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Die
Erfindung betrifft ein Bauelement aus Kunststoff für die elektrische
Verbindungstechnik, insbesondere für Haushaltgeräte, die
während
des Betriebs Schwingungen ausgesetzt sind, mit einer Steckbuchse,
die zur formschlüssigen
Aufnahme eines Steckers ausgebildet ist.
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Ein
Trend bei Haushaltgeräten
geht dahin, den Funktionsumfang dieser Geräte immer mehr auszuweiten und
ihren Automatisierungsgrad zu erhöhen. Damit verbunden ist eine
steigende Anzahl von Funktionseinheiten, Messwerterfassungs- und Auswerteeinrichtungen,
um alle zusätzlichen
Funktionen ausführen, überwachen
und steuern zu können.
Für die
Installationstechnik bedeutet dies eine erhöhte Anzahl von Steuer- und
Stromversorgungsleitungen und elektrischen Verbindungselementen. Im
Folgenden wird für
alle Arten von Leitungen der Begriff Kabel verwendet.
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Aus
Gründen
der Fertigungstechnologie und des Reparaturdienstes ist eine übersichtliche
Anordnung und eine eindeutige Zuordnung von Kabeln und elektrischen
Verbindungselementen erforderlich. Für Wäschepflegegeräte, die
während
des Betriebes etwa beim Waschen oder beim Schleudern erheblichen
Schwingungen ausgesetzt sind, gelten weitere Anforderungen, z.B.
in puncto Montage-Festigkeit.
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Es
sind Vorkehrungen zu treffen, dass die Isolierung der Kabel nicht
durch gegenseitiges Reiben beschädigt
wird oder dass durch Materialermüdung
Kabelbrüche
auftreten. Üblicherweise
werden Kabel zu Strängen
oder Kabelbäumen
zusammengefaßt
und in geeigneter Weise fest mit dem Gerät verbunden. Dadurch lassen
sich auch unangenehme Klappergeräusche
vermeiden. Aus fertigungstechnischen Gründen müssen Kabel oft sehr genau räumlich positioniert
sein, in diesen Fällen
müssen
die Kabel besonders gesichert werden.
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Zur
Befestigung von Kabeln, beispielsweise an einer Steckkonsole oder
an einer Montageschiene, haben sich – zum Teil S-förmige – Halterungselemente
durchgesetzt, die in vielfältiger
Ausführung
im Handel erhältlich
sind (
DE 23 30 166
C3 ;
DE 24
59 247 A1 ;
DE
32 29 527 A1 ;
DE
42 17 267 C2 ;
DE
100 21 141 A1 ;
DE
92 00 232 U1 ). Eine sehr rationelle Lösung besteht darin, dass das
Halterungselement durch einen Klemmhalter zum Aufstecken auf eine Steckkonsole
oder Montageschiene realisiert wird, der einstückig an die Kabelaufnahme angeformt
ist und beide Komponenten aus dem gleichen plastischen Material
(Kunststoff) bestehen. Die Klemmwirkung wird durch die Elastizität des Kunststoffs
bestimmt und durch die Formelastizität des Klemmhalters in seiner
speziellen Ausbildung. Dies ist in den meisten Einsatzfällen ausreichend,
die Kabel wirkungsvoll zu fixieren und gegen ein Verrutschen abzusichern.
Der Integrationsgrad ist aber noch verhältnismäßig niedrig.
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Als
Kupplungselemente sind bekannte Steckverbinder im Einsatz (
DE 298 17 370 U1 ;
DE 199 17 331 A1 ).
Diese bestehen aus den Komponenten Steckbuchse und Stecker, die
vorzugsweise formschlüssig
miteinander verbunden werden können.
Innerhalb der beiden Steckverbinderteile sind die elektrischen Kontaktteile
angeordnet. Die elektrische Verbindung der komplementär ausgebildeten elektrischen
Kontaktteile wird durch den Einschub des Steckers in die Steckbuchse
realisiert, wobei die Außenflächen des
Steckers und die Innenflächen
der Steckbuchse ganz oder in Teilbereichen als Gleitfläche und
Positionierhilfe dienen. Die mechanische Verbindung der Komponenten
Steckbuchse und Stecker wird durch eine Verriegelung gesichert,
um ein Lösen
oder Lockern der elektrischen Kontaktteile durch Schwingungseinwirkung
oder durch unbeabsichtigte Zugeinwirkung zu verhindern.
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Die
Verriegelung der elektrischen Verbindung kann durch sehr unterschiedliche
konstruktive Mittel realisiert werden.
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Die
DE 199 17 331 A1 offenbart
einen Verriegelungsmechanismus, bei dem der Steckerteil mit einem
einseitig elastischen Bügel
ausgerüstet
ist, der seinerseits eine Rastnase aufweist, die in der Endposition
der Steckverbindung in eine Aus sparung in der Steckerbuchse eingreift
und damit die Steckverbindung absichert. Der Vorteil dieser Verriegelungsvorrichtung
besteht darin, dass der elektrische Kontakt von Stecker und Steckbuchse
sowie ihre Verriegelung durch eine einzige Schubbewegung hergestellt wird.
