DE3246042A1

DE3246042A1 - Verbindungsvorrichtung zum herstellen einer loesbaren steckverbindung

Info

Publication number: DE3246042A1
Application number: DE19823246042
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1982-03-13
Filing date: 1982-12-13
Publication date: 1983-09-22
Also published as: FR2523230A1; GB8306922D0; GB2121097B; IT8319997A0; FR2523230B1; IT1171659B; GB2121097A; US4530618A; CH662159A5; DE3246042C2

Description

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Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 7300 Esslingen.

Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer lösbaren Steckverbindung

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer lösbaren Steckverbindung für einen in die Öffnung einer Stecktafel einsetzbaren Stift.

Derartige Verbindungsvorrichtungen dienen beispielsweise zum Befestigen von pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder anderen Bauteilen an einer Stecktafel für Schulungszwecke, und insbesondere für einen Lehrbaukasten. Die Stecktafel weist dabei öffnungen zur Aufnahme von EIe-

wenigstens

menten der Verbindungsvorrichtung auf, die/einen Stift besitzt, der mit den Bauteilen fest und lösbar und mit der Stecktafel durch eine Steckverbindung verbunden werden kann.

Verbindungsvorrichtungen der eingangs genannten Art haben sich als zweckmäßig erwiesen, wenn es darum geht, schnelle und im wesentlichen statischen Kräften ausgesetzte Verbindungen zwischen Elementen herzustellen, die jedoch auch schnell gelöst werden können. Zu der wohl bekanntesten und

auch einfachsten Steckverbindung kann die gerechnet werden, die so hergestellt wird, daß in beiden zu verbindenden Elementen eine Bohrung gleichen Durchmessers hergestellt wird, in die dann ein Stift hineingesteckt wird, derart, daß die eine Endpartie des Stiftes in die eine Bohrung und die andere Endpartie in die andere Bohrung hineinragt. Eine derartige Steckverbindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die beiden verbundenen Elemente keine Bewegungen ausüben. Wenn es darum geht, ein Element mit einem anderen zu.verbinden, wobei die beiden Elemente z. B. gegeneinander rotierende Bewegungen ausüben, bzw. dynamischen Kräften ausgesetzt sind_s sind die bekannten Steckverbindungen ungeeignet, da sie sich von selbst lösen können. Insbesondere für Vorführungszwecke bei der Ausbildung von Lehrlingen der Metall- und Elektroberufe und auch für die Weiterbildung auf dem Gebiet der Pneumatik, Hydraulik, Elektronik oder Fluidik können zur leichteren Erfassung der Funktion, welche die Elemente ausüben, die Funktionsvorgänge in der Praxis simuliert und die einzelnen Funktionsabläufe sinnfällig dargestellt werden. Für diese Zwecke kann man sich sogenannter Lehrbaukästen bedienen., die im allgemeinen eine Stecktafel mit Bohrungen enthalten, in die die Elemente, die entsprechende Steckstifte tragen₃ eingesteckt werden können, um dann mittels der erforderlichen Leitungen miteinander in Verbindung gebracht zu werden. Insbesondere dann, wenn die miteinander zu verbindenden Elemente Fluidik-, Pneumatikoder Hydraulikelemente sind,, werden die Steckverbindungen besonders beansprucht, da hierbei mit höheren Drucken bzw.

auch mit größeren Druckstößen beim VorfUhrungsvorgang gerechnet werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindungsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die auch unter dem Einfluß starker dynamischer Kräfte und Erschütterungen eine einwandfreie, dauerhafte Verbindung schafft und deshalb insbesondere für die bekannten Stecktafeln von Lehrbaukästen verwendbar ist, die leicht montier- und demontierbar ist und sich trotzdem im wirksamen Zustand selbsttätig nicht löst, und die aus kostengünstig herzustellenden, nach Verschleiß leicht auszuwechselnden Teilen aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß auf den Stift eine axial verschiebbare Hülse aufziehbar und der Stift mit der Hülse in eine Steckbuchse einsetzbar ist, die in der öffnung der Stecktafel verrastbar ist und den Stift durch vermittels der Hülse betätigte Klemmbacken arretiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen oer Erfindung sind.in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Verbindungsvorrichtung, die ein Bauteil mit einer Steck-

- 4 BAD ORIGIfSlAL

platte verbindet» in ihrer Verriqgelungsste!lung;

Fig. 2 die Verbindungsvorrichtung nach Fig. 1 in

ihrer Entriegelungsstellung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Verbindungsvorrichtung mit Schnitt entlang der Linie IIX-III von Fig. 1;

Fig. 4 einen Schieber der Verriegelungsvorrichtung

in Draufsicht;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Schiebers mit Schnitt

entlang der Linie V-V von Fig. 4;

Fig. 6 ' die Stirnansicht einer Steckbuchse der Verbindungsvorrichtung mit Blick in Richtung Vl von Fig. 71

Fig. 7 eine Seitenansicht der Steckbuchse mit Schnitt

entlang der Linie VII-VII von Fig. 6;

Fig. 8 eine Spannzange der Verbindungsvorrichtung

in Seitenansicht;

Fig. 9 eine Stirnansicht der Spannzange mit Blick

in Richtung IX von FIg= 8;

Fig. 10 einen Schnitt durch die Spannzange entlang

der Linie X-X von Fig. 8.

Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1, ist eine insgesamt mit bezeichnete Verbindungsvorrichtung dargestellt. Diese dient dazu, eine lösbare Steckverbindung zwischen einem Stift 16 und einer Stecktafel 14 herzustellen, wobei der Stift 16 in eine öffnung 15 der Stecktafel 14 .eingesetzt wird. Durch die Steckverbindung wird ein Bauteil 12 auf der Stecktafel 14 festgelegt. Das Bauteil 12 weist dazu eine Gewindebohrung auf, in die sich ein mit einem Gewinde versehenes Ende des Stifts 16 einschrauben läßt. Das andere Ende des Stifts 16 wird in die Stecktafel 14 eingesteckt und stellt so die Verbindung zwischen dem Bauteil 12 und der Stecktafel 14 her.

Auf dem Stift 16 ist eine zylindrische Hülse 22 aufgezogen, die auf dem Stift 16 axial leicht verschiebbar gelagert ist. Der Stift 16 ist zusammen mit der Hülse 22 in einer Steckbuchse 44 eingesetzt, die ihrerseits in der öffnung 15 der Stecktafel 14 verrastet ist. Die Steckbuchse 44 ist mit Klemmbacken 54 versehen, die den Stift 16 in der in Fig. 1

dargestellten Verriegelungsstellung arretieren. In dieser Verriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung ist der Stift 16 durch die Klemmbacken 54 gegen ein Herausziehen aus der Steckbuchse 44 gesperrt.

Diese Sperrwirkung wird durch ein Zusammenwirken der Klemmbacken 54 mit einem Bund 18 erreicht, der an dem in die StecktafeV 14 eingesetzten Ende des Stifts 16 angeordnet ist.

BAD ORIGINAL - 6 -

Der Bund 18 weist einen Durchmesser auf₃ der größer ist als der Innendurchmesser der Hülse 22. Er dient so zunächst dazu, die axiale Verschiebung der Hülse 22 auf dem Stift 16 zu begrenzen. Wie in Fig. 1 ersichtlich, ist aber in der Verriegelungsstellung die Hülse 22 nicht bis auf den Bund 18 herunter auf den Stift 16 aufgeschoben. Vielmehr ist die Hülse 22 axial in einem Abstand zu dem Bund 18 angeordnet, der einen Eingriff der Klemmbacken 54 zwischen der Hülse 22 und dem Bund 18 ermöglicht. Die Klemmbacken 54 kommen in der Verriegelungsstellung zwischen dem Bund 18 und der Hülse 22 mit dem Stift 16 zur Anlage. Sie sind in dieser Stellung ungespreizt,, d. h. engstmöglich geschlossen. Der Durchmesser des Bundes. 18 ist so gewählt» daß er durch die ungespreizten Klemmbacken 54 nicht hindurchpaßt. Diese kommen vielmehr bei einem Versuchs, den Stift 16 aus der Steckbuchse 44 herauszuziehen, mit dem Bund 18 zum Anschlag und arretieren so den Stift 16.

Wie in Fig. 1 ersichtlich, steht die Hülse 22 in der Verriegelungsstellung mit einem Teil ihrer Länge aus der Stecktafel 14 heraus. Dadurch ist es möglich_s vermittels der Hülse 22 die Klemmbacken 54 zu betätigen,, um den Stift 16 zu entarretieren. Die Hülse 22 wird dazu in axialer Richtung an dem Stift 16 heruntergeschoben,, bis sie mit ihrem Ende auf den Bund 18 trifft. Diese Entriegelungsstellung ist in Fig. dargestellt. In der Entriegelungsstellung werden die Klemmbacken 54 durch die Hülse 22 von dem Stift 16 abgehoben und radial nach außen gespreizt. Der Bund 18 und die Hülse 22

sind nun so dimensioniert, daß der Außendurchmesser des Bundes 18 nicht größer ist als der Außendurchmesser der Hülse 22. Der Bund 18 paßt somit durch die gespreizten Klemmbacken 54, so daß sich in der Entriegelungsstellung der Stift 16 zusammen mit der Hülse 22 aus der Steckbuchse 44 herausziehen läßt.

Die die Entriegelung des Stifts 16 bewirkende Bewegung der Hülse 22 wird vorzugsweise mit einem Schieber 28 bewirkt. Vermittels dieses Schiebers 28 wird die Hülse 22 aus der in Fig. 1 dargestellten Position in die in Fig. 2 dargestellte Position überführt. Der Schieber 28 ist zwischen dem zu montierenden Bauteil 12 und der Stecktafel 14 vorzugsweise quer zu dem Stift 16 verstellbar angeordnet. Bezugnehmend zunächst auf die Bauform gemäß Fig. 1 bis 3, ist dazu in dem Schieber 28 ein Langloch 40 ausgenommen, vermittels dessen sich der Schieber 28 auf dem Stift 16 aufstecken und verschieben läßt. Der Schieber 28 weist ein relativ zu dem Stift 16 auf wenigstens einem Teil seiner Länge geneigtes Profil 32 auf. Mit diesem Profil 32 wirkt die Hülse 22 derart zusammen, daß eine Versetzung des Schiebers 28 quer zu dem Stift 16 in eine axiale Verschiebung der Hülse 22 auf dem Stift 16 umgesetzt wird. Die- Hülse ist dazu an ihrem aus der Stecktafel 14 herausragenden Ende vorzugsweise mit einem Kragen 24 versehen, der an dem Profil 32 entlangläuft. In einer bevorzugten Ausführungsform geht das Profil 32 beidseits in zwei ebene, in der Höhe versetzte Schultern 36, 38 über, die den Kragen 24 der Hülse 22 in der Verriegelungsstellung bzw. Entriegelungsstellung auf-

nehmen. Die Schultern 36_S 38 sind dabei um einen Höhenbetrag versetzt, der dem Abstand der Hülse 22 von dem Bund 18 des Stifts 16 in der Entriegelungssteilung entspricht.

