[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steckelement und ein Stecksystem.

[0002] Steckelemente und Stecksysteme spielen in der heutigen Produktfertigung eine große Rolle. Sie ermöglichen es verschiedene Produktteile separat zu fertigen und diese dann miteinander zu verbinden, indem sie ineinander gesteckt werden. Besonders interessant sind Steckelemente und Stecksysteme im Hinblick auf konfektionierte elektrische Steckverbinder. Diese Steckverbinder können in spezialisierten Fertigungseinrichtungen hergestellt werden und dann auf einfache Weise in ein Endprodukt eingebaut werden, insbesondere dort verrastet werden. Zudem können auch auf einfache Weise unterschiedliche Konfigurationen von Steckverbindern gefertigt werden, die dann wahlweise in ein Endprodukt eingebaut werden können, ohne vor dem Einstecken Änderungen am Endprodukt selbst vorzunehmen. [0003] Es ist bevorzugt derartige Steckelemente und Stecksysteme aus Kunststoff herzustellen, da dies in aller Regel eine preisgünstige und schnelle Fertigung ermöglicht. Zudem wir eine schnelle Anpassung ermöglicht, wenn sich Anforderungen ändern, zum Beispiel im Hinblick auf die Geometrie des Steckelements. Es ist allerdings bekannt, dass der Sitz solcher Steckelemente und Stecksysteme aus Kunststoff nicht immer überzeugt. So kann es passieren, dass der Sitz nicht die Widerstandskraft liefert, den er eigentlich laut der konstruktiven Ausgestaltung liefern sollte.

[0004] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Steckelement und Stecksystem aufzuzeigen, welche in einer verrasteten Position einen dauerhaft zuverlässigen Sitz bieten, insbesondere einen solchen Sitz, wie er aus der konstruktiven Ausgestaltung resultieren soll.

[0005] Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch ein Steckelement mit einem Grundkörper, der zwischen einer ersten Öffnung und einer zweiten Öffnung einen Hohlraum umschließt, wobei der Grundkörper so ausgebildet ist, dass mindestens ein Kabel durch die erste Öffnung, den Hohlraum und die zweite Öffnung geführt werden kann, wobei an einem Umfang der ersten Öffnung mindestens zwei Stege angeordnet sind, wobei zumindest zwischen zwei Stegen, die entlang des Umfangs benachbart sind, ein Federsegment angeordnet sind, und insgesamt mindestens zwei Federsegmente vorhanden sind, wobei an jedem Federsegment ein nach außen weisender Vorsprung angeordnet ist, wobei jedes Federsegment derart ausgebildet ist, dass es sich bei einem Druck, der von außen auf den Vorsprung wirkt, gegen eine Federkraft elastisch nach innen verformt, so dass der Vorsprung sich nach innen verlagern kann, und dass es bei Wegfall des Drucks durch die Federkraft den Vorsprung nach außen verlagern kann.

[0006] Die Erfinder haben sich intensiv mit der Problematik befasst, warum der Sitz von Steckelementen und Stecksystemen aus Kunststoff nicht immer den Erwartungen entspricht. Dabei haben die Erfinder herausgefunden, dass die Problematik nicht im Material Kunststoff an sich liegt, sondern in dem bevorzugten Herstellungsverfahren, dem Spritzguss. [0007] Beim Spritzgussverfahren wird heißer flüssiger Kunststoff in eine Form gespritzt und nach einer kurzen Phase der Abkühlung entnommen. Aufgrund der Materialeigenschaften von Kunststoff und der oftmals komplexen Formgebung bestehen oftmals Spannungen innerhalb des Kunststoffs, die sich durch den Abkühlvorgang noch vergrößern können. Die Erfinder haben festgestellt, dass diese Spannung zu Veränderungen gegenüber der eigentlich gewünschten Form führen können. Eine solche Veränderung kann sich auch durch spätere Temperaturschwankungen oder Alterung des Kunststoffs ergeben.