Vorteilhaft ist auch, dass bei der die elektrische Verbindung herstellenden
Schubbewegung eine elastische Federkraft zu überwinden ist, die durch Druck
auf den elastischen Bügel
beim Fügen
erzeugt wird und solange wirkt, bis die Rastung erfolgt ist. Die vollständige elektrische
Verbindung ist somit leicht erkennbar, Fehler beim Herstellen der
Steckverbindung können
kaum auftreten.
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Die
bekannten Steckkupplungen weisen aber keinerlei Elemente zum Halten
von Kabeln auf, so dass auch ihr Integrationsgrad gering ist.
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Aus
DE 20 14 806 B ,
US 6 350 135 B1 und
US 3 821 688 sind Kabelführungsschächte bekannt, in
denen Steckkontaktteile integriert oder auf denen Steckbuchsen aufrastbar
angeordnet sind. An den Steckbuchsen sind dabei einstückig angeformte Klemmhalter
zur Verbindung mit dem Kabelführungsschacht
ausgebildet. Allerdings ist keine Integration zwischen Kabelschacht-Halterungselementen
und Steckkontaktteilen vorgesehen, so dass auch hier der Intergrationsgrad
eingeschränkt
ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Bauelement der elektrischen Verbindungstechnik
anzugeben, das einen erheblichen Rationalisierungseffekt insbesondere
bei der Gerätemontage
ermöglicht. Der
Rationalisierungseffekt soll erzielt werden durch ein Minimum zusätzlicher
technischer Mittel und durch minimale Veränderung bzw. Anpassung bereits
bekannter konstruktiver Mittel, ohne dass dabei die Sicherheit der
Funktionserfüllung
gegenüber
bekannten Bauelementen eingeschränkt
wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungswesentlich
ist, dass an der Steckbuchse, quer zur Fügerichtung von Steckbuchse
und Stecker, einstückig
ein ebenfalls aus Kunststoff bestehender Bügel angeformt ist, der etwa
die Form eines flachgedrückten
S aufweist, so dass zwischen dem Mittenteil des Bügels und
der Steckbuchse eine Kabelaufnahme für die Aufnahme von Kabeln und zwischen
dem Mittenteil des Bügels
und dem freien Ende des S-förmigen
Bügels
ein Klemmhalter zum Aufstecken und Fixieren auf einer Steckkonsole
ausgebildet ist. Der am Gehäuse
der Steckerbuchse angeformte S-förmige
Bügel erfüllt gleichzeitig
die Funktion als Kabelaufnahme und als Klemmhalterung für das Bauelement
insgesamt.
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Die
Aufnahme für
die weiterführenden
Kabel und der Steckverbinder werden mit nur einem Klemmbügel positionssicher
gehalten. Auf zusätzliche
Schellen oder andere Mittel zur Befestigung der Kabel oder Steckverbinder
kann verzichtet werden. Es entfällt
zumindest ein separates Bauteil und der Aufwand für dessen
Montage. Die Reduzierung der Anzahl unterschiedlicher Bauteile bewirkt
auch eine einfachere Lagerhaltung und Logistik in der Fertigung.
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Dieser
Effekt ist mit dem erfindungsgemäßen Bauelement
realisierbar, ohne dass die Vorteile bekannter Lösungen nachteilig beeinflusst
werden. Die einfache Herstellung einer sicheren Verrastung der elektrischen
Steckverbindung und der sichere Halt der Kabel in der Kabelaufnahme
sind in keiner Weise eingeschränkt.
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Weitere
Vorteile, insbesondere solche, die durch die Ausgestaltung der Erfindung
erzielbar sind, werden im nachfolgenden, die Erfindung näher erläuternden
Ausführungsbeispiel
aufgeführt.
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Die
dem Ausführungsbeispiel
angehörigen Zeichnungen
zeigen in
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1 Steckverbinder und Kabelaufnahme
in Fügerichtung
A,
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2 die Kabelaufnahme perspektivisch,
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3 Steckverbinder und Kabelaufnahme im
Schnitt und
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4 den Stecker in Seitenansicht.
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Um
die Übersichtlichkeit
der Zeichnungen nicht zu gefährden,
wurde auf die Darstellung von Einzelheiten weitgehend verzichtet.
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Abgebildet
sind Steckbuchse 1 und Stecker 11 sowie der S-förmige Bügel 2 mit
Klemmhalter 9 und Kabelaufnahme 4 mit ihren für die Erfindung wichtigen
Merkmalen und deren Ausprägungen.
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Insbesondere
wurde auf die Darstellung der elektrischen Kontaktelemente in den
beiden Steckkomponenten Steckbuchse und Stecker verzichtet; für das Verständnis und
die Funktionsfähigkeit
der Erfindung sind die Kontaktelemente ohne Bedeutung.
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Im
Beispiel weisen Steckbuchse 1 und Stecker 11 einen
rechteckigen Querschnitt auf. Sie sind komplementär zueinander
ausgebildet und so dimensioniert, dass beide Komponenten passgenau
miteinander gefügt
werden können.
