DE102018128203A1

DE102018128203A1 - Elektrisches Steckverbinderteil und elektrisches Steckverbindungssystem mit Verriegelung

Info

Publication number: DE102018128203A1
Application number: DE102018128203.6A
Authority: DE
Inventors: Hrvoje BABIC; Michael Delker
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2019-10-10
Also published as: CN111937252B; EP3776750B1; WO2019192654A1; EP3776750A1; ES2939486T3; JP7086211B2; JP2021517724A; CN111937252A

Abstract

Elektrisches Steckverbinderteil und Steckverbindungssystem, mit einer drehbaren Verriegelungsmittel aufweisenden Verriegelungshülse, wobei das Steckverbinderteil mit einem Gegensteckerteil steckverbindbar und lösbar fixierbar ist, das einen der Verriegelungshülse zugeordneten, rohrförmigen Gegenverriegelungsabschnitt mit komplementär zu den Verriegelungsmitteln ausgeführten Gegenverriegelungsmitteln aufweist, und wobei Verriegelungshülse und Gegenverriegelungsabschnitt bei mit dem Gegensteckerteil zusammengesteckten Steckerteil axial ineinandergreifen und durch Drehen der Verriegelungshülse aneinander festlegbar sind, und die Verriegelungshülse mittels einer als Wellfeder ausgebildeten verdrehsicher aufgenommenen Belastungsfeder in axialer Richtung spielfrei auf dem Steckerteilgehäuse gehalten ist und durch ein Federelement mit einer besonderen Führungskurve auf der Innenseite der Verriegelungshülse ein eindeutiges haptisches und akustisches Geräusch beim Verriegeln entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steckverbinderteil, mit einer auf einem Steckerteilgehäuse drehbar gelagerten Verriegelungshülse, wobei das Steckverbinderteil mit einem Gegensteckerteil steckverbindbar und an diesem lösbar fixierbar ist, das einen der Verriegelungshülse zugeordneten, an einem Gegensteckerteilgehäuse ausgebildeten rohrförmigen Gegenverriegelungsabschnitt zum lösbaren Festlegen des Steckverbinderteils an dem Gegensteckerteil aufweist, wobei die Verriegelungshülse mindestens ein Verriegelungsmittel und der Gegenverriegelungsabschnitt mindestens ein komplementär ausgeführtes Gegenverriegelungsmittel aufweist, die miteinander koppelbar sind, und die Verriegelungshülse bei mit dem Gegensteckerteil zusammengesteckten Steckverbinderteil den Gegenverriegelungsabschnitt umgreifend anordenbar und miteinander durch Drehen der Verriegelungshülse gegenüber der Gegenverriegelungsabschnitt wirkverbindbar sind, wobei die Verriegelungshülse mittels einer in eine Innenumfangsnut der Verriegelungshülse und in eine Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses eingreifenden, sich gegen das Steckerteilgehäuse und/oder die Verriegelungshülse abgestützten, als Wellfeder ausgebildeten Belastungsfeder in axialer Richtung auf dem Steckerteilgehäuse gehalten, insbesondere spielfrei aufgenommen ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein elektrisches Steckverbindungssystem, mit einem derartigen Steckverbinderteil.
Elektrische Steckverbinderteile zum Verbinden mit einem Gegensteckerteil und elektrische Steckverbindungssysteme, umfassend ein Steckverbinderteil und ein Gegensteckerteil, der eingangs genannten Art, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielhaft wird auf die Druckschriften DE 20 2005 000 229 U1 und DE 10 2005 026 148 B4 verwiesen.
Die DE 10 2005 026 148 B4 offenbart eine Steckverbinderkupplung, insbesondere für mehrpolige elektrische Leitungsverbindungen, bestehend aus einer ersten Kupplungshälfte, welche wenigstens ein Kupplungsgehäuse, einen darin untergebrachten Kontaktträger samt Kontaktelementen und einen den Kontaktträger und gegebenenfalls dessen Kontaktelemente zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge hin umgreifenden, mit einem Außengewinde zum wahlweisen Aufschrauben einer drehbar mit einer zweiten Kupplungshälfte gekoppelten Überwurfmutter oder zum Anschluss eines drehbar mit einer zweiten Kupplungshälfte gekoppelten, mit Mitteln zur Herbeiführung einer Schnellverriegelung ausgestatteten Verbindungselementes geeigneten Bereich des Kupplungsgehäuses umfasst. Dabei sind in Verbindung mit einem gewindelosen Verbindungselement der zweiten Kupplungshälfte an einer außerhalb des Außengewindes befindlichen Teillänge des mit einem Außengewinde versehenen Bereiches des ersten Kupplungsgehäuses Verriegelungsmittel zur Schnellverriegelung ausgebildet, denen komplementäre Gegenstücke am Verbindungselement zugeordnet sind, wobei das Verbindungselement der zweiten Kupplungshälfte vorzugsweise von einer gewindelosen Hülse gebildet ist und vermittels einer gegen das Gehäuse der zweiten Kupplungshälfte abgestützten Belastungsfeder, insbesondere einer als Wellfeder ausgebildeten Belastungsfeder in axialer Richtung gehalten, insbesondere spielfrei gehalten ist. Die Wellfeder ist dabei einerseits gegen eine Stirnfläche des Gehäuses der zweiten Kupplungshälfte abgestützt und wirkt andererseits mit einem gegen eine Schulter in der Innenumfangswandung des als Hülse ausgebildeten Verbindungselementes der zweiten Kupplungshälfte abgestützten Auflagering zusammen, wobei die Stirnfläche des Gehäuses und die Schulter in der Innenumfangswandung der Hülse eine Außenumfangsnut des Gehäuses bilden und begrenzen.