[0008] Davon kann auch die Rastgeometrie betroffen sein. Dies kann wiederum dazu führen, je nachdem welche Formveränderung die Spannungen hervorrufen, dass der Rastsitz des Steckelements oder des Stecksystems suboptimal ist und eine geringere Widerstandskraft gegen ein Lösen der Verbindung bietet.

[0009] Die Erfinder haben ferner herausgefunden, dass ein Problem darin liegt, dass die Raste bzw. der Vorsprung nicht immer exakt an der erwarteten Position sitzt. Insbesondere wenn die Überlappung zwischen dem Vorsprung und dem entsprechenden Rücksprung in dem Stecksystem verringert ist, kann sich der Rastsitz leichter lösen.

[0010] Das hier aufgezeigte Steckelement ist derart ausgestaltet, dass einerseits Verformungen des Steckelements entgegengewirkt wird, die die gewünschte Position des Vorsprungs der Rastverbindung beeinflussen könnten, andererseits aber eine hinreichend große Verlagerungsmöglichkeit des Vorsprungs beim Einstecken besteht, so dass im eingesteckten Zustand eine möglichst große Kontaktfläche zwischen dem Vorsprung und dem korrespondieren Rücksprung im Stecksystem zu erzielen. Die Federsegmente sind vom Umfang der ersten Öffnung getrennt, insbesondere durch einen Spalt oder eine Ausnehmung. Dies ermöglicht eine gute flexible Verlagerbarkeit.

[0011] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen allen Stegen, die entlang des Umfangs benachbart sind, jeweils ein Federsegment angeordnet.

[0012] Dabei ist wiederum an jedem Federsegment ein nach außen weisender Vorsprung angeordnet. Die daraus resultierende Anordnung ermöglicht einen guten Rastsitz. [0013] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bilden distale Enden der Stege und mindestens zwei Federsegmente eine geschlossene Form, die eine gedachte Fortsetzung der ersten Öffnung umschließt.

[0014] Die in Umfangsrichtung geschlossene Form hält die Federsegmente und damit auch die Vorsprünge gut an der gewünschten Position.

[0015] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung stimmt ein erster Querschnitt der ersten Öffnung mit einem zweiten Querschnitt einer weiteren Öffnung übereinstimmt, die in einer Ebene liegt, in der die Federsegmente liegen.

[0016] Dies ermöglicht eine einfache Ausgestaltung für das Einstecken in ein Gegenstück.

[0017] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegen sich mindestens zwei Vorsprünge von zwei Federsegmenten bezogen auf eine Mittelachse der ersten Öffnung gegenüber.

[0018] Diese Ausgestaltung ermöglich einen guten Rastsitz.

[0019] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bilden die Federsegmente einen geschlossenen Ring.

[0020] Der gebildete Ring hält die Federsegmente und damit auch die Vorsprünge gut an der gewünschten Position. Dabei kann der Ring kreisrund oder oval sein und kann auch geradlinige Segmente aufweisen.

[0021] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind drei, vier oder fünf Stege äquidistant entlang des Umfangs der ersten Öffnung angeordnet.

[0022] Bei bestimmten Formen der Öffnung bietet diese Ausgestaltung ein vorteilhafte Anordnung, auch für die daraus resultierende Anordnung der Federsegmente. [0023] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Vorsprung eine schräge Auflauffläche auf, die dafür ausgebildet ist, bei einem Einstecken des Steckelements in eine Aufnahme, den Vorsprung mit steigender Kraft nach innen zu drücken.

[0024] Dies ermöglicht ein einfaches Einstecken bei einer gleichzeitigen sicheren Verrastung.

[0025] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Öffnung einen Querschnitt mit einem Normalenvektor auf, wobei sich die Stege in einem Winkel von höchstens 20°, bevorzugt höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 5° und insbesondere zumindest in etwa parallel zu dem Normalenvektor erstrecken.

