DE102009006048A1

DE102009006048A1 - Steckverbinder als Drehscharnier

Info

Publication number: DE102009006048A1
Application number: DE102009006048A
Authority: DE
Inventors: Joachim Stolz; Marco Göbel
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2009-01-24
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2029-01-25
Also published as: DE102009006048B4; DE202008001954U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit einem integrierten elektrischen Kontakt, wobei das Scharnier aus einer Scharnierhülse gebildet ist, welche über an beiden Enden steckseitige Öffnungen verfügt und eine steckseitige Öffnung geeignet ist zur mechanischen Verbindung mit einem drehbaren Zapfen, während die zweite steckseitige Öffnung ausgebildet ist zur elektrischen Kontaktierung mit einem Steckerstift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder, ausgebildet als mechanisches Drehscharnier und gleichzeitig ausgebildet als drehbarer Buchsenkontakt beziehungsweise drehbarerer elektrischer Steckverbinder. Dazu ist eine im wesentliche zylindrische Kontaktanordnung vorgesehen, welche sich einseitig mechanisch mit einem drehbaren Gelenkbolzen und auf der gegenüberliegenden Seite mittels einer elektrischen Kontaktiervorrichtung verbinden lässt. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Drehscharnier derart zu verändern, dass ein herkömmliches Scharnier so ausgebildet wird, dass über das Scharnier eine elektrische Verbindung herstellbar ist. Erfindungsgemäß geschieht dies durch die im Anspruch vorgesehene Maßnahmen. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung seien im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen elektrischen Steckverbinder ausgebildet als Scharnier;
2 zeigt einen Schnitt gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform entlang der Schnittlinie A-A;
3 zeigt einen schematischen Schnitt, ebenfallsgemäß der Ausführungsform aus der 1 entlang des Schnittes B-B.
In 1 ist ein Scharnier 1 mit einem integrierten Kontakt 2 dargestellt. Das Scharnier 1 ist als mechanisches Drehscharnier ausgebildet und besteht aus einem drehbaren Zapfen 3 und einer dazu korrespondierenden wirkverbundenen Scharnierhülse 4. Die Scharnierhülse 4 ist beispielsweise aus einem elektrisch leitenden Rohrmaterial oder aber auch aus einem nicht leitenden Kunststoff als zylindrische Hülse ausgebildet. In der Scharnierhülse 4 eingeformt ist nahe der steckseitigen Öffnung 5 eine Innen umlaufende Rastnut 6 an der Innenwand der Scharnierhülse 4 angeordnet. Die Scharnierhülse 4 mit der umlaufenden Rastnut 6 bildet ein Teil des Scharniers 1, in welchen ein drehbar gelagerter Zapfen 3 eingebracht werden kann. Der drehbare Zapfen 3 hat vorzugsweise an seinem steckseitigen Ende 7 eine zur umlaufenden Rastnut 6 korrespondierende Rastringanordnung 8.
Der Rastring 8 verläuft so, dass ein Teil des drehbaren Zapfens 3 weiter in die Scharnierhülse 4 hineinragt, so dass eine sichere Lagerung an der zylindrischen Innenhülse gegeben ist. Der Rastring 8 kann selbst widerrum als umlaufender Federring ausgebildet sein, welcher in eine nicht dargestellte Ringnut 9 am drehbaren Zapfen 3 eingeformt ist. Der Federring 10 kann dann beim Montieren des drehbaren Zapfens 3 in die Scharnierhülse 4 so in die Ringnut 9 einfedern, dass eine Montage des drehbaren Zapfens 3 möglich wird. Der Federring 10 greift dann in die Ringnut 9 ein beziehungsweise taucht in diese ein und erlaubt das Einschieben in die steckseitige Öffnung 5, wobei bei Erreichen des Rastrings 8 mit der Innen umlaufenden Rastnut 6 der drehbare Zapfen 3 wirkverbunden mit der Scharnierhülse 4 in Eingriff steht. In dieser Stellung kann der drehbare Zapfen 3 unendlich rotationssymmetrisch um seine Längsachse gedreht werden. Es ist beispielsweise möglich, die Scharnierhülse 4 integral als Gehäuse eines Mobilfunktelefons auszubilden beziehungsweise als ein endseitiges Teil eines Mobilfunktelefons. Während der drehbare Zapfen 3 beispeilsweise von einem korrespondierenden Teil aus dem Deckel eines Mobilfunktelefons gebildet werden kann beziehungsweise an einem Ende befindlichen Teil eines Deckels eines Mobilfunktelefons. Dabei kann der Deckel beispielsweise einen Bildschirm oder Display umfassen, der sich gegenüber dem zweiten Bestandteil eines Mobilfunktelefons, welcher über Tastatur und Bedieneinheiten verfügt, drehend bewegen lässt. Wie zuvor