Als nachteilig wird bei dieser bekannten Steckverbinderkupplung angesehen, dass zum einen das Verbindungselement, das in axialer Richtung von der Belastungsfeder spielfrei an dem Kupplungsgehäuse gehalten ist, in Umfangsrichtung keine klar definierten Stellungen gegenüber dem Kupplungsgehäuse der zweiten Kupplungshälfte aufweist, d.h. beliebige Stellungen einnehmen kann und zum anderen, dass eine zusätzliches Teil benötigt wird, um die Außenumfangsnut des Gehäuses zu bilden.
Aus der US 7 625 226 B1 ist ein federnder Ring aus einem Band aus Flachmetall bekannt, der in einem Ringraum zwischen einer Verriegelungshülse einem darin über ein Gewinde aufgenommenes hülsenförmiges Steckerelement einliegt und mit über den Umfang verteilten Nasen in der Innenwand der Verriegelungshülse einliegt und dazwischen sich abwechselnd an der Außenwand des Steckerelements und der Innenwand der Verriegelungshülse abstützt. Der Ring bildet bei der Drehung einen kontrollierten Widerstand in beide Drehrichtungen.
Bei den bekannten Anschlussarten ist dem Benutzer nicht eindeutig klar, ob der von ihm mit einer Schnellanschlusstechnik, bei der eine Steckverbindung durch einfaches axiales Zusammenstecken der Steckverbinderteile hergestellt wird, der angeschlossene Steckverbinder auch richtig verriegelt ist, da er keine eindeutige Rückmeldung erhält.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, bei der das als Verriegelungshülse ausgebildete Verbindungselement zumindest eine definierte Entriegelungs- und Verriegelungsstellung bezüglich dem tragenden Gehäuse besitzt, wobei das Erreichen oder Verlassen dieser Stellungen vorzugsweise haptisch oder akustisch vom Anwender wahrnehmbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Steckverbinderteil und ein elektrisches Steckverbindungssystem mit den Merkmalen der beiden nebengeordneten Ansprüche 1 und 5 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den jeweiligen rückbezogenen Ansprüchen zu entnehmen.
Danach weist das erfindungsgemäße Steckverbinderteil eine Verdrehsicherung auf, die von wenigsten einem an dem Steckerteilgehäuse außen festgelegten Federelement und mindestens einer diesem zugeordneten, innen an der Verriegelungshülse ausgebildeten Rastfalle besteht. Sie ermöglicht zumindest beim Einrasten des Federelements in die Rastfalle eine haptische und akustische Wahrnehmung. Das Federelement soll gewährleisten, dass die Verriegelungshülse sich im geöffneten Zustand sich nicht ungewollt verdreht. Dadurch ist das sogenannt „Blindstecken“ für den Benutzer einfacher, denn er muss optisch überprüfen, ob die Verriegelungshülse auf der richtigen Position ist. Das Federelement ist vorzugsweise von einem vorspringend gebogenen Blattfederzuschnitt gebildet und liegt in einer Außenvertiefung des Steckerteilgehäuses unverschiebbar ein, wobei der Vorsprung des Blattfederzuschnittes über die Außenvertiefung vorsteht und so in die Rastfalle der Verriegelungshülse in der Verriegelungsstellung des Steckverbinderteils eingreifen kann.
Vorzugsweise weist das Federelement eine der Innenseite der Verriegelungshülse zugewandte Rastnase auf, die im unverriegelten Zustand der Verriegelungshülse und im verriegelten Zustand der Verriegelungshülse in eine jeweils dafür vorgesehene erste Rasttasche oder zweite Rasttasche einrastet. Damit kann eindeutig zwischen dem verriegelten und unverriegelten Zustand unterschieden werden und ermöglicht außerdem verschiedene Einrastkräfte bei der Bedienung.