[0026] Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Rastverbindung. Der Winkel soll dabei ausgehend von einer Mittelachse der ersten Öffnung betrachtet werden. Wenn die erste Öffnung gerundet ist, wird der Winkel also in radialer Richtung betrachtet.

[0027] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt ein Verhältnis einer ersten Breite der Federsegmente in Umfangsrichtung zu einer zweiten Breite der Vorsprünge in Umfangsrichtung mindestens 2, bevorzugt mindestens 3 und besonders bevorzugt mindestens 4.

[0028] Dieses Verhältnis hat sich bei praktischen Versuchen als vorteilhaft erwiesen. Für die Bestimmung der Breite des Vorsprungs wird dabei insbesondere nur die Breite berücksichtigt, in der der Vorsprung die maximale Erstreckung nach außen hat. Je nach der Formgebung der ersten Öffnung kann das Verhältnis auch mindestens 5, mindestens 7 oder mindestens 10 betragen.

[0029] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt ein Verhältnis einer Gesamtbreite aller Stege in Umfangsrichtung zum Umfang mindestens 3, bevorzugt mindestens 5 und besonders bevorzugt mindestens 7.

[0030] Dieses Verhältnis hat sich bei praktischen Versuchen als vorteilhaft erwiesen. [0031] Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Stecksystem mit einem zuvor beschriebenen Steckelement und einer Aufnahme, die dafür ausgebildet ist, das Steckelement aufzunehmen, wobei die Aufnahme einen Rücksprung aufweist, der im Zusammenspiel mit dem Vorsprung eine Rastverbindung bildet.

[0032] Dieses Stecksystem bietet einen guten Rastsitz für das Steckelement. Dabei nimmt die Aufnahme das Steckelement insbesondere formschlüssig auf, wodurch ein Rastsitz mit geringem Spiel erzielt werden kann.

[0033] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0034] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen konfektionierten Stecker mit einem Steckelement gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 das Steckelement gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 3 ein Stecksystem mit dem Steckelement gemäß der ersten Ausführungsform vor dem Einstecken in eine Aufnahme;

Fig. 4 das Stecksystem mit dem Steckelement gemäß der ersten Ausführungsform nach dem Einstecken in die Aufnahme;

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines Steckelements;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform; und Fig. 7 eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform.

[0035] Fig. 1 zeigt einen konfektionierten Stecker 100 mit einem Steckelement 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Stecker 100 hat eine erste Anschlussseite 102 und eine zweite Anschlussseite 104, wobei über mehrere Kabel 106 eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlussseiten 102, 104 besteht. Die Kabel 106 sind aus einem Grundkörper 12 des Steckelements 10 herausgeführt, der zwischen einer ersten Öffnung 14 und einer zweiten Öffnung 16 einen Hohlraum umschließt.

[0036] Der Grundkörper 10 ist so ausgebildet, dass mindestens ein Kabel 106, hier mehrere Kabel 106, durch die erste Öffnung 14, den Hohlraum und die zweite Öffnung 16 geführt werden kann. An einem Umfang der ersten Öffnung 14 sind mindestens zwei Stege 18 angeordnet, wobei zumindest zwischen zwei Stegen 18, die entlang des Umfangs benachbart sind, ein Federsegment 20 angeordnet. Insgesamt sind mindestens zwei Federsegmente 20 vorhanden.

[0037] An jedem Federsegment 20 ist ein radial nach außen weisender Vorsprung 22 angeordnet, und jedes Federsegment 20 ist derart ausgebildet, dass es sich bei einem Druck, der von außen auf den Vorsprung 22 wirkt, gegen eine Federkraft elastisch nach innen verformt, so dass der Vorsprung 22 sich nach innen verlagern kann, und dass es bei Wegfall des Drucks durch die Federkraft in seine ursprüngliche Form zurückkehren und den Vorsprung 22 nach außen verlagern kann.