Mit der beschriebenen Anordnung wird eine lösbare Steckverbindung eines Stifts 16 in einer Stecktafel 14 geschaffen , mit der die verschiedensten Bauteile 12 auf der Stecktafel 14 festgelegt werden können. Hierzu wird wie folgt vorgegangen: Man setzt zunächst die Steckbuchse 44 in eine dafür vorgesehene öffnung 100 der Stecktafel 14 ein, wobei die Steckbuchse 44 in noch nachstehend näher erläuterter Weise einrastet. Die Steckbuchse 44 verbleibt dauerhaft in der öffnung 10O₃ d. h. sie wird regelmäßig nicht bei jedem Entriegeln des Stifts 16 aus der Stecktafel 14 ausgebaut. Die Stecktafel 14 ist damit zur Aufnahme des Stifts 16 bereit. Auf den Stift 16 wird nun zunächst die Hülse 22 aufgeschoben., und zwar mit dem kragenlosen Ende voran. Dieses Ende kommt mit dem Bund 18 zur Anlage_s der die Einschiebtiefe der Hülse 22 auf dem Stift 16 begrenzt. Sodann wird oberhalb von der Hülse "22 der Schieber 28 auf den Stift 16 aufgefädelt, indem der Stift 16 durch das Langloch 40 des Schiebers 28 gesteckt wird. Der so mit der Hülse 22 und dem Schieber 28 armierte Stift 16 wird dann in die Gewindebohrung 13 des Bauteils 12 eingeschraubt. Ist dies geschehen, so sind die Hülse 22 und der Schieber 28 zwischen dem Bauteil 12 und dem Bund 18 anschlagbegrenzt, aber leicht verschiebbar auf dem Stift 16 gehaltert.

Der Stift 16 wird nun mit dem Bun-i 18 voran in die Steck-

I, * V M' *

buchse 44 eingeschoben. Der Bund 18 trifft dabei auf die Klemmbacken 54, die in entspannter Stellung eine Durchtrittsöffnung begrenzen, die kleiner ist als der Bund 18. Beim Einschieben des Stifts 16 werden die Klemmbacken 54 durch den Bund 18 radial nach außen gespreizt und so auf Grund ihrer inneren Elastizität in Spannung versetzt. Wesentlich für die Funktion der erfindungsgemäßen Steckverbindung ist nun, daß die Reibung zwischen der Hülse 22 und der Steckbuchse 44 größer ist als die Reibung zwischen der Hülse 22 und dem . Stift 16. Beim Einschieben des Stifts 16 mitsamt der aufgesteckten Hülse 22 in die Steckbuchse 44 wird dadurch die Hülse 22 gegenüber dem Stift 16 gebremst. Der Stift 16 wird also axiaT in der Hülse ^22 verschoben, so daß sein Bund 18 im Abstand zu der Hülse 22 zu liegen kommt. Die Hülse 22 folgt der Verschiebung des Stifts 16 unter dem Einfluß des Schiebers 23, der dazu in die der Verriegelungsstellung gemäß Fig. 1 entsprechende Position gebracht wird. Der Schieber dient als Puffer, der beim Einschieben des Stifts 16 die Annäherung des Bauteils 12 an die Stecktafel 14 limitiert. Die Endstellung des Einsteckvorgangs ist die in Fig. 1 dargestellte Verriegelungsstellung, in der der Schieber 28 einerseits mit der Stecktafel 14 und andererseits mit dem Bauteil 12 zur Anlage kommt. Bis in diese Verriegelungsstellung wird auch die Hülse 22 durch den Schieber 28 der Ei ns chub bewegung des Stifts 16 nachgeführt. Der erforderliche Einpreßdruck wird durch die Schulter 38 des Schiebers 28 auf den Kragen 24 der Hülse 22 ausgeübt. Der Schieber 28 ist nun so konturiert, daß die Schulter 38 in der in Fig. 1 abgebildeten

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AC' * Z 'ι τ» *

Endstellung in einem Abstand zu der Stecktafel 14 verläuft. Die Einschubbewegung der Hülse 22 bleibt dadurch zunächst unvollständig. Die Hülse 22 ragt in der Verriegelungsstellung mit einem Teil ihrer Länge aus der Steckbuchse 44 heraus und steht zugleich mit ihrem anderen Ende in einem entsprechenden Abstand zu dem Bund 18 des Stifts 16. Die durch den Bund 18 ausgelenkten Klemmbacken 54 können dadurch nach Durchgang des Bunds 18 auf Grund ihrer inneren Elastizität zurückfedern und in einem Bereich zwischen dem Bund 18 und der Hülse 22 an dem Stift 16 zur Anlage kommen. In dieser Stellung ist der Stift 16 durch die Klemmhacken 54 gegen ein Herausziehen aus der Steckbuchse 44 gesperrt.

Auf Grund der beschriebenen Reibungsverhältnisse im Inneren der Steckbuchse 44 ist es also möglich, das Bauteil 12 mittels einer einfachen Einsteckbewegung des mit Hülse 22 und Schieber 28 armierten Stifts 16 auf der Stecktafel 14 festzulegen. Soll das Bauteil 12 wieder gelöst werden, so wird der Schieber 28 aus der in Fig. 1 dargestellten Verriegelungsstellung in die in Fig. 2 dargestellte Entriegelungsstellung verschoben. Der Kragen 24 der Hülse 22 läuft dabei an dem Profil 32 entlang, und die Hülse 22 wird in die Steckbuchse 44 gepreßt,, bis sie auf den Bund 18 des Stifts 16 trifft. Die Hülse 22 spreizt dabei die Klemmbacken 54 radial nach außen, so daß der Bund 18 zwischen den Klemmbacken 54 hindurchtreten kann. Es ist dadurch möglich_s das Bauteil 12 mit allen daranhängenden Teilen der Verbindungsvorrichtung aus der Steckbuchse 44 herauszuziehen.

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-JfIT-

Zusammenfassend läßt sich die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung durch folgende Merkmale charakterisieren:

a) Die Verbindungsvorrichtung besteht aus einem Stift 16, einer in die öffnung 100 einer Stecktafel 14 einsetzbaren Steckbuchse 44 mit Rastelementen, z.B. Klemmbacken 54, einer zwischen dem Stift 16 und der Steckbuchse 44 befindlichen zylindrischen Hülse 22 und einem zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung 10 bewegbaren Schieber 28;

b) Auf dem Stift 16, dessen stecktafelseitiges Ende einen Bund 18 besitzt, ist einerseits die Hülse 22 axial leicht verschiebbar gelagert, deren vom Bund 18 des Stifts 16 abgewandtes Ende einen Kragen 24 aufweist, wobei der Durchmesser des Bundes 18 des Stifts 16 größer ist als der Innendurchmesser der Hülse 22, jedoch nicht größer als der Außendurchmesser der Hülse 22, und andererseits der mit dem Kragen 24 der Hülse 22 zusammenarbeitende Schieber 28 quer zum Stift 16 verschiebbar angeordnet, wobei in der Entriegelungsstellung das kragenlose Ende der Hülse 22 an der der Hülse zugewandten Stirnseite des Bundes 18 des Stifts 16 anliegt und in der Verriegelungsstellung das kragenlose Ende der Hülse 22 mit Abstand vom Bund 18 des Stifts 16 liegen kann;

c) Die Hülse 22 ist in der Steckbuchse 44, deren Innendurchmesser geringer ist als der Durchmesser des Kragens 24 der Hülse 22 und deren axiale Länge etwa der Länge der

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BAD ORIGINAL

kragenlosen Partie der Hülse 22 entspricht, verschiebbar gelagert., wobei in der Verriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung 10 die Rastelemente an der dem Bund 18 des Stifts 16 zugewandten Seite der Steckbuchse 44-zwischen der Hülse 22 und dem Bund 18 des Stifts 16 angeordnet sind;

d) Die Rastelemente am Ende der Steckbuchse 44 haben im entspannten Zustand einen Innendurchmesser, der geringer ist als der Außendurchmesser des Bundes 18 des Stifts 16.

Im folgenden sollen Einzelheiten der Erfindung erläutert werden_s wobei mit dem Schieber 28 begonnen wird. Ein erstes Äusführungsbeispiel eines solchen Schiebers ist dem Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 3 zu entnehmen. Der dort dargestellte Schieber 28 hat die Gestalt eines flachen Bügels. Er ist vermittels eines rechteckigen Langlochs 40 auf den Stift 16 aufgezogen und dadurch zwischen der Stecktafel 14 und dem Bauteil 12 verschiebbar gehaltert. Der Schieber 28 ragt mit wenigstens einem Ende unter dem Bauteil 12 hervor und läßt sich an diesem Ende betätigen. Zur Führung der Hülse 22 dient ein Profil 32, das die Gestalt einer schräg zu dem Stift 16 verlaufenden Ebene hat. Die Bügelform des Schiebers 28 ermöglicht es dabei, die schräge Ebene durch die Unterseite des Schiebers 28 selbst zu bilden. Die schräge Ebene des Profils 32 geht an ihren Enden beidseits in eine parallel zu der Oberfläche der Stecktafel 14 verlaufende Schulter 36 bzw. 38 über. Wie insbesondere Fig. 3 zu entnehmen ist_s erstreckt sich das Langloch 40 über die volle· Länge der schrägen Ebene

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- γβ-

des Profils 32 und jeweils einen Teil der Schultern 36 und 38. Der Schieber 28 läßt sich dadurch aus einer Verriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung 10, in der der Stift 16 im Bereich der Schulter 38 zu liegen kommt (vgl. Fig. 1 u. Fig. 3),in eine Entriegelungsstellung (vgl. Fig. 2) überführen, in der der Stift 16 eine Position im Bereich der Schulter 36 einnimmt. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Breite des Langlochs 40 so gewählt, daß zwar der Stift 16, nicht aber der Kragen 24 der Hülse 22 durch das Langloch 40 hindurchpaßt. Wird daher der Schieber 28 in der genannten Weise bewegt, so gleitet der Kragen 24 an der schrägen Ebene des Profils 32 entlang, wodurch die Hülse 22 in die Steckbuchse 44 hineingepreßt wird. Endstellungen der Hülse 22 sind dabei jeweils unterhalb der Schultern 36 bzw. 38 definiert, die um einen Betrag in der Höhe versetzt sind, der dem Abstand der Hülse 22 von dem Bund 18 des Stifts 16 in der Entriegelungsstellung entspricht. Diese Höhendifferenz wird von dem Kragen 24 der Hülse 22 beim Betätigen des Schiebers 28 durchlaufen.

Der Schieber 28 bildet in der Verriegelungsstellung (vgl. Fig. 1) ein Distanzstück, das das zu montierende Bauteil 12 in einem Abstand zu der Steckplatte 14 hält.- Der Schieber 28 stützt sich dazu mit der einen Schulter 36 gegen die Stecktafel 14 und mit der anderen Schulter 38 gegen das Bauteil 12 ab. Die aus der Stecktafel 14 herausragende Hülse 22 wird dabei brückenartig überspannt und so gegen ein versehentliches Hineindrücken in die Steckbuchse 44 gesichert. Vorteil ha-fter-

weise kommt dazu außer der Schulter 36 noch ein weiterer, auf der gegenüberliegenden Seite des Stifts 16 angeordneter Bügelabschnitt 37 des Schiebers 28 mit der Stecktafel 14 zur Anlage. Ein so geformter Schieber 28 wird vorzugsweise als Biegetei 1 .aus einem Metallstreifen hergestellt. Diese Ausführung ermöglicht es, das die Höhenverstellung der Hülse 22 vermittelnde Profil 32 an der Unterseite des entsprechend geformten Schiebers 28 vorzusehen.

Eine alternative Ausführungsform eines Schiebers 28 ist in den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt, wobei funktionsgleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Der Schieber 28 weist einen rechteckigen Grundkörper 79 auf, in dem ein Langloch 40 ausgenommen ist. Vermittels dieses Langlochs 40 läßt sich der Schieber 28 auf den Stift 16 aufstecken und darauf verschieben. In seiner zur Festlegung eines Bauteils 12 auf einer Stecktafel 14 dienenden Montagestellung liegt dabei die Unterseite 81 des Grundkörpers 79 auf der Stecktafel 14 auf. An der Oberseite 82 des Grundkörpers 79 ist hingegen eine Tasche 83 angeformt₅ die zur Aufnahme eines Polsters (nicht dargestellt) dient. Vermittels dieses Polsters stützt sich der Schieber 28 gegen ein zu montierendes Bauteil 12 ab. Wie insbesondere in Fig. 5 zu erkennen,, ist die Tasche 83 in Verlängerung einer Stirnseite 84 des Schiebers 28 an diesen angeformt. Sie besteht aus einer Rückwand 85, zwei Seitenwänden 86 und einer Deckwand 87, die jeweils unter rechtem Winkel aufeinanderstoßen und einen quaderförmigen Hohlraum begrenzen. In diesen Hohlraum wird das Polster_s das beispielsweise aus einem elasti-

sehen Kunststoffmaterial wie Gummi
kann, eingeschoben und durch seine Eigenelastizität verspannt. Fa 1 Is erforder 1 ich, kann das Polster auch in der Tasche 83 verklebt werden. Das Polster nimmt auf der Oberseite 82 des Schiebers 28 einen Bereich zwischen der Tasche 83 und dem Langloch 4o ein. Es dient als Rückstellfeder, die sicherstellt, daß der Schieber eine definierte Ausgangslage einnimmt und sich beim Einsteckvorgang in Verriegelungsstellung befindet.

Das Langloch 4o bildet in seinem zentralen Bereich 88 einen durchgehenden Schlitz in dem Schieber 28, durch den der Stift 16 gesteckt werden kann. Dieser Bereich 88 ist wiederum so dimensioniert, daß der Stift 16, nicht aber der Kragen 24 der Hülse 22 hindurchpaßt. Auf der den zentralen Bereich 88 begrenzenden Mantelfläche 89 des Langlochs 4o ist aber eine Ausnehmung vorgesehen, die das Langloch 4o von der Unterseite 81 des Schiebers 28 her erweitert. Diese Ausnehmung bildet eine Führungsbahn für den Kragen 24 der Hülse 22. Sie weist im einzelnen zwei ebene Schultern 36, 38 und ein diese verbindendes Profil 32 auf. Die Schultern 36, 38 sind in der Höhe versetzt an der Mantelfläche 89 des Langlochs 4o ausgenommen. Das Profil 32 verbindet die Schultern 36, 38 miteinander und weist dazu einen relativ zu dem Stift 16 gereigten Verlauf auf. Wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel des Schiebers 28 nimmt die Schulter 38 den Kragen der Hülse 22 in der Verriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung 1o auf. Um den Stift 16 zu entriegeln, wird der Schieber 28 in dem Langloch 4o an dem Stift 16 entlanggeführt, wobei der Kragen 24 an dem Profil 32 entlangwandert und schließlich die Entriegelungsstellung an der Schulter 36 erreicht.

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-T \J V/ -Γ ί.

In der Ausführungsform eines Schiebers 28 gemäß Fig. 4 und 5 sind also sowohl die Schultern 36_S 38 als auch das eine Verschiebung der Hülse 22 auf dem Stift 16 bewirkende Profil 32 auf der Mantelfläche 89 im Inneren des Langlochs 40 angeordnet. 'Hierdurch ist es möglich, dem Schieber 28 eine durchgehend ebene Außenkontur zu verleihen_s was bedienungstechnische Vorteile hat. Ein Schieber 28 der beschriebenen Art wird vorteilhafterweise als Formteil aus Kunststoff hergestellt. Die Fertigungskosten eines solchen Teils können niedriger liegen als die eines Biegeteils aus Metall. Bei einem aus Kunststoff gefertigten Schieber 28 ist es überdies auch möglich., dem Profil 32 eine abgerundete Kontur, vorzugsweise in Gestalt eines liegenden S_szu geben. Dadurch wird unter Vermeidung scharfer Biegekanten eine Verbindung zwischen den Schultern 36₉ 38 in Form einer Kurve geschaffen, die einen stetigen Obergang zwischen den Schultern 36, 38 herstellt. An einem solchen Profil 32 wird für den Kragen 24 über seine volle Gleitstrecke eine Linienführung gewährleistet» die sich gegenüber einer Punktführung an einer schrägen Ebene durch leichte Bedienbarkeit und Verschleißarmut auszeichnet.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist auch die Gestaltung der Steckbuchse 44_a die nachstehend näher erläutert wird. Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 und 2₃ ist die Steckbuchse 44 der Grundform nach ein durchbohrtes Gehäuse_s dessen eines Ende in der zugehörigen Öffnung 100 einer Steckplatte 14 verrastbar ist. Das andere Ende des Gehäuses trägt Klemmbacken 54, vermittels derer der in die Gehäusebohrung 90 eingesetzte Stift 16 in der Steckbuchse 44 arretiert wird.

-Vt- OZ.HUUHZL

Die Verrastung der Steckbuchse 44 in der öffnung 100 der Stecktafel 14 erfolgt vorzugsweise vermittels einer Ringlippe 48, die das Gehäuse der Steckbuchse 44 nach außen hin begrenzt. Die Ringlippe 48 ist gegenüber der öffnung 100 flanschartiq radial nach außen erweitert, so daß beim Einsetzen der Steckbuchse 44 in die Öffnung 100 deren Rand 91 unterhalb der Ringlippe 48 zur Anlage kommt. Der Rand 91 wird in dieser Position durch einen Wulst 92 fixiert, der an dem Außenmantel der Steckbuchse 44 ausgeformt ist. Der Wulst 92

•ist so dimensioniert, daß er sich beim Einsetzen der Steckbuchse 44 unter elastischer Deformation durch die öffnung 100 hindurchpressen laßt, unterhalb ihres Randes 91 wieder expandiert und dadurch die Steckbuchse 44 in der öffnung 100 einschnappen läßt.

Die Klemmbacken 54 an dem anderen Ende der Steckbuchse 44 können einstückig mit der Steckbuchse 44 ausgeformt sein (nicht dargestell). Eine solcheAnordnung, die in den Erfindungsgedanken der vorliegenden Ahmeldung fällt, ist aber ™ angesichts der Vielzahl von Funktionen der Steckbuchse 44 nicht unproblematisch. Die Steckbuchse 44 soll einerseits dem Stift 16 und der darauf aufgesteckten Hülse 22 eine präzise Führung mit einer wohldefinierten Reibung geben. Sie muß dazu eine nicht zu geringe Härte und einen vergleichsweise hohen Reibungsbeiwert haben. Dagegen wird von den Klemmbacken 54 am anderen Ende der Steckbuchse 44 ein hohes Maß an Elastizität bei nicht zu großer Steifigkeit verlangt. Diese gewünschten Eigenschaften können in einer einteiligen Steckbuchse aus Kunststoff oder Metall verwirklicht werden,

wobei aber herstellungstechnisch sehr enge Toleranzen eingehalten werden müssen. Die Fertigung derartiger Steckbuchsen 44 ist daher vergleichsweise aufwendig.

In einer vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist daher die Steckbuchse 44 in einen Kern 93 und eine darauf aufsetzbare Spannzange 50 geteilt (vgl. Fig. 1 und 2). Der Kern 9.3 trägt dabei die Ringlippe 48 und den Wulst 92_S vermittels derer er in der öffnung 100 verrastbar ist. Er ist des weiteren mit der Gehäusebohrung 90 für den Stift 16 und die Hülse 22 versehen. Der Kern 93 besteht vorzugsweise

elastischen
aus einem weichen,/Kunststoff mit hoher Oberflächenreibung wie

z. B.Polyäthylen. Die Spannzange 5O₃ deren Endpartie die Klemmbacken 54 bilden, besteht dagegen aus Metall oder einem harten,steifen Kunststoff wie z. B. Polyamid. Sie wird vorzugsweise von der Rückseite der Stecktafel 14 her formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Kern 93 verbunden. Zu diesem Zweck kann der Kern 93 an seinem Außenmantel mit einer Rastverzahnung versehen SeIn₅ die das Form-Negativ einer Verzahnung auf dem Innenmantel der Spannzange 50 bildet. Beim Aufschieben der Spannzange 50 auf den Kern 93 erfolgt so ein bündiges Einschnappen der Verzahnungen, wodurch eine in axialer Richtung unverrückbare Verbindung hergestellt wird.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 wird ein form- und kraftschlüssiger Kontakt zwischen dem Kern 93 und der Spannzange 50 jeweils auf dem vollen Umfang dieser Teile hergestellt. Der Kern 93 weist dazu einen an die Ringlippe

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angeformten, durchgehenden Zylindermantel 94 auf, und die Spannzange 50 ist entsprechend mit einer durchgehenden, zylindrischen Muffe 95 versehen. Die Muffe 95 ist im Innendurchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Zylindermantels 94. Sie läßt sich unter elastischer Dehnung auf den Zylindermantel 94 aufschieben und liegt darauf mit einer erheblichen radialen Anpreßkraft fest.

Somit wird eine sehr stabile Verbindung zwischen dem Kern 93 und der Spannzange 50 geschaffen, was sich nur dann als problematisch erweist, wenn die Steckbuchse wieder aus der Stecktafel 14 ausgebaut werden soll. Ein solcher Ausbau kann beispielsweise erforderlich sein, wenn die Elastizität der Klemmbacken 54 nach längerem Gebrauch nachgelassen hat oder an anderen Teilen der Verbindungsvorrichtung 10 ein Verschleiß aufgetreten ist. Für einen solchen Wechsel ist eine alternative Ausführungsform des Kerns 93 und der Spannzange 50 von Vorteil, die in den Abbildungen Fig. 6 bis Fig. 10 dargestellt ist.

