DE20104862U1

DE20104862U1 - Elektromechanische Verbindungsvorrichtung

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Publication number: DE20104862U1
Application number: DE20104862U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-17
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2011-03-22
Also published as: DE20102892U1; DE20104861U1

Description

TECH-07gDE
20. März 2001

-1-BESCHREIBUNG

Elektromechanische Verbindungsvorrichtung TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische, zwei Anschlussteile enthaltende Verbindungsvorrichtung. Diese beiden Anschlussteile können elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Dabei wirkt das eine Anschlussteil als eine Art Steckdose und das andere Anschlussteil als eine Art Stecker. Durch derartige elektromechanische Verbindungsvorrichtungen können elektrische Ströme bzw. Datenströme der unterschiedlichsten Art und zu den unterschiedlichsten Zwecken übertragen werden. Der jeweilige Verwendungs- und Einsatzzweck bestimmt weitgehend die Ausbildung der betreffenden elektromechanischen Verbindungsvorrichtung.

STAND DER TECHNIK

Aus der DE-A 199 3 0 642 ist eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Ihre beiden als eine Art Steckdose bzw. als eine Art Stecker zu verwendenden Anschlussteile besitzen jeweils mehrere elektrische F.ontaktelementa. Die Kontaktelemente jedes Anschlussteils liegen mit ihren gegenseitigen Kontaktflächen in einer elastisch verformbaren Wand. Dabei sind jeweils drei Kontaktelemente so an einem Magneten, der ebenfalls in der jeweiligen elastischen Wand der beiden Anschlussteile eingebettet vorhanden ist, angeschlossen, dass beim Aufeinandertreffen des Magneten des einen Anschlussteils mit dem zugehörigen Magneten des anderen Anschlussteils auch die an den beiden Magneten angeschlossenen jeweiligen drei elektrischen Kontaktelemente mit in ihre elektrische Kontaktierungsposition aneinander gezogen werden.

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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Verbindungs-Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich möglichst universell und dabei insbesondere möglichst auch universell in einem Fahrzeug einsetzen läßt.

Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1
gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand von sich an den Anspruch 1 anschließenden
weiteren Ansprüchen.

Die Anschlussteile der elektromechanischen Verbindungsvorrichtung besitzen elektrische Kontaktelemente, die über
Magnetkräfte in ihre Kontaktