemente oder dergleichen, angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinderteil
- 10
- Gehäuse
- 100
- Stecköffnung
- 101
- Steckabschnitt
- 11
- Rasteinrichtung
- 110
- Gehäuseabschnitt
- 111
- Öffnung
- 112, 113
- Wandungsabschnitt
- 114
- Lageröffnung
- 115
- Gewindeabschnitt
- 116
- Aufnahmeöffnung
- 117
- Führungsabschnitt
- 118, 119
- Anschlagabschnitt
- 12
- Rastelement
- 120
- Betätigungskopf
- 121
- Rastvorsprung
- 122
- Rastarm
- 123
- Anschlagabschnitt
- 124
- Anlageabschnitt
- 125
- Krümmungsabschnitt
- 126
- Befestigungsabschnitt
- 127
- Auflaufschräge
- 128
- Schrägfläche
- 129
- Formschlussverbindung
- 13
- Sperrelement
- 130
- Bolzenschaft
- 131
- Zapfenabschnitt
- 132
- Gewindeabschnitt
- 133
- Sperrabschnitt
- 134
- Querfläche
- 135
- Formschlussabschnitt
- 136
- Werkzeugeingriff
- 137
- Konische Fläche
- 138, 139
- Anschlag
- 2
- Gegensteckverbinderteil
- 20
- Gehäuse
- 200
- Elektrisches Kontaktelement
- 201
- Stecköffnung
- 202
- Auflaufschräge
- 21
- Rastöffnung
- A
- Anreihrichtung
- B
- Betätigungsrichtung
- D
- Drehachse
- E
- Steckrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19535836 C2 [0004]
- DE 102014115252 A1 [0005]