Bezugnehmend zunächst auf Fig. 7, ist ein Kern 93 dargestellt, dessen Außenseite von einer umlaufenden Ringlippe 48 gebildet wird. Dagegen ist der daran angeformte Zylindermantel 94 in einzelne, axiale Mantelabschnitte 96 segmentiert, zwischen denen auf einem Teil des Umfangs der Ringlippe 48 axiale Lücken 97 verbleiben. Die Mantel abschnitte 96 bzw. Lücken 97 folgen in drei zähl iger Symmetrie aufeinander, wie in Fig. 6 dargestellt. In entsprechender Symmetrie sind an der zugehörigen Spannzange 50 komplementäre, in die axialen Lücken 97

passende Zungen 98 angeformt, die eine axiale Verlängerung der Muffe 95 bilden (vgl. Fig. 8). Die Spannzange 50 wird nun derart mit der Muffe 95 auf den Kern 93 aufgeschoben, daß die Zungen 98 die axialen Lücken 97 schließen. Die aus dem Kern 93 und der Spannzange 50 zusammengesetzte Steckbuchse 44 bildet so insgesamt wiederum ein geschlossenes, zylindrisches Gehäuse.

Die axiale Längsteilung des Kerns 93 und der Spannzange ermöglicht es, diese Teile beide in der öffnung 100 der Stecktafel 14 zu haltern. Im einzelnen dienen dazu bei dem Kern 93 die Ringlippe 48 und ein Wulst 92, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als sich zu der Ringlippe hin konisch erweiternder Bereich der Mantelabschnitte 96 ausgeformt ist. Die konische Formgebung erleichtert dabei das Einsetzen des Kerns 93 in die öffnung 100 der Stecktafel 14. Der Rand 91 der öffnung 100 bewegt sich dabei unter zunehmender Deformation an dem Wulst 92 entlang, bis er in eine Stufe 101 zwischen der Ringlippe 48 und dem Wulst 92 rastend einfallen kann. Eine entsprechende Rasteinrichtung für die Spannzange 50 wird durch die Muffe 95 und die daran angeformten Zungen 98 gebildet. Die Zungen 98 setzen unter Bildung einer radialen Stufe 102 der Spannzange 50 an der Muffe 95 an und erweitern sich zu ihrem Ende hin in Gestalt einer Klaue 99, die radial nach außen gerichtet ist. Durch diese Klaue 99 wird die Stufe 102 an der der Muffe 95 abgewandten Seite begrenzt. Beim Zusammenbau des Kerns 93 mit der Spannzange 50 kommen die Klauen 99 in Ausnehmungen zu liegen, d\e in Verlängerung der axialen Lücken 97 in

der Ringlippe 48 desKerns 93 ausgenommen sind. Die Klauen 99 lassen sich dabei so tief in den Ausnehmungen 1o4 versenken, daß die Stufe 1o2 der Spannzange 5o mit der Stufe 1 ο 1 in dem Kern 93 fluchtet. Beide Stufen 1 ο 1.1o2 bilden so eine umlaufende Einschnürung auf dem Mantel der zusammengesetzten Steckbuchse 44. Mit dieser Einschnürung kommt der Rand 91 der Öffnung 1oo in der Stecktafel 14 zum Rasteingriff, wobei aber der Kern 93 und die Spannzange 5o unabhängig voneinander verriegelt werden.

Die Vorteile dieser Anordnung zeigen sich vor allem dann, wenn die zusammengesetzte Steckbuchse 44 wieder aus der öffnung 1oo gelöst werden soll. Wie schon erwähnt, besteht die Spannzange 5o vorzugsweise aus einem harten, steifen Kunststoffmaterial mit hoher Druck- und Zugfestigkeit, wie z.B. Polyamid, der Kern 93 dagegen aus einem elastischen Kunststoffmaterial mit guter Verschleißfestigkeit, wie z.B. Polyäthylen. Eine so aufgebaute Steckbuchse 44 sitzt einerseits nach der Montage mit ausgezeichneter Formstabilität formschlüssig in der Übungstcfel 14, wobei der Kern 93 mittels seiner Mantel abschnitte 96 in der Öffnung 1oo gehaltert ist. Sie läßt sich aber andererseits durch ein einfaches Herausziehen des Kerns 93 aus der Öffnung 1oo demon-t~ieren, was aufgrund der Elastizität des Kerns93 möglich ist. Nach dem Abziehen des Kerns 93 läßt sich die Spannzange 5o vergleichsweise leicht durch ein Zudrücken der Zungen 98 aus der Öffnung 1oo ausbauen.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Spannzange gemäß Fig. 8 ist deren Muffe 95 durch axiale Schlitze 1o6 in einzelne Lappen 1o7 segmentiert. Diese Anordnung erleichtert das Einbauen in die Öffnung 1oo. Weiterhin ist Fig. 1o eine bevorzugte Anordnung von vier Klemmbacken 54 der Spann-

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zange 50 zu entnehmen. Die Klemmbacken 54 bilden Zylindersegmente von annähernd 90° Bogenlänge, die mit dazwischenliegenden Längsspalten 108 in vierzähliger Symmetrie angeordnet sind.

Abschließend seien noch einige vorteilhafte Ausbildungen der Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung erwähnt. So kann das den Bund 18 aufweisende Ende des Stifts 16 eine zur Betätigung dienende, radial verlaufende Schraubennut 80 oder einen Schraubenkopf aufweisen, der das Angreifen eines Werkzeugs gestattet. Die beiden Schultern 36, 38 des Schiebers 28 verlaufen vorteilhafterweise rechtwinklig zu dem Stift 16 und der Hülse 22, wodurch gute und stabile Endlagen des Schiebers 28 gewährleistet werden. Der Schieber 28 ist in der Entriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung 10 über seine Schultern 36, 38 zwischen dem Bauteil 12 und dem Kragen 24 der Hülse 22 eingespannt. Bei Bedarf ist es möglich, einen einzelnen Schieber 28 mit mehr als einem Langloch 40 zu versehen und mehrere, in diese Langlöcher 40 eingesteckte Stifte 16 vermittels geeigneter, auf Hülsen 22 wirkender Profile 32 gleichzeitig zu entriegeln. Schließlich sei noch bemerkt, daß die Klemmbacken 54 in der Entriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung 10 lediglich radiälseitig auf die Hülse 22 bzw. den Bund 18 wirken. Diese Radialkraft der Klemmbacken 54 kann beim Herausziehen des Stiftes 16 zusammen mit der Hülse 22 ohne weiteres überwunden werden.