[0038] Bei dieser Ausführungsform ist zwischen allen Stegen 18, die entlang des Umfangs benachbart sind, ein Federsegment 20 angeordnet. Das bedeutet, dass bei den gezeigten vier Stegen 18 auch vier Federsegmente 20 vorhanden sind. Die distalen Abschnitte der Stege 18, also die am weitesten von der ersten Öffnung 14 entfernten Abschnitte, und die Federsegmente 20 bilden eine geschlossene Form, die eine gedachte Fortsetzung der ersten Öffnung 14 umschließt.

[0039] Ein erster Querschnitt der ersten Öffnung, symbolisiert durch die gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 30 in der Figur 3, stimmt mit einem zweiten Querschnitt einer weite- ren Öffnung überein, die in einer Ebene liegt, in der die Federsegmente liegen, symbolisiert durch die gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 32 in der Figur 3. Mindestens zwei Vorsprünge 22 von zwei Federsegmenten 20 liegen sich bezogen auf eine Mittelachse 34, symbolisiert in der 3, der ersten Öffnung gegenüber, hier beispielsweise der Vorsprung 22 in der Position zwischen 10 und 11 Uhr und der Vorsprung 22 in der Position zwischen 4 und 5 Uhr.

[0040] Die Federsemente 20 bilden einen geschlossenen Ring. Die vier Stege 18 sind äquidistant entlang des Umfangs der ersten Öffnung 14 angeordnet. Wie besonders gut der Figur 3 zu entnehmen ist, weist jeder der Vorsprünge 22 eine schräge Auflauffläche 24 auf, die dafür ausgebildet ist, bei einem Einstecken des Steckelements 10 in eine Aufnahme 36 (siehe Figur 3), den Vorsprung 22 mit steigender Kraft nach innen zu drücken, also in Richtung der Mittelachse 34.

[0041] Die erste Öffnung 14 weist einen Querschnitt mit einem Normalenvektor auf, der hier mit der Mittelachse 34 zusammenfällt. Die Stege 18 erstrecken sich zumindest in etwa parallel zu dem Normalenvektor. Ein Verhältnis einer ersten Breite der Federsegmente 22 in Umfangsrichtung, also zwischen den Stegen 18, zu einer zweiten Breite der Vorsprünge in Umfangsrichtung beträgt hier ungefähr 5.

[0042] Fig. 2 zeigt das Steckelement 10 gemäß der ersten Ausführungsform in Alleinstellung. Es gelten alle zuvor gemachten Erläuterungen.

[0043] Fig. 3 zeigt ein Stecksystem 40 mit dem Steckelement 10 gemäß der ersten Ausführungsform vor dem Einstecken in eine Aufnahme 36, die in geschnittener Darstellung gezeigt ist und eine zylinderähnliche Form hat. Die Aufnahme 36 ist dafür ausgebildet, das Steckelement 10 aufzunehmen, wobei die Aufnahme 36 einen Rücksprung 38 aufweist, der im Zusammenspiel mit dem Vorsprung 22 eine Rastverbindung bildet, siehe hierzu Figur 4.

[0044] Fig. 4 zeigt das Stecksystem 40 mit dem Steckelement 10 gemäß der ersten Ausführungsform nach dem Einstecken in die Aufnahme 36. Es ist zu erkennen, dass eine Dichtung 42 das Steckelement 10 abdichtet. Ferner sind kleine Materialvorsprünge 44 gezeigt, die ein zentriertes Einführen und einen möglichst spielfreien Sitz in der Aufnahme 36 unterstützen.

[0045] Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Steckelements 10. Die bisher eingeführten Bezugszeichen werden für funktional gleichwirkende Elemente weiterverwendet. Es ist zu erkennen, dass die Stege 18 hier jeweils ungefähr einen Halbkreis bilden und die Federsegmente 20 geradlinig ausgebildet sind.

[0046] Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform.

[0047] Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht auf die zweite Ausführungsform.