Um ein mögliches Lösen bei Vibrationen zu verhindern, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Steckverbinderteils auf der Innenseite der Verrieglungshülse zwischen der ersten Rasttasche im unverriegelten Zustand und der zweiten Rasttasche im verriegelten Zustand eine Führungskurve angeordnet, die eine Kontur aufweist, die das Federelement derart unter Federspannung hält, dass die Verriegelungshülse nur unter externer Krafteinwirkung auf die Verriegelungshülse verdrehbar ist.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die Kontur zwischen der ersten Rasttasche und der zweiten Rasttasche in einem ersten Bereich flach und in einem zweiten Bereich nahe der zweiten Rasttasche steil ansteigend ausgebildet, wobei der erste Bereich länger ist als der zweite Bereich. Im unverriegelten Zustand ist die Rastnase in der ersten Rasttasche eingerastet. Beginnt der Benutzer mit der Verdrehung der Verriegelungshülse, ist die Kontur im ersten Bereich flach ausgelegt, um kein vorzeitiges Geräusch, beispielsweise Klicken, zu erzeugen. Jedoch ist allein durch das Verlassen der ersten Rasttasche eine Federspannung vorhanden, die ausreichend stark ausgeprägt ist, dass die Verriegelungshülse sich nicht von allein verdrehen kann. Kurz vor der dem verriegelten Zustand ist die Kontur im zweiten Bereich stark ansteigen, so dass das Federelement kurz davor ist, vollständig komprimiert zu werden. Wird die Verriegelungshülse weiter gedreht entsteht ein Geräusch (Klick-Geräusch) und der das Steckverbinderteil ist mit dem Gegensteckerteil richtig verriegelt und auf Position.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des elektrischen Steckverbinderteils ist die Verriegelungshülse mittels einer in eine Innenumfangsnut der Verriegelungshülse und in eine Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses eingreifenden Wellfeder in axialer Richtung spielfrei auf dem Steckerteilgehäuse gehalten und stützt sich gegen das Steckerteilgehäuse und/oder die Verriegelungshülse ab. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wellfeder in der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses oder in der Innenumfangsnut der Verriegelungshülse verdrehsicher aufgenommen ist. Liegt die Wellfeder in Umfangsrichtung lagefixiert in der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses ein, so greift diese drehbar in die Innenumfangsnut der Verriegelungshülse ein. Im anderen Fall, d.h. wenn die Wellfeder in Umfangsrichtung lagefixiert in die Innenumfangsnut der Verriegelungshülse aufgenommen ist, greift diese drehbar in die Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses ein. In beiden Fällen ist sie in der jeweiligen Nut, in die die Wellfeder drehbar eingreift, nur mit Drehwiderstand verdrehbar, der von der axialen Federkraft der Wellfeder und von deren Vorspannung in der Innenumfangsnut der Verriegelungshülse und/oder in der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses bestimmt ist. Damit besitzt die Wellfeder, die die Verriegelungshülse und das Steckerteilgehäuse zusammen hält, einen eingeschränkten Freiheitsgrad in ihrer Beweglichkeit gegenüber dem Steckerteilgehäuse bzw. der Verriegelungshülse. Dies ist Grundvoraussetzung für eine definierte Entriegelungs- und/oder Verriegelungsstellung. Material- und prozessbedingt weisen das Steckerteilgehäuse und die Verriegelungshülse Herstellungstoleranzen in ihren Maßen auf, die durch die Wellfeder ausgeglichen werden, indem die Wellfeder mit Vorspannung, d.h. komprimiert in die Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses und in die Innenumfangsnut der Verriegelungshülse eingesetzt ist.
Vorzugweise weist das Steckverbinderteil eine Wellfeder auf, die in Umfangsrichtung offen ausgebildet ist und einen Federspalt besitzt. Damit ist diese in Umgangsrichtung nachgiebig ausgebildet und kann somit einfach in die Innenumfangsnut der Verriegelungshülse und in der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses eingeführt werden, um die Verriegelungshülse und das Steckerteilgehäuse zusammen zu halten. Die Wellfeder besitzt in axialer Richtung Wellenberge und dazwischen liegende Wellentäler. Der Federspalt der Wellfeder kann sich in seiner Breite verändern, wenn die die Wellfeder in axialer Richtung Druck beaufschlagt wird, d.h. sich die Höhe der Wellenberge bzw. die Tiefe der Wellentäler verändert. Die Höhe der Wellenberge und die Tiefe der Wellentäler sind dabei größer als eine Nutbreite der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses und der Innenumfangsnut der Verriegelungshülse. Dadurch liegt er an beiden Kanten der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses und der Innenumfangsnut mit gleicher Spannkraft an. Dabei spielen Maßtoleranzen der Wellfeder selbst keine Rolle. In jeder Position der Verriegelungshülse gegenüber dem Steckerteilgehäuse wirkt eine ausreichende Spannkraft, die ein unerwünschtes Lageveränderung der Verriegelungshülse gegenüber dem Steckerteilgehäuse erschwert. Solange die Vorspannung der Wellfeder größer ist als die Belastung aus einer Schwingungsamplitude, benötigt das System keine weitere Reibbremse, beispielsweise in Form eines elastischen Ringelementes. Beim Verdrehen der Verriegelungshülse auf dem Steckerteilgehäuse steht sowohl beim Verriegelungsvorgang wie auch beim Entriegelungsvorgang von Beginn an eine Spannkraft zur Verfügung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist bei dem Steckverbinderteil die Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses oder die Innenumfangsnut der Verriegelungshülse mindestens einen Positioniersteg für die Wellfeder auf, der vorzugsweise an einer Seitenflanke der Außenumfangsnut oder einer Seitenflanke der Innenumfangsnut angeordnet ist. Es ist selbstverständlich, dass nicht in beiden Nuten ein derartiger Steg vorhanden sein darf, da dieser ein Verdrehen der Verriegelungshülse auf dem Steckerteilgehäuse nicht zulassen würde. Anstelle an den Seitenflanken einer der beiden Nuten angeordnet zu sein, kann der Positioniersteg auch aus dem Grund dieser Nuten hervortreten.
