DE102009006048A1

DE102009006048A1 - Connector as rotary hinge

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.The invention relates to a hinge with an integrated electrical contact, wherein the hinge is formed from a hinge sleeve, which has plug-side openings at both ends and a plug-side opening is adapted for mechanical connection to a rotatable pin, while the second plug-side opening is formed for electrical contact with a pin.

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.The The invention relates to a connector designed as mechanical hinge and at the same time designed as rotatable Socket contact or rotatable electrical connector. For this purpose, a substantially cylindrical contact arrangement is provided, which are mechanically unilaterally with a rotatable hinge pin and on the opposite Connect side by means of an electrical contactor leaves. The invention has the object of providing a rotary hinge such to change, that a conventional Hinge is formed so that over the hinge an electric Connection can be established. According to the invention, this is done by the in the claim measures. preferred Embodiments emerge from the subclaims.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung seien im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Kurze Beschreibung der Zeichnungen:Further Advantages, objects and details of the invention are hereafter described with reference to the drawings. Brief description of the drawings:

1 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen elektrischen Steckverbinder ausgebildet als Scharnier; 1 shows a schematic section through an electrical connector formed as a hinge;

2 zeigt einen Schnitt gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform entlang der Schnittlinie A-A; 2 shows a section according to the in 1 shown embodiment along the section line AA;

3 zeigt einen schematischen Schnitt, ebenfallsgemäß der Ausführungsform aus der 1 entlang des Schnittes B-B. 3 shows a schematic section, also according to the embodiment of the 1 along the section BB.

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.In 1 is a hinge 1 with an integrated contact 2 shown. The hinge 1 is designed as a mechanical hinge and consists of a rotatable pin 3 and a corresponding operatively connected hinge sleeve 4 , The hinge sleeve 4 is formed for example of an electrically conductive tube material or even of a non-conductive plastic as a cylindrical sleeve. In the hinge sleeve 4 molded is near the plug-in opening 5 an inner circumferential locking groove 6 on the inner wall of the hinge sleeve 4 arranged. The hinge sleeve 4 with the circumferential locking groove 6 forms part of the hinge 1 in which a rotatably mounted pin 3 can be introduced. The rotatable pin 3 preferably has at its plug-in end 7 one to the circumferential locking groove 6 corresponding locking ring arrangement 8th ,

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.The locking ring 8th runs so that a part of the rotatable pin 3 continue in the hinge sleeve 4 protrudes, so that a secure bearing is provided on the cylindrical inner sleeve. The locking ring 8th can itself be designed as a circumferential spring ring, which in an unillustrated annular groove 9 on the rotatable pin 3 is formed. The spring ring 10 can then when mounting the rotatable pin 3 in the hinge sleeve 4 so in the ring groove 9 Compress that assembly of the rotatable pin 3 becomes possible. The spring ring 10 then access the ring groove 9 one or dives into this and allows the insertion into the plug-side opening 5 , whereby upon reaching the latching ring 8th with the inner circumferential locking groove 6 the rotatable pin 3 operatively connected to the hinge sleeve 4 engaged. In this position, the rotatable pin 3 be rotated infinitely rotationally symmetric about its longitudinal axis. It is possible, for example, the hinge sleeve 4 form integrally as a housing of a mobile phone or as an end-side part of a mobile phone. While the rotatable pin 3 Beispeilsweise can be formed from a corresponding part of the lid of a mobile phone or located at one end part of a lid of a mobile phone. In this case, the lid may for example comprise a screen or display, which can be compared with the second component of a mobile phone, which has keyboard and control units, rotate. As described above, the object of the present invention is to design this rotatable joint, preferably in the case of a mobile telephone, at an end that is open to the outside in such a way that, for example, an antenna plug can be connected to the mobile radio telephone. As a result of space and space problems and as a result of the increasing miniaturization in mobile radio technology and in many other electronic devices, hardly any suitable places are available, this raises the further task of arranging this connector in a space-saving manner.

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.To solve this problem, first and second contact zones are proposed on the inside of the hinge sleeve, with the first and second contact zones of a connector pin 11 can work together. The particular problem is that on the one hand the hinge 1 must be designed to be rotatable and thereby withstand mechanical stresses, on the other hand, however, an additional socket to be avoided. In addition, the problem is that the connected pin must provide a good electrical connection with good mechanical connection with the corresponding socket.

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.In a first embodiment of the invention, the mechanical and electrical contacting by means of first contact zones 12 and second contact zones 13 realized. It is, as in 3 shown, the arrangement of the first contact zones 12 approximately at an angular distance of 60 ° symmetrically on the inner surface of the hinge sleeve 4 distributed. This first contact zones 12 may be formed, for example, as electrically mounted hemispheres, which are themselves connected in turn with a conductor, not shown. In an embodiment not shown, the first contact zone 12 Also be designed as an electrically conductive ball bearing, which rotatably in a corresponding circumferential locking groove 14 is arranged. The locking groove 14 is in the 1 to 3 not shown.

