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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einer Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Steckverbinders mit einem bestimmungsgemäß eingesteckten Gegensteckverbinder bzw. eine Steckverbindung aus Steckverbinder und einem in den Steckverbinder einsteckbaren Gegensteckverbinder.
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Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Steckverbindern mit Verriegelungsvorrichtungen bekannt. Problematisch ist hierbei oftmals, dass die Verriegelungsvorrichtungen, solange diese nicht den Steckverbinder mit einem Gegensteckverbinder verriegelt, an dem Steckverbinder frei beweglich ist.
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Dadurch wird oftmals die Montage bzw. die Verriegelung zeitaufwändig und somit teuer, da das Verriegelungsmittel für die Montage händisch in eine vorbestimmte Position bzw. Stellung gebracht und gehalten werden muss und erst mit bestimmungsgemäß eingesteckten Gegensteckverbinder bewegt werden darf.
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Druckschriftlicher Stand der Technik im vorliegenden technischen Gebiet, welcher den Oberbegriff des Anspruchs 1 widerspiegelt, ist in den Dokumenten
DE 10 2018 217 838 A1 ,
DE 695 17 659 T2 ,
DE 10 2018 008 844 A1 ,
US 9,972,937 B2 ,
DE 10 2006 033 917 A1 ,
US 7,922,503 B1 und
US 2019/0296485 A1 offenbart.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Steckverbinder mit einer Verriegelungsvorrichtung bereitzustellen, dessen Verriegelungsvorrichtung beim Steckvorgang in einer bestimmungsgemäßen Position bzw. Stellung gehalten wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Steckverbinder mit einer Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Steckverbinders mit einem bestimmungsgemäß eingesteckten Gegensteckverbinder vorgeschlagen. Der Steckverbinder weist ein Gehäuse auf, an welchem die Verriegelungsvorrichtung drehbar gelagert ist. Die Verriegelungsvorrichtung bildet zumindest einen elastisch verformbaren Rasthaken aus bzw. weist einen solchen auf. Korrespondierend zu dem zumindest einen Rasthaken weist das Gehäuse für jeden Rasthaken eine Rastausnehmung auf.
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Weiter ist vorgesehen, dass die Verriegelungsvorrichtung an dem Gehäuse mittels eines Einfederns des jeweiligen Rasthakens in die jeweils zugehörige Rastausnehmung in einer vorbestimmten Drehstellung relativ zu dem Gehäuse verrastbar und dadurch fixierbar ist, sobald die Verriegelungsvorrichtung in eine vorbestimmte Steckstellung betätigt wurde. Der zumindest eine in die jeweilige Rastausnehmung eingerastete Rasthaken befindet sich entsprechend in seiner Raststellung. Der zumindest eine Rasthaken ist ferner ausgebildet, bei einem Steckvorgang des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder durch ein Entriegelungsmittel des Gegensteckverbinders aus seiner in die jeweilige Rastausnehmung eingefederten Raststellung gelöst zu werden, indem der zumindest eine Rasthaken durch das Entriegelungsmittel zumindest teilweise aus der jeweils zugehörigen Rastausnehmung gedrückt wird. Ist der zumindest eine Rasthaken durch das Entriegelungsmittel zumindest teilweise aus der jeweils zugehörigen Rastausnehmung gedrückt, ist die Verriegelungsvorrichtung mit aus der Raststellung gelösten Rasthaken bei einem bestimmungsgemäß mit dem Steckverbinder gesteckten Gegensteckverbinder von der Steckstellung in eine Verriegelungsstellung drehbar. In der Verriegelungsstellung sind der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder miteinander durch die Verriegelungsvorrichtung verriegelt bzw. aneinander fixiert.
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Der erfinderische Grundgedanke ist, dass die Verriegelungsvorrichtung durch den oder die elastischen Rasthaken in einer vorbestimmten Steckstellung verriegelt werden, so dass ein Gegensteckverbinder bestimmungsgemäß in den Steckverbinder einsteckbar ist und die Verriegelungsvorrichtung dabei den Steckvorgang nicht behindert. Erst mit dem bestimmungsgemäß, also korrekt eingesteckten Gegensteckverbinder ist die Verriegelungsvorrichtung aus ihrer Steckstellung lösbar und in die Verriegelungsstellung bringbar, in welcher Steckverbinder und Gegensteckverbinder miteinander verriegelt bzw. aneinander fixiert werden bzw. sind. Dabei soll das Lösen bzw. Entrasten der Rasthaken automatisch beim Steckvorgang erfolgen und keine zusätzlichen Arbeitsschritte beim Herstellen der Steckverbindung erzeugen.
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Erfindungsgemäß ist die Verriegelungsvorrichtung ein Bügel, der das Gehäuse zumindest teilweise umgreift. Insbesondere kann der Bügel integral mit einem Hebel ausgebildet sein. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verriegelungsvorrichtung zwei Rasthaken aufweist, welche an einander gegenüberliegenden Bügelschenkeln vorgesehen sind. Von den Bügelschenkeln kann sich jeweils ein Hebelarm zu einem gemeinsamen Hebelabschnitt hin erstrecken.
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Insbesondere für die Montage des Steckverbinders ist eine Variante vorteilhaft, bei welcher das Gehäuse zwei einander gegenüberliegende Lagerzapfen mit einer Kodiernase und die Verriegelungsvorrichtung zwei einander gegenüberliegende und jeweils zu den Lagerzapfen und der Kodiernase korrespondierende Lagerausnehmungen aufweist. Weiter ist die Verriegelungsvorrichtung in einer vorbestimmten Montagestellung und vorzugsweise ausschließlich in der vorbestimmten Montagestellung mit ihren Lagerausnehmungen an den Lagerzapfen des Gehäuses anordenbar, so dass dadurch die Verriegelungsvorrichtung an dem Gehäuse drehbar gelagert ist.
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Alternativ ist auch eine Variante möglich, bei welcher die Lagerzapfen keine Kodiernase aufweisen, was zwar die Montage vereinfacht, jedoch die Gefahr birgt, dass die Verriegelungsvorrichtung unbeabsichtigt von dem Gehäuse demontiert werden kann.
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Um den bestimmungsgemäß in den Steckverbinder eingesteckten Gegensteckverbinder an diesem fixieren zu können bzw. die aus diesen gebildete Steckverbindung zu sichern, ist zudem vorgesehen, dass die Verriegelungsvorrichtung eine Primärverriegelung zur Verriegelung des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder aufweist. Die Primärverriegelung ist hierbei ausgebildet, den Steckverbinder und den Gegensteckverbinder in der Verriegelungsstellung der Verriegelungsvorrichtung miteinander zu verriegeln bzw. aneinander zu fixieren.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Primärverriegelung eine Vorverriegelungsstellung und eine Endverriegelungsstellung aufweist, wobei die Primärverriegelung mit einem korrespondierenden Element, wie beispielsweise einem nachfolgend genannten Verriegelungszapfen, in Eingriff ist, ohne den Steckverbinder und den Gegensteckverbinder zu verriegeln und diese erst in der Endverriegelungsstellung miteinander verriegelt. Weiter ist vorteilhaft, wenn die Primärverriegelungsvorrichtung bei dem Steckvorgang in der Vorverriegelungsstellung ist, bevor oder wenn der zumindest eine Rasthaken durch das Entriegelungsmittel des Gegensteckverbinders aus seiner in die jeweilige Rastausnehmung, eingefederten Raststellung gelöst wird.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Primärverriegelung eine Führungsausnehmung ist, welche ausgebildet ist, während des Steckvorgangs einen zu der Führungsausnehmung korrespondierenden Verriegelungszapfen des Gegensteckverbinders aufzunehmen und den Verriegelungszapfen bei einem Drehen der Verriegelungsvorrichtung aus der Steckstellung in die Verriegelungsstellung entlang einem vorbestimmten Fügeweg zu führen. Eine solche Führungsausnehmung kann auch als Kulissenbahn bezeichnet werden.
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Um sicherstellen zu können, dass sich die Primärverriegelung nicht versehentlich durch erneutes Drehen der Verriegelungsvorrichtung lösen kann, sieht eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die Verriegelungsvorrichtung eine Sekundärverriegelung zu deren Verriegelung aufweist.
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Vorzugsweise ist die Sekundärverriegelung ausgebildet, die Verriegelungsvorrichtung in der Verriegelungsstellung an dem Gehäuse zu fixieren und gegen ein Verdrehen gegenüber dem Gehäuse zu sichern. Ist die Verriegelungsvorrichtung beispielsweise als Bügel mit daran integriertem Hebel ausgebildet, kann die Sekundärvorrichtung als ein an dem Hebel bzw. an dem Hebelabschnitt vorgesehener Schieber umgesetzt sein, welcher in der Verriegelungsstellung den Hebel am Gehäuse fixierend in ein Gegenelement des Gehäuses verschoben oder verrastet werden kann, wobei das Gegenelement an einer Außenseite des Gehäuses ausgebildet oder angeordnet sein kann.