Bei einer Variante des Steckverbinderteils ist die Wellfeder gegenüber dem Steckerteilgehäuse oder der Verriegelungshülse vorzugsweise derart ausgerichtet, dass der Positioniersteg den Federspalt durchsetzt und damit die Wellfeder verdrehsicher fixiert. Bei einer anderen Variante des Steckverbinderteils ist die Wellfeder gegenüber dem Steckerteilgehäuse oder der Verriegelungshülse vorteilhafterweise derart ausgerichtet, dass der mindestens eine Positioniersteg sich in einem Wellental der Wellfeder erstreckt. Auch auf diese Weise kann die Wellfeder in Umfangsrichtung spielfrei oder spielbehaftet verdrehsicher in der Innenumfangsnut der Verriegelungshülse oder in der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses fixiert werden. Der Positioniersteg in dem Wellental kann zudem vorzugsweise einen Kompressionsbegrenzungssteg für die Wellfeder bilden, der einen axialen Kompressionsweg der Wellfeder begrenzt. Ein derartiger Kompressionsbegrenzungssteg in einem Wellental kann zusätzlich zu einem den Federspalt durchsetzenden Positioniersteg vorhanden sein.
Bei einer Ausführungsform ist bei dem Steckverbinderteil die Seitenflanke der Innenumfangsnut der Verriegelungshülse oder die Seitenflanke der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses wellenförmig ausgebildet ist, wobei die Kontur der Seitenflanke vorzugsweise an die Form der Wellfeder angepasst ist. Bei dieser Variante ist die Wellenkontur natürlich in derjenigen Innenumfangsnut der Verriegelungshülse oder der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses realisiert, in der nicht der vorstehend beschriebene Positioniersteg ausgebildet ist, der die Wellfeder verdrehsicher hält. Damit wird eine Vergrößerung des axialen Federweges beim Verdrehen der Verriegelungshülse gegenüber dem Steckerteilgehäuse erreicht, sodass auch die Belastung der Wellfeder mit einer größeren Schwingungsamplitude nicht zu einem selbstständigen unerwünschten Verdrehen der Verriegelungshülse auf dem Steckerteilgehäuse führt, und so die Verriegelung von Steckverbinderteil mit einem Gegensteckerteil besonders sicher ist. Dies wird insbesondere dadurch begünstigt, dass die Wellenhöhe der Wellfeder größer ist als eine Breite der Außenumfangsnut des Steckerteilgehäuses oder der Innenumfangsnut der Verriegelungshülse, und die Wellfeder axial komprimiert in die Außenumfangsnut und/oder die Innenumfangsnut eingesetzt ist.