beschrieben, ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung dieses drehbare Gelenk vorzugsweise bei einem Mobiltelefon an einem nach Außen geöffneten Ende so auszugestalten, dass beispielsweise ein Antennenstecker an das Mobilfunktelefon angeschlossen werden kann. Da insbesondere durch Platz und Raumproblemen und infolge der zunehmenden Miniaturisierung in der Mobilfunktechnik sowie bei vielen anderen elektronischen Geräten, kaum geeignete Plätze zur Verfügung stehen, stellt sich hierin die weitere Aufgabe, diesen Stecker Platz sparend anzuordnen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erste und zweite Kontaktzonen auf der Innenseite der Scharnierhülse vorgeschlagen, die mit ersten und zweiten Kontaktzonen eines Steckerstiftes 11 zusammen wirken können. Die besondere Problematik besteht dabei darin, dass einerseits das Scharnier 1 drehbar ausgebildet sein muss und dadurch mechanische Belastungen Stand halten muss, andererseits aber eine zusätzliche Steckerbuchse vermieden werden soll. Zusätzlich besteht die Problematik darin, dass der angeschlossene Steckerstift eine gute elektrische Verbindung bei gleichzeitig guter mechanischer Verbindung mit der korrespondierenden Steckbuchse bereitstellen muss.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die mechanische und elektrische Kontaktierung mittels erster Kontaktzonen 12 und zweiter Kontaktzonen 13 realisiert. Dabei ist, wie in 3 dargestellt, die Anordnung der ersten Kontaktzonen 12 in etwa in einem Winkelabstand von 60° symmetrisch an der Innenfläche der Scharnierhülse 4 verteilt. Diese erste Kontaktzonen 12 können beispielsweise als elektrisch gelagerte Halbkugeln ausgebildet sein, die selbst widerrum mit einem nicht dargestellten Leiter verbunden sind. In einer nicht gezeigten Ausführungsform könnte die ersten Kontaktzone 12 auch als elektrisch leitfähiges Kugellager ausgebildet sein, welches drehbar in einer entsprechenden umlaufenden Rastnut 14 angeordnet ist. Die Rastnut 14 ist in den 1 bis 3 nicht dargestellt.
Die zweiten Kontaktzonen 13 sind ausgebildet als Segmente, welche ebenfalls in einem symmetrischen oder auch unsymmetrischen Abstand entlang der Innenfläche der Scharnierhülse beabstandet zu den ersten Kontaktzonen 12 angeordnet sind. Vorzugsweise ist die erste Kontaktzone 12 von der steckseitigen Öffnung 15 nach Innen weiter beabstandet, wie die zweite Kontaktzonen 13. Die ersten Kontaktzonen 12 und die zweiten Kontaktzonen 13 bilden zusammen ein Kontaktpaar. Wie in 2 deutlich gezeigt, können die zweiten Kontaktzonen 13 wahlweise als Segmente oder auch, wie nicht dargestellt, als völlig umlaufender Kontaktring ausgebildet sein.
Korrespondierend zu den ersten und zweiten Kontaktzonen 12, 13 ist, wie in 1 gezeigt, ein Steckerstift 11 ausgebildet, welcher über eine am steckseitigen Ende 16 beziehungsweise nahezu dazu beabstandet, über eine Kontaktnut 17 verfügt. Dazu beabstandet befindet sich ein umlaufender Kontaktring 18, welcher durch einen Isolator 19 vom Steckerstift 11 und damit von der Kontaktnut elektrisch isoliert ist. Der Kontaktring 18 kann mit einer im Zentrum des Steckerstiftes 11 gelegenen, drehbar gelagerten Anbindung 20 verbunden sein. Durch diese Ausgestaltung lässt sich der Steckerstift axial drehen, während sich die elektrische Anbindung 20 ebenfalls im Zentrum gelagert, axial drehbar ausgebildet ist. Beim Stecken des Steckerstiftes 11 in die Scharnierhülse 4 kommt es zu einer Kontaktierung der ersten Kontaktzonen 12 und zweiten Kontaktzonen 13 mit der Kontaktnut 17 und dem Kontaktring 18, wobei sich korrespondierend die erste Kontaktzone 12 mit der Kontaktnut 17 elektrisch verbindet und die zweiten Kontaktzonen 13 mit dem umlaufenden Kontaktring 18 in elektrischem Kontakt steht.
Durch die Ausgestaltung der zweiten Kontaktzonen 13 kommt es darüber hinaus zu einem mechanischen Wirkeingriff mit der Kontaktnut 17, so dass neben der elektrischen Verbindung auch eine mechanisch feste Verbindung im Steckerstift 11 gewährleistet ist. Dadurch wird verhindert, dass der Steckerstift unbeabsichtigt aus seiner elektrisch kontaktierten Verbindung mit der Scharnierhülse 4 herausgezogen werden kann. Die einzelnen Kontaktzonen des elektrischen Kontaktes 2 können auf herkömmliche Weise mit Leiterbahnen oder mit einer flexiblen Leiterplatte verbunden werden, so dass eine vielfältige Applikation möglich ist.