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.The second contact zones 13 are formed as segments, which also at a symmetrical or asymmetrical distance along the inner surface of the hinge sleeve spaced from the first contact zones 12 are arranged. Preferably, the first contact zone 12 from the plug-in opening 15 spaced further inward, like the second contact zones 13 , The first contact zones 12 and the second contact zones 13 together form a contact pair. As in 2 clearly shown, the second contact zones 13 optionally be designed as segments or as not shown, as a completely encircling contact ring.

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.Corresponding to the first and second contact zones 12 . 13 is how in 1 shown a pin 11 formed, which has one at the plug-side end 16 or almost at a distance, via a contact groove 17 features. At a distance there is a circumferential contact ring 18 passing through an insulator 19 from the pin 11 and thus is electrically isolated from the contact groove. The contact ring 18 can with one in the center of the connector pin 11 located, rotatably mounted connection 20 be connected. With this configuration, the pin can be rotated axially, while the electrical connection 20 also mounted in the center, axially rotatable. When plugging in the pin 11 in the hinge sleeve 4 it comes to a contacting of the first contact zones 12 and second contact zones 13 with the contact groove 17 and the contact ring 18 , corresponding to the first contact zone 12 with the contact groove 17 electrically connects and the second contact zones 13 with the rotating contact ring 18 is in electrical contact.

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.Due to the configuration of the second contact zones 13 In addition, there is a mechanical operative engagement with the contact groove 17 , so that in addition to the electrical connection also has a mechanically strong connection in the pin 11 is guaranteed. This prevents the connector pin from inadvertently leaving its electrically contacted connection with the hinge sleeve 4 can be pulled out. The individual contact zones of the electrical contact 2 can be connected in a conventional manner with interconnects or with a flexible circuit board, so that a diverse application is possible.

11: Scharnierhinge
22: elektrischer Kontaktelectrical Contact
33: drehbarer Zapfenrotatable spigot
44: Scharnierhülsehinge sleeve
55: steckseitige Öffnungplug-in opening
66: umlaufende Rastnutencircling locking groove
77: steckseitiges Endeplug-sided The End
88th: Rastringlocking ring
99: Ringnutring groove
1010: Federringspring washer
1111: Steckerstiftpin
1212: erste Kontaktzonenfirst contact zones
1313: zweite Kontaktzonensecond contact zones
1414: Rastnutlocking groove
1515: steckseitige Öffnungplug-in opening
1616: steckseitiges Ende des Steckerstiftesplug-sided End of the connector pin
1717: Kontaktnutcontact groove
1818: Kontaktringcontact ring
1919: Isolatorinsulator
2020: elektrische Anbindung/Kontaktführungelectrical Links / contact management

Claims

Hinge ( 1 ) with an integrated electrical contact ( 2 ), whereby the hinge ( 1 ) from a hinge sleeve ( 4 ) is formed, which via at both ends plug-side openings ( 5 . 15 ) and a plug-in opening ( 5 ) is suitable for mechanical connection with a rotatable pin ( 3 ), while the second plug-side opening ( 15 ) is designed for electrical contacting with a plug pin ( 11 ).

Hinge ( 1 ) with integrated electrical contact ( 2 ) according to claim 1, wherein the hinge sleeve ( 4 ) near the plug-in opening ( 5 ) via an inner circumferential annular groove ( 9 ) suitable for connection to a rotatable pin ( 3 ) as a corresponding hinge joint.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge sleeve ( 4 ) is designed as a cylinder-symmetrical annular sleeve.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the inside of the hinge sleeve ( 4 ) first contact zones ( 12 ) are formed.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the inside of the hinge sleeve ( 4 ) in addition to the first contact zones ( 12 ) second contact zones ( 13 ) are formed.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first contact zones ( 12 ) are formed as a plurality of spaced-apart contact zones, wherein the contact zones are preferably arranged at an angular distance of 60 ° to each other and along an annular, closed line on the inside of the hinge sleeve ( 4 ).

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second contact zones ( 13 ) are formed as contact segments, wherein the contact segments parallel to the first contact zones ( 12 ) are formed.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second contact zones ( 13 ) so out of the hinge sleeve ( 4 ) protrude that this with a connector pin with a correspondingly formed circumferential contact groove ( 17 ) can be brought into engagement, such that a pin rotates infinitely in the hinge sleeve ( 4 ) is mounted and thereby can rotate about its axis.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second contact zones ( 13 ) are formed as hemispherical contacts.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge sleeve ( 4 ) is formed as a cylindrical hyperbolic contact cage assembly.

Hinge ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge sleeve ( 4 ) is formed as a cylindrical hyperbolic RADSOK contact, wherein the hinge sleeve ( 4 ) is formed by a plurality of spaced-apart elongated contact blades, which are hyperbolic twisted about the central axis and thereby a hyperbolic twisted contact cage for insertion for a rotatable pin ( 3 ) and a pin ( 11 ) form.