Claims

27. Oktober 1982 D 8909 - MRs

Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Sto 11, 7300 Esslingen.

Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer lösbaren Steckverbindung

nsprüehe:

fl. Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer lösbaren Steckverbindung für einen in die Öffnung einer Stecktafel einsetzbaren Stift₉ dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stift (16) eine axial verschiebbare Hülse (22) aufziehbar und asr Stift (16) mit der Hülse (22) in eine Steckbuchse (44) einsetzbar ist, die in der Öffnung (100) der Stecktafel '(.14) verrastbar ist und den Stift durch von der Hülse (22) beaufschlagte Klemmbacken (54) arretiert.
2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet;, daß die Hülse (22) vermittels eines quer zu dem Stift (16) verstellbaren Schiebers (28) aus einer der Verriegelungsstellung aer Verbindungsvorrichtung (10) zugeordneten Position., in der der Stift (16) durch die Klemm-

backen(54) gegen ein Herausziehen aus der Steckbuchse (44) gesperrt ist, in eine der Entriegelungsstellung der Verbindungsvorrichtung (10) zugeordneten Position verstellbar ist, in der die Klemmbacken (54) gespreizt und von dem Stift (16) abgehoben sind, so daß sich der Stift (16) zusammen mit der Hülse (22) aus der Steckbuchse (44) herausziehen läßt.
3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (16) an seinem in die Steckbuchse (44) einsetzbaren Ende einen Bund (18) besitzt, der die axiale Verschiebung der Hülse (22) auf dem Stift (16) begrenzt und durch die gespreizten, nicht aber.die ungespreizten Klemmbacken (54) der Steckbuchse (44) hindurchpaßt.
4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Bundes (18) nicht größer ist als der der Hülse (22).
5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verriegelungsstellung die Hülse (22) axial im Abstand von dem Bund (18) angeordnet ist und die Klemmbacken (54) der Steckbuchse (44) zwischen dem Bund (18) und der Hülse (22) an dem Stift (16) zur Anlage kommen, und in der Entriegelungsstellung die Hülse (22) an den Bund (18) anstößt.
6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schieber (28) ein quer zu dem

Stift (16) verlaufendes Langloch (40) ausgenommen ist, vermittels dessen sich der Schieber (28) auf den Stift (16) aufstecken und durch den Stift (16) geführt verschieben läßt, und die Hülse (22) an ihrem aus der Stecktafel (14) herausragenden Ende einen Kragen (24) trägt, mit dem der Schieber (28) zusammenwirkt.
7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet_s daß der Schieber (28) ein relativ zu dem Stift (16) wenigstens auf einem Teil seiner Länge geneigtes Profil (32) aufweist,, an dem beim Verstellen des Schiebers (28) der Kragen (24) der Hülse (22) entlangläuft.
8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet_s daß das Profil (32) beidseits in zwei ebenes, in der Höhe versetzte Schultern(36; 38) übergeht., die den Kragen (24) der Hülse (22) in der Verriegelungsstellung bzw. Entriegelungsstellung aufnehmen und um einen Höhenbetrag versetzt sind, der dem Abstand der Hülse (22) von dem Bund (18) des Stifts (16) in der EntriegeTungsstellung entspricht.
9. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet_s daß das Profil (32) auf der Unterseite des Schiebers (28) angeordnet ist.
10. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8_S dadurch gekennzeichnet» daß das Profil (32) an der Mantelfläche (89) des Langlochs (40) angeordnet ist.

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11. Verbindungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckbuchse (44) einstückig ist und sich an einem Ende mittels einer Ringlippe (48) gegen den Rand (91) der öffnung (100) abstützt, während das andere Ende als Spannzange gestaltet ist.
12. Verbindungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckbuchse (44) aus einem mit einer Gehäusebohrung (90) versehenen Kern (93) und einer darauf formschlüssig und/ oder kraftschlüssig festlegbaren Spannzange (50) besteht.
13. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (93) aus einer umlaufenden Ringlippe (48) und einem daran angeformten Zylindermantel (94) besteht, auf dem ein Wulst (92) und eine Rastverzahnung ausgeformt sind, wobei der Rand (91) der Öffnung (100) zwischen der Ringlippe (48) und dem Wulst (92) und die Spannzange (50) mittels einer als Form-Negativ der Rastverzahnung ausgebildeten Gegenverzahnung auf der Rastverzahnung festlegbar ist.
14. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel (94) in einzelne, axiale Mantel abschnitte (96) segmentiert ist, zwischen denen axiale Lücken (97)¹ verbleiben, und an der Spannzange (50) komplementäre, in diese Lücken (97) passende Zungen (98)

angeformt sind, die an dem Rand (91) der öffnung (100) festlegbar sind.
15. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Zungen (98) die Form einer radial nach außen gerichteten Klaue (99) hat_s die in Ausnehmungen (104) der Ringlippe (48) versenkbar sind und den Rand (91) der öffnung (100) hintergreifen.
16. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet;, daß die Spannzange (50) mit einer zylindrischen Muffe (95) auf den Kern (93) aufsetzbar ist.
17. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (95) durch axiale Schlitze (106) in einzelne Lappen (107) segmentiert ist.
18. Verbindungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Reibung zwischen der Hülse (22) und der Steckbuchse (44) größer ist als die Reibung zwischen der Hülse (22) und dem Stift (16).