Vorzugsweise sind bei verschiedenen Ausführungsformen das mindestens eine Verriegelungsmittel der Verriegelungshülse und das mindestens eine Gegenverriegelungsmittel des Gegenverriegelungsabschnittes als Vollgewinde, als in Umfangsrichtung segmentiertes Teilgewinde oder nach Art eines Bajonettverschlusses bzw. einer Bajonettverriegelung ausgebildet. Die Verriegelungshülse und der Gegenverriegelungsabschnitt greifen bei mit dem Gegensteckerteil zusammengesteckten Steckverbinderteil zumindest teilweise axial ineinander ein und sind durch Drehen der Verriegelungshülse aneinander lösbar festlegbar. Dabei kann das mindestens eine Verriegelungsmittel der Verriegelungshülse außen oder innen an der Verriegelungshülse ausgebildet sein. Das mindestens eine dazu komplementär ausgeführte Gegenverriegelungsmittel ist entsprechend gegenseitig an dem Gegenverriegelungsabschnitt des Gegensteckerteils ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steckverbinderteil an der Verriegelungshülse und dem Steckerteilgehäuse Drehanschläge auf, die die Drehbewegung der Verriegelungshülse gegenüber dem Steckerteilgehäuse begrenzen. Diese sind natürlich nur bei Ausführungsformen der Erfindung sinnvoll, bei der das mindestens eine Verriegelungsmittel der Verriegelungshülse und das mindestens eine Gegenverriegelungsmittel des Gegenverriegelungsabschnittes nicht als Vollgewinde, sondern als in Umfangsrichtung segmentiertes Teilgewinde oder nach Art eines Bajonettverschlusses bzw. einer Bajonettverriegelung ausgebildet sind. Dabei sind die Drehanschläge der Verriegelungshülse vorzugsweise von axial verlaufenden Längswänden einer Hülseninnenausnehmung und die Drehanschläge des Steckerteilgehäuses von Längsflanken vorzugsweise eines radial vorstehenden Gehäuseaußenzapfens gebildet. Die umfängliche Breite der Hülseninnenausnehmung ist deutlich größer als die entsprechende Breite des Gehäuseaußenzapfens. Sie sind vorzugsweise derart gewählt, dass eine Entriegelungsstellung und eine Verriegelungsstellung realisiert sind, zwischen die Verriegelungshülse verdreht werden kann. Die Entriegelungsstellung und die Verriegelungsstellung sind durch einen typischen Drehwinkel von etwa 30 bis 100 Winkelgraden voneinander getrennt. In der Verriegelungsstellung ist eine Längsflanke des Gehäuseaußenzapfens in Anlage an der zugeordneten Längswand der Hülseninnenausnehmung, in der Verriegelungsstellung die andere Längsflanke des Gehäuseaußenzapfens an der anderen Längswand der Hülseninnenausnehmung.
Das erfindungsgemäße elektrische Steckverbindungssystem, mit einem Steckverbinderteil, das eine auf einem Steckerteilgehäuse drehbar gelagerte Verriegelungshülse aufweist, und mit einem Gegensteckerteil, das einen der Verriegelungshülse zugeordneten, an einem Gegensteckerteilgehäuse ausgebildeten rohrförmigen Gegenverriegelungsabschnitt zum lösbaren Festlegen des Steckverbinderteils an dem Gegensteckerteil aufweist, umfasst ein Steckverbinderteil mit einem oder mehreren der vorstehend beschrieben Merkmalen.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Zur Ausführung der Erfindung müssen nicht alle Merkmale des Anspruchs 1 verwirklicht sein. Auch können einzelne Merkmale der unabhängigen oder nebengeordneten Ansprüche durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktive Einzelheiten, räumliche Anordnung und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. In den Figuren werden gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen Darstellung:

1 ein elektrisches Steckverbindungssystem, umfassend ein Steckverbinderteil, mit einer von einer Wellfeder gehaltenen Verriegelungshülse, und ein Gegensteckerteil, mit einem Gegenverriegelungsabschnitt, in perspektivischer Darstellung;
2 das Gegensteckerteil aus 1, in vergrößerter perspektivischer Darstellung;
3 das Steckverbinderteil aus 1, in vergrößerter perspektivischer Darstellung;
4 das Steckverbinderteil aus 3, in perspektivischer Darstellung als Explosionszeichnung;
5 das Steckverbinderteil aus 3, in Längsschnitt-Darstellung;
6 das Steckverbinderteil aus 3, in perspektivischer Darstellung ohne Verriegelungshülse;
7 das Steckverbinderteil aus 6, mit einem anderen Blickwinkel;
8 die Wellfeder aus 4, in vergrößerter perspektivischer Darstellung;
9 das Steckverbinderteil aus 3, in Querschnitt-Darstellung;
10 das Steckverbinderteil aus 3 in der unverriegelten Stellung;
11 das Steckverbinderteil aus 3 in der verriegelten Stellung;
12 einen Teilausschnitt in der stirnseitigen Draufsicht ähnlich 9 auf das Steckverbinderteil im unverriegelten Zustand;
13 einen Teilausschnitt in der stirnseitigen Draufsicht ähnlich 9 auf das Steckverbinderteil in einem Zwischenzustand kurz vor Erreichen des verriegelten Zustandes; und
14 einen Teilausschnitt in der stirnseitigen Draufsicht ähnlich 9 auf das Steckverbinderteil im verriegelten Zustand.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektrisches Steckverbindungssystem 1, mit einem Steckverbinderteil 2, das eine auf einem Steckerteilgehäuse 3 drehbar gelagerte Verriegelungshülse 4 aufweist, und mit einem Gegensteckerteil 5, das einen der Verriegelungshülse 4 zugeordneten, an einem Gegensteckerteilgehäuse 6 ausgebildeten rohrförmigen Gegenverriegelungsabschnitt 7 zum lösbaren Festlegen des Steckverbinderteils 2 an dem Gegensteckerteil 5 aufweist.
Die 2 zeigt das Gegensteckerteil 5 in vergrößerter Darstellung. Das Gegensteckerteilgehäuse 6 weist eine Flanschplatte 8 zur Befestigung an einem Maschinengehäuse auf, von der der Gegenverriegelungsabschnitt 7 senkrecht absteht. An dem Gegenverriegelungsabschnitt 7 sind außen Gegenverriegelungsmittel 9 für die Verriegelungshülse 4 angeordnet, die als in Umfangsrichtung segmentiertes Teilgewinde ausgebildet sind und eine Schnellverriegelung und eine Schnellentriegelung des Steckverbinderteil 2 mit bzw. von dem Gegensteckerteil 5 ermöglichen.
Die 3 zeigt das Steckverbinderteil 2 vergrößert. Dieses weist, wie der 4 besser verdeutlicht, neben dem Steckerteilgehäuse 3 und der Verriegelungshülse 4, eine anschlussseitige Verschlusskappe 10, eine Wellfeder 11 sowie ein Federelement 12 auf. Das Federelement 12 und die Wellfeder 11 sind in der 3 von der Verriegelungshülse 4 abgedeckt. Diese befinden sich zwischen der Verriegelungshülse 4 und dem Steckerteilgehäuse 3 im Überlappungsbereich. Die genaue Anordnung der Wellfeder 11 und des Federelementes 12 und deren Funktion werden nachfolgend beschrieben. Die Verriegelungshülse 4 weist innen an einer Einsteckseite 13 Verriegelungsmittel 14 auf, die den Gegenverriegelungsmittel 9 Gegensteckerteils 5 zugeordnet, komplementär dazu ausgebildet sind und im verriegeltem Zustand des elektrisches Steckverbindungssystems zusammenwirken. In dem Steckerteilgehäuse 3 ist ein von außen nicht sichtbarer Kontaktträger aufgenommen, der eine Anzahl von elektrischen Steckkontakten umfasst. Dieser wird von der Verschlusskappe 10 in dem Steckerteilgehäuse 3 eingeschlossen.
Die 5 zeigt das Steckverbinderteil 2 in Längsschnitt-Darstellung. In dieser Figur sind die Wellfeder 11 und das Federelement 12 sichtbar. Hier ist auch zu erkennen, dass die Verschlusskappe 10 mit dem Steckerteilgehäuse 3 verschraubt ist. Die Verriegelungshülse 4 ist an dem Steckerteilgehäuse 3 drehbar gelagert und von der als Belastungsfeder wirkenden Wellfeder 11 in axialer Richtung spielfrei auf dem Steckerteilgehäuse 3 gehalten. Das Federelement 12 bildet eine zusätzliche Verdrehsicherung für die Verriegelungshülse 4. Es ist an dem Steckerteilgehäuse 3 außen unverrückbar festgelegt und wirkt mit einer in der 9 sichtbaren Rastfalle 15 zusammen. Diese Verdrehsicherung ist nur in der Verriegelungsstellung der Verriegelungshülse 4 auf dem Steckerteilgehäuse 3 wirksam. Sie ermöglicht dem Anwender zudem beim Einrasten des Federelements 12 in die Rastfalle 15 und beim Ausrasten des Federelementes 12 aus der Rastfalle 15 eine haptische und akustische Wahrnehmung. Das Federelement 12 ist von einem vorspringend gebogenen Blattfederzuschnitt gebildet und liegt, wie der 6 entnehmbar ist, in einer Außenvertiefung 16 des Steckerteilgehäuses 3 ein.
Die 6, 7 zeigen das Steckverbinderteil 2 mit nicht montierter Verriegelungshülse 4 mit unterschiedlichen Blickwinkeln in perspektivischer Darstellung. Bei der 6 blickt man in etwa senkrecht von oben auf Außenvertiefung 16 des Steckerteilgehäuses 3 und das darin einliegende Federelement 12, während die Blickrichtung bei der 7 etwa um 120 Grad in Umfangsrichtung versetzt ist. Die Wellfeder 7, die die Verriegelungshülse 4 in axialer Richtung spielfrei auf dem Steckerteilgehäuse 3 hält, greift zum einen in eine Außenumfangsnut 17 des Steckerteilgehäuses 3 ein, und zum anderen in eine in der 5 sichtbare Innenumfangsnut 18 der Verriegelungshülse 4. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Wellfeder 11 in der Außenumfangsnut 17 des Steckerteilgehäuses 3 verdrehsicher und in einer Innenumfangsnut 18 der Verriegelungshülse 4 verdrehbar aufgenommen. Dazu weist die Außenumfangsnut 17 des Steckerteilgehäuses 3 einen Positioniersteg 19 auf, der die Wellfeder 11 in Umfangsrichtung gegen Verdrehen spielbehaftet sichert. Zusätzlich zu dem in der 6 erkennbaren Positioniersteg 19 ist, wie der 7 zu entnehmen ist, eine weiterer Positioniersteg 19, 19' angeordnet, der als Kompressionsbegrenzungssteg einen axialen Kompressionsweg der Wellfeder 11 begrenzt. Ein solcher Positionier-/Kompressionsbegrenzungssteg 19, 19' in dem Wellental 22 kann auch ohne den Positioniersteg 19, der den Federspalt 20 der Wellfeder 11 durchsetzt, ausgebildet sein.
In der 8 ist die Wellfeder 11 nochmals allein und vergrößert dargestellt. Sie ist in Umfangsrichtung offen ausgebildet und weist einen Federspalt 20 auf. Außerdem sind durch die wellige Kontur Wellenberge 21 und Wellentäler 22 gebildet, mit denen sich die komprimierte montierte Wellfeder 11 gegen das Steckerteilgehäuse 3 und die Verriegelungshülse 4 abstützt. Bei dem in der 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Wellfeder 11 weitgehend verdrehsicher in der Außenumfangsnut 17 des Steckerteilgehäuses 3 aufgenommen, indem die Wellfeder 11 gegenüber dem Steckerteilgehäuse 3 derart ausgerichtet ist, dass der Positioniersteg 19 den Federspalt 20 durchsetzt.
Bei dem in der 7 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist die Wellfeder 11 dadurch weitgehend verdrehsicher in der Außenumfangsnut 17 des Steckerteilgehäuses 3 aufgenommen, dass die Wellfeder 11 gegenüber dem Steckerteilgehäuse 3 derart ausgerichtet ist, dass der Positioniersteg 19 sich in einem Wellental 22 der Wellfeder 11 erstreckt. Der Positioniersteg 19 ist in beiden Fällen dabei an einer Seitenflanke 23 der Außenumfangsnut 17 des Steckerteilgehäuses 3 angeordnet.
Das erfindungsgemäße Steckverbinderteil 2 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Drehbegrenzung für die Verriegelungshülse 4 auf. Diese ist in der 9 neu veranschaulicht. Dazu sind Drehanschläge 24 und 25 vorgesehen, die die Drehbewegung der Verriegelungshülse 4 gegenüber dem Steckerteilgehäuse 3 begrenzen. Die Drehanschläge 24 der Verriegelungshülse 4 sind von axial verlaufenden Längswänden 26 einer Hülseninnenausnehmung 27 und die Drehanschläge 25 des Steckerteilgehäuses 3 von Längsflanken 28 eines radial vorstehenden Gehäuseaußenzapfens 29 gebildet.
Die 10 und 11 veranschaulichen die zwei verschiedenen Stellungen der Verriegelungshülse 4 gegenüber dem Steckerteilgehäuse 3 des Steckverbinderteils 2 mittels entsprechenden Markierung 36 auf der Oberfläche der Verriegelungshülse 4 bzw. dem Steckerteilgehäuse 3.
Die 12 bis 14 zeigen eine andere Ausbildung der Rastfalle 15 von 9, wobei die der Innenseite der Verriegelungshülse 4 zugewandte Rastnase 30 im unverriegelten Zustand der Verriegelungshülse 4 und im verriegelten Zustand der Verriegelungshülse 4 in eine jeweils dafür vorgesehene erste Rasttasche 31 (12) oder zweite Rasttasche 32 (13) einrastet. Auf der Innenseite der Verrieglungshülse 4 zwischen der ersten Rasttasche 31 im unverriegelten Zustand und der zweiten Rasttasche 32 im verriegelten Zustand ist eine Führungskurve 33 vorgesehen, die eine Kontur aufweist, die das Federelement 12 derart unter Federspannung hält, dass die Verriegelungshülse 4 nur unter externer Krafteinwirkung auf die Verriegelungshülse 4 verdrehbar ist. Dazu die Kontur zwischen der ersten Rasttasche 31 und der zweiten Rasttasche 32 in einem ersten Bereich 34 flach und in einem zweiten Bereich 35 nahe der zweiten Rasttasche 32 steil ansteigend ausgebildet ist, wobei der erste Bereich 34 länger ist als der zweite Bereich 35 und, wie aus der 14 ersichtlich, vor der zweiten Rasttasche fast nahezu komprimiert wird. Dadurch entsteht beim Einschnappen der Rastnase 30 in die zweite Rasttasche 32 ein eindeutiges Klickgeräusch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202005000229 U1 [0003]
DE 102005026148 B4 [0003, 0004]
US 7625226 B1 [0006]

Claims

Elektrisches Steckverbinderteil (2), mit einer auf einem Steckerteilgehäuse (3) drehbar gelagerten Verriegelungshülse (4), wobei das Steckverbinderteil (2) mit einem Gegensteckerteil steckverbindbar und an diesem lösbar fixierbar ist, das einen der Verriegelungshülse (4) zugeordneten, an einem Gegensteckerteilgehäuse ausgebildeten rohrförmigen Gegenverriegelungsabschnitt zum lösbaren Festlegen des Steckverbinderteils (2) an dem Gegensteckerteil aufweist, wobei die Verriegelungshülse (4) mindestens ein Verriegelungsmittel (14) und die Gegenverriegelungsabschnitt mindestens ein komplementär ausgeführtes Gegenverriegelungsmittel aufweist, die miteinander koppelbar sind, und die Verriegelungshülse (4) bei mit dem Gegensteckerteil zusammengesteckten Steckverbinderteil (2) den Gegenverriegelungsabschnitt umgreifend anordenbar und miteinander durch Drehen der Verriegelungshülse (4) gegenüber der Gegenverriegelungsabschnitt wirkverbindbar sind, wobei die Verriegelungshülse (4) mittels einer in eine Innenumfangsnut (18) der Verriegelungshülse (4) und in eine Außenumfangsnut (17) des Steckerteilgehäuses (3) eingreifenden, sich gegen das Steckerteilgehäuse (3) und/oder die Verriegelungshülse (4) abgestützten, als Wellfeder (11) ausgebildeten Belastungsfeder in axialer Richtung auf dem Steckerteilgehäuse (3) gehalten, insbesondere spielfrei gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderteil (2) eine Verdrehsicherung aufweist, die von wenigsten einem an dem Steckerteilgehäuse (3) außen festgelegten Federelement (12) und mindestens einer diesem zugeordneten, innen an der Verriegelungshülse (4) ausgebildeten Rastfalle (15) besteht.
Steckverbinderteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (12) eine der Innenseite der Verriegelungshülse (4) zugewandte Rastnase (30) aufweist, die im unverriegelten Zustand der Verriegelungshülse (4) und im verriegelten Zustand der Verriegelungshülse (4) in eine jeweils dafür vorgesehene erste Rasttasche (31) oder zweite Rasttasche (32) einrastet.
Steckverbinderteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Verrieglungshülse (4) zwischen der ersten Rasttasche (31) im unverriegelten Zustand und der zweiten Rasttasche (32) im verriegelten Zustand eine Führungskurve (33) angeordnet ist, die eine Kontur aufweist, die das Federelement (12) derart unter Federspannung hält, dass die Verriegelungshülse (4) nur unter externer Krafteinwirkung auf die Verriegelungshülse (4) verdrehbar ist.
Steckverbinderteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur zwischen der ersten Rasttasche (31) und der zweiten Rasttasche (32) in einem ersten Bereich (34) flach und in einem zweiten Bereich (35) nahe der zweiten Rasttasche (32) steil ansteigend ausgebildet ist, wobei der erste Bereich (34) länger ist als der zweite Bereich (35).
Elektrisches Steckverbindungssystem (1), mit einem Steckverbinderteil (2), das eine auf einem Steckerteilgehäuse (3) drehbar gelagerte Verriegelungshülse (4) aufweist, und mit einem Gegensteckerteil (5), das einen der Verriegelungshülse (4) zugeordneten, an einem Gegensteckerteilgehäuse (6) ausgebildeten rohrförmigen Gegenverriegelungsabschnitt (7) zum lösbaren Festlegen des Steckverbinderteils (2) an dem Gegensteckerteil (5) aufweist, wobei die Verriegelungshülse (4) mindestens ein Verriegelungsmittel (14) und die Gegenverriegelungsabschnitt (7) außen mindestens ein komplementär ausgeführtes Gegenverriegelungsmittel (9) aufweist, die miteinander koppelbar sind, und die die Verriegelungshülse (4) bei mit dem Gegensteckerteil (5) zusammengesteckten Steckverbinderteil (2) den Gegenverriegelungsabschnitt (7) umgreifend anordenbar und miteinander durch Drehen der Verriegelungshülse (4) gegenüber dem Gegenverriegelungsabschnitt (7) wirkverbindbar sind, wobei die Verriegelungshülse (4) mittels einer in eine Innenumfangsnut (18) der Verriegelungshülse (4) und in eine Außenumfangsnut (17) des Steckerteilgehäuse (3) eingreifenden, gegen das Steckerteilgehäuse (3) und/oder die Verriegelungshülse (4) abgestützten, als Wellfeder (11) ausgebildeten Belastungsfeder in axialer Richtung spielfrei auf dem Steckerteilgehäuse (3) gehalten ist, gekennzeichnet durch ein Steckverbinderteil (2) mit den Merkmalen mindestens eines der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4.