Die inneren Begrenzungsflächen
der Steckbuchse 1 wirken als Positionierhilfe und Gleitfläche beim
Verbinden beider Elemente. Der Stecker 11 weist eine nach
vorn leicht abgeschrägte
Rastschulter 13 auf, so dass die Schubbewegung beim Verbinden
von Steckbuchse 1 und Stecker 11 erleichtert wird.
Die angeschrägte
Rastschulter 13 gleitet gegen eine Rastzunge 7,
die ohne Belastung ins Innere der Steckbuchse 1 ragt. Im
dargestellten Beispiel ist die Rastzunge 7 gerade, eine Ausbildung
als nach innen gekrümmter
Bogen ist vorteilhaft in Bezug auf ihre nachstehend zu beschreibende
Wirkung. Die elastische Federkraft der als einarmiger Hebel ausgebildeten
Rastzunge 7 wirkt beim Fügen der Steckverbindung solange
der die elektrische Verbindung herstellenden Schubbewegung entgegen,
bis Rastzunge 7 und Rastschulter 13 formschlüssig ineinander
greifen und damit die Steckverbindung hergestellt und gleichzeitig
gesichert ist. Die vollständige
elektrische Verbindung ist somit leicht erkennbar, Fehler beim Herstellen
der Steckverbindung können
vermieden werden.
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Das
Einlegen der Kabel 5 in die Kabelaufnahme 4 erfolgt
in Steckrichtung B. Die Kabelaufnahme 4 ist durch eine
nicht dargestellte elastische Rastverbindung verschließbar. Die
Schließbewegung
ist mit einer Hand leicht zu bewerkstelligen, insbesondere wenn
der Klemmbügel 2 auf
der Konsole aufgesteckt ist. Mit der Schließbewegung werden die im Inneren
der Kabelaufnahme 4 angebrachten Lippen 6 gegen
die Kabel 5 gedrückt.
Der ausgeübte
Druck verformt die Lippen 6 und bewirkt einen festen Sitz der
Kabel 5 in der Kabelaufnahme 4. Die Lippen 6 weisen
eine geringe Abweichung zur Senkrechten auf, so dass die Lippen 6 in
eine Vorzugsrichtung verformt werden. Erreicht wird dadurch eine
verbesserte rutschhemmende Wirkung. Durch die Neigung der Lippen 6 ist
die rutschhemmende Wirkung abhängig von
der Zugrichtung. Dieses wird ausgeglichen dadurch, dass Paare von
je zwei Lippen 6 gegensinnig geneigt sind.
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Entlang
ihrer Erstreckung sind die Lippen 6 mehrmals unterteilt,
so dass in der Kabelaufnahme 4 mehrere getrennte Bereiche
entstehen. Die in der Form eines scharfkantigen Prismas dreieckigen Querschnitts
ausgebildeten Lippen 6 sind durch senkrechten Druck, auch
bedingt durch ihre leichte Neigung, leicht verformbar. Quer zu dieser
Druckrichtung sind die Lippen in Richtung B formstabil, sie wirken
wie Trennwände,
die die Kabelaufnahme zur Fixierung unterschiedlich starker Kabel
in verschieden große
Kammern unterteilt. Damit kann unabhängig von der Anzahl der in
die Kabelaufnahme 4 eingebrachten Kabel 5 immer
eine feste Halterung realisiert werden.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Rastzunge 7 an
dem freien Ende als Winkel 10 auszubilden. Der abgewinkelte
Teil 10 der Rastzunge 7 ragt durch eine Öffnung 12 in
die Kabelaufnahme 4 und drückt gegen die dort eingelegten
Kabel 5, während
für die
Rastung nur die Kante 8 des Winkels mit der Rastschulter 13 im
Eingriff ist.
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Das
Lösen der
Verrastung erfolgt in einfacher Weise dadurch, dass die in der Kabelaufnahme 4 fixierten
Kabel 5 entgegen der Fügerichtung
A kurzzeitig gezogen werden. Das auf den einarmigen Hebel wirkende
Moment zieht die Rastzunge 7 nach oben in Richtung zur Öffnung 12 in
die Kabelaufnahme 4 und gibt die Rastung zwischen Steckbuchse 1 und
Stecker 11 frei. Bei Fehlen eines Kabelbaumes 5 kann
die Verrastung der Kabelaufnahme 4 geöffnet und die Zugbewegung zur
Entriegelung der Verrastung per Hand erfolgen. Diese Handgriffe
zur Entriegelung sind einfach und schnell auszuführen; ein spezielles Werkzeug
ist nicht erforderlich.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind Steckbuchse 1 und
S-förmiger
Bügel 2 über zueinander
komplementäre
Rastnasen und Ausnahmen miteinander verbunden. Dadurch können beide
Teile auf mechanisch einfache Weise zeitweilig getrennt und wieder
gefügt
werden. Mit dieser Ausbildungsform wird die Flexibilität des Steckverbinders
bzgl. seiner Einsatzmöglichkeiten
erhöht und
die Anpassung an spezielle technologische Gegebenheiten erleichtert.