1: Scharnier
2: elektrischer Kontakt
3: drehbarer Zapfen
4: Scharnierhülse
5: steckseitige Öffnung
6: umlaufende Rastnut
7: steckseitiges Ende
8: Rastring
9: Ringnut
10: Federring
11: Steckerstift
12: erste Kontaktzonen
13: zweite Kontaktzonen
14: Rastnut
15: steckseitige Öffnung
16: steckseitiges Ende des Steckerstiftes
17: Kontaktnut
18: Kontaktring
19: Isolator
20: elektrische Anbindung/Kontaktführung

Claims

Scharnier (1) mit einem integrierten elektrischen Kontakt (2), wobei das Scharnier (1) aus einer Scharnierhülse (4) gebildet ist, welche über an beiden Enden steckseitige Öffnungen (5, 15) verfügt und eine steckseitige Öffnung (5) geeignet ist zur mechanischen Verbindung mit einem drehbaren Zapfen (3), während die zweite steckseitige Öffnung (15) ausgebildet ist zur elektrischen Kontaktierung mit einem Steckerstift (11).
Scharnier (1) mit integrierten elektrischen Kontakt (2) gemäß Anspruch 1, wobei die Scharnierhülse (4) nahe der steckseitigen Öffnung (5) über eine innenumlaufende Ringnut (9) verfügt, geeignet zum Verbinden mit einem drehbaren Zapfen (3) als korrespondierendes Scharniergelenk.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnierhülse (4) als zylindersymmetrisch Ringhülse ausgebildet ist.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Scharnierhülse (4) erste Kontaktzonen (12) ausgebildet sind.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Scharnierhülse (4) zusätzlich zu den ersten Kontaktzonen (12) zweite Kontaktzonen (13) ausgebildet sind.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kontaktzonen (12) als eine Vielzahl von zueinander beabstandeten Kontaktzonen ausgebildet sind, wobei die Kontaktzonen vorzugsweise in einem Winkelabstand von 60° zueinander angeordnet sind und entlang einer ringförmigen, geschlossenen Linie auf der Innenseite der Scharnierhülse (4) verlaufen.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktzonen (13) als Kontaktsegmente ausgebildet sind, wobei die Kontaktsegmente parallel zu den ersten Kontaktzonen (12) ausgebildet sind.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktzonen (13) so aus der Scharnierhülse (4) hinaus ragen, dass diese mit einem Steckerstift mit einer korrespondierend ausgebildeten umlaufenden Kontaktnut (17) in Eingriff gebracht werden können, derart, dass ein Steckerstift unendlich drehbar in der Scharnierhülse (4) gelagert ist und sich dadurch um seine Achse drehen kann.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktzonen (13) als halbkugelförmige Kontakte ausgebildet sind.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnierhülse (4) als zylindrisch hyperbolische Kontaktkäfiganordnung ausgebildet ist.
Scharnier (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnierhülse (4) als zylindrisch hyperbolischer RADSOK-Kontakt ausgebildet ist, wobei die Scharnierhülse (4) durch eine Vielzahl voneinander beabstandeten längsgestreckten Kontaktlamellen gebildet wird, welche um die zentrale Achse hyperbolisch tordiert sind und dadurch einen hyperbolisch tordierten Kontaktkäfig zum Einstecken für einen drehbaren Zapfen (3) und einen Steckerstift (11) bilden.