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Um eine beliebige Drehung bzw. eine beliebige Verdrehbarkeit der Verriegelungsvorrichtung zu verhindern, sieht eine Ausbildungsvariante zudem vor, dass die Verriegelungsvorrichtung Anschlagselemente ausbildet. Die Anschlagselemente, welche auch integral mit bzw. an den Rasthaken ausgebildet oder durch die Rasthaken gebildet sein können, sind an von dem Gehäuse ausgebildeten Begrenzungsflächen bzw. Begrenzungselementen zur Anlage bringbar, durch welche eine Drehbarkeit der Verriegelungsvorrichtung gegenüber dem Gehäuse begrenzt wird. Vorzugsweise wird die Verdrehbarkeit der Verriegelungsvorrichtung derart begrenzt, dass diese nur zwischen der Steckstellung und der Verriegelungsstellung verdrehbar ist. Eine eventuell vorhandene Montagestellung, in welcher die Verriegelungsvorrichtung an dem Gehäuse anbring- und lagerbar ist, ist entsprechend an einem Drehwinkel zwischen den Drehwinkeln der Steckstellung und der Verriegelungsstellung vorgesehen.
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Ferner beträgt der Drehwinkel, um welchen die Verriegelungsvorrichtung zwischen der Steckstellung und der Verriegelungsstellung verdrehbar ist, vorzugsweise zwischen 120° und 60°, weiter vorzugsweise 90°.
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Die Verriegelungsvorrichtung ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung einstückig ausgebildet. Beispielsweise ist diese durch ein gebogenes Blech oder durch Spritzguss, insbesondere Kunststoff-Spritzguss gebildet, wobei die Elastizität der Rasthaken dadurch bereitgestellt wird, dass die Rasthaken als bzw. am Ende von länglichen, federnden Rastarmen sind.
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Der Steckverbinder weist ferner erfindungsgemäß ein Steckgesicht und eine das Steckgesicht zumindest abschnittweise umlaufende Nut auf, in welche beim Steckvorgang ein zu der Nut korrespondierender Vorsprung des Gegensteckverbinders in Eingriff bringbar ist. Durch die Nut und den dadurch einbringbaren Vorsprung kann für den Steckvorgang eine Führungsfunktion realisiert werden. Ferner kann die Nut zusammen mit dem Vorsprung das Steckgesicht bzw. die Steckverbindung zu der Umgebung hin abdichten, wofür in der Nut oder an dem Vorsprung auch zusätzliche Dichtmittel vorgesehen sein können.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass sich die jeweilige Rastausnehmung bis in die Nut erstreckt bzw. zu dieser offen ist und sich der zumindest eine Rasthaken durch das Einfedern des jeweiligen Rasthakens bzw. in seiner in die Rastausnehmung eingerasteten Raststellung in die Rastausnehmung und von dieser bis in die Nut erstreckt.
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Erfindungsgemäß ist eine Nut und an einem Gegensteckverbinder korrespondierend dazu ein Vorsprung vorgesehen und der zumindest eine Rasthaken ausgebildet ist, bei einem Steckvorgang des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder durch ein integral durch den Vorsprung des Gegensteckverbinders gebildetes Entriegelungsmittel aus seiner in die jeweilige Rastausnehmung eingefederten Raststellung gelöst zu werden.
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An dem zumindest einen Rasthaken können zudem auch Führungsschrägen vorgesehen sein, welche in der Raststellung des jeweiligen Rasthakens in der Nut verlaufen und an welchen das Entriegelungsmittel zur Anlage kommen kann. Durch die Führungsschrägen kann ein Pressen bzw. Drücken der Rasthaken aus den Nuten bzw. aus der Raststellung gezielt gefördert und gesteuert werden.
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Gattungsgemäß ist der Steckverbinder ausgebildet, entlang einer Steckrichtung in den Gegensteckverbinder eingesteckt zu werden, wobei in einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen ist, dass eine Drehachse für eine Drehung der Verriegelungsvorrichtung gegenüber dem Gehäuse orthogonal zu der Steckrichtung bzw. orthogonal zu der Steckachse, entlang welcher die Steckrichtung verläuft, ist.
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Entsprechend ist der Steckverbinder ausgebildet, entlang einer Steckrichtung in den Gegensteckverbinder eingesteckt zu werden, wobei der Steckverbinder vorzugsweise ein Winkelsteckverbinder ist, bei welchem Kabel des Steckverbinders orthogonal zu der Steckrichtung in das Gehäuse einführbar sind.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit einem erfindungsgemäßen Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder, der in den Steckverbinder einsteckbar ist.
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Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 ein Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Montagestellung in isometrischer Ansicht;
- 2 der Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Montagestellung in Seitenansicht;
- 3 der Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Steckstellung und Gegensteckverbinder in isometrischer Ansicht;
- 4 der Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Steckstellung und Gegensteckverbinder in Seitenansicht;
- 5 der Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Steckstellung und Gegensteckverbinder in einer Schnittansicht;
- 6 der Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Verriegelungsstellung und Gegensteckverbinder in isometrischer Ansicht;
- 7 der Steckverbinder mit Verriegelungsvorrichtung in Verriegelungsstellung und Gegensteckverbinder in Seitenansicht.
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Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin. Die Figuren zeigen jeweils einen Steckverbinder 1 in abweichenden Ansichten und mit einer Verriegelungsvorrichtung 2 in einer abweichenden Stellung, wobei in den 3 bis 7 ferner ein nicht zu dem Steckverbinder 1 aber zu der Steckverbindung gehörender Gegensteckverbinder 3 abgebildet ist. Obgleich die Merkmale jeweils vorhanden sind, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in jeder Figur alle Merkmale mit Bezugszeichen versehen..
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In 1 ist ein Steckverbinder 1 mit einer Verriegelungsvorrichtung 2 in isometrischer Ansicht und in 2 in Seitenansicht abgebildet. Die Verriegelungsvorrichtung 2 ist als Bügel mit integralem Hebel ausgebildet, welcher zwei gegenüberliegende Schenkel aufweist, an welchen jeweils eine Lagerausnehmung 22 vorgesehen ist. Von den gegenüberliegenden Schenkeln bzw. Bügelschenkeln erstreckt sich jeweils ein Hebelarm zu einem gemeinsamen Hebelabschnitt. Diese Lagerausnehmungen 22 korrespondieren jeweils zu einem an dem Gehäuse 10 ausgebildeten Lagerzapfen 12. An dem Lagerzapfen 12 ist jeweils eine Kodiernase 13 vorgesehen, welche mittels einer Ausformung der Lagerausnehmungen 22 berücksichtigt werden, so dass die Verriegelungsvorrichtung 2 nur in einem vorbestimmten Winkel mit den Lagerausnehmungen 22 über die Kodiernase 13 auf den Lagerzapfen 12 aufschiebbar ist. Der vorbestimmte Winkel ist hier beispielhaft als α' gekennzeichnet und beträgt vorliegend beispielhaft 30°. Die Verriegelungsvorrichtung 2 befindet sich daher in der Montagestellung. Wird die Verriegelungsvorrichtung 2 verdreht, überlappt die Form bzw. Außenkontur der Lagerausnehmung 22 nicht mehr mit der Kodiernase 13, so dass die Verriegelungsvorrichtung 2 nicht mehr von dem Gehäuse 10 entfernt werden kann.
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Nach der Montage der Verriegelungsvorrichtung 2 an dem Gehäuse 10 kann die Verriegelungsvorrichtung 2 in die Steckstellung verdreht werden, welche in den 3 und 4 abgebildet ist. In dieser ist der Drehwinkel der Verriegelungsvorrichtung 2 gegenüber dem Gehäuse 10 mit α" bezeichnet und beträgt beispielhaft 90°.
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Wesentlich ist, dass die beiden einander gegenüberliegend vorgesehenen Rasthaken 21 bei dem Verdrehen in die Steckstellung in die an dem Gehäuse vorgesehenen Rastausnehmungen 11 einfedern bzw. einrasten, so dass die Drehstellung der Verriegelungsvorrichtung 2 gegenüber dem Gehäuse 10 fixiert ist.
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Um die Rasthaken 21 bei dem Verdrehen der Verriegelungsvorrichtung 2 federnd auszulenken, können an dem Gehäuse 10 Führungsflächen vorgesehen sein, durch welche die Rasthaken 21 von dem Gehäuse 10 weg gedrückt werden.
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In der Steckstellung ist die vorliegend durch eine Führungsausnehmung 23 gebildete Primärverriegelung in einer vorbestimmten Position ausgerichtet, so dass bei einem Stecken eines Gegensteckverbinders 3 in den Steckverbinder 1 ein zu der Führungsausnehmung 23 korrespondierender Verriegelungszapfen 33 in einer vorbestimmten Weise in die Führungsausnehmung 23 eingreift.
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Wie in der Schnittansicht in 5 gut erkennbar, wird durch das Einstecken des Gegensteckverbinders 3 in den Steckverbinder 1 ein vorliegend integral als Entriegelungsmittel 31 wirkender Vorsprung 36 in eine ein Steckgesicht 14 des Steckverbinders 1 vollständig umlaufende Nut 16 geführt. Die Rastausnehmungen 11 erstrecken sich bis in die Nut 16 hinein, wobei auch die Rasthaken 21 in ihrer sich in die Rastausnehmungen 11 hinein erstreckenden Raststellung bis in die Nut 16 hinein ragen. Wird der Gegensteckverbinder 3 weiter in bzw. mit dem Steckverbinder 1 gesteckt, schiebt der Vorsprung 36 die Rasthaken 21 aus der Nut 16 nach außen, wobei der Verriegelungszapfen 33 sich bereits im Eingriff mit der Führungsausnehmung 23 befindet. Hierfür können an den Rasthaken 21 auch, wie dargestellt, Führungsschrägen 26 vorgesehen sein, welche beim Einstecken des Gegensteckverbinders 3 an dem Vorsprung 36 zur Anlage kommen und mit dem Rasthaken 21 nach außen gedrückt werden.
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Sind die Rasthaken 21 bei bestimmungsgemäß in den Steckverbinder 1 eingestecktem Gegensteckverbinder 3 aus der Nut 16 herausgedrückt, befindet sich zugleich der bzw. die Verriegelungszapfen 33 in einer vorbestimmten Position in der Führungsausnehmung 23.
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Mit den aus der Nut 16 herausgedrückten und somit nicht mehr vollständig verrasteten Rasthaken 21 kann die Verriegelungsvorrichtung 2 aus der Steckstellung in die in den 6 und 7 gezeigte Verriegelungsstellung gedreht werden.
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Um hierbei eine Verdrehung der Verriegelungsvorrichtung 2 in die falsche Richtung, also von der Verriegelungsstellung weg, zu verhindern, ist an der Verriegelungsvorrichtung 2 ein Anschlagselement 25 ausgebildet, welches in der Steckstellung an dem Gehäuse 10 bzw. einer von dieser ausgebildeten Begrenzungsfläche 15 anliegt und die Drehung weg von der Verriegelungsstellung bzw. eine Verdrehung über einen Winkel von hier über 90° zwischen Verriegelungsvorrichtung 2 und Gehäuse 10 verhindert.
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Bei der Drehung der Verriegelungsvorrichtung 2 von der Steckstellung in die Verriegelungsstellung wird der Verriegelungszapfen 33 in bzw. durch die Führungsausnehmung 23 von einer Vorverriegelungsstellung in eine Endverriegelungsstellung geführt und dadurch der Gegensteckverbinder 3 weiter in den Steckverbinder 1 und in seine Endstellung geführt. Hierbei kann durch die Führungsausnehmung 23 bzw. durch die Primärverriegelung auch eine Anpresskraft zwischen Steckverbinder 1 und Gegensteckverbinder 3 aufgebaut werden.
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In den 6 und 7 ist auch erkennbar, dass der Bügel bzw. ein Hebelabschnitt der Verriegelungsvorrichtung 2 an dem Gehäuse 10 zur Anlage kommt und der Winkel bzw. Drehwinkel zwischen Verriegelungsvorrichtung 2 und dem Gehäuse 10 somit 0° beträgt.
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Um zu verhindern, dass die Verriegelungsvorrichtung 2 versehentlich aus der Verriegelungsstellung verdreht und somit die Primärverriegelung gelöst wird, ist in dem Hebelabschnitt der Verriegelungsvorrichtung 2 zudem eine Sekundärverriegelung 24 vorgesehen, welche vorliegend als Schieber ausgebildet ist. Der Schieber kann mit der Verriegelungsvorrichtung 2 in der Verriegelungsstellung verschoben und mit dem Gehäuse 10 verrastet werden, so dass die Verriegelungsvorrichtung 2 nicht mehr ohne ein Lösen der Sekundärverriegelung 24 aus der Verriegelungsstellung drehbar ist.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Verriegelungsvorrichtung
- 3
- Gegensteckverbinder
- 10
- Gehäuse
- 11
- Rastausnehmung
- 12
- Lagerzapfen
- 13
- Kodiernase
- 14
- Steckgesicht
- 15
- Begrenzungsfläche
- 16
- Nut
- 21
- Rasthaken
- 22
- Lagerausnehmung
- 23
- Führungsausnehmung
- 24
- Sekundärverriegelung
- 25
- Anschlagselement
- 26
- Führungsschräge
- 31
- Entriegelungsmittel
- 33
- Verriegelungszapfen
- 36
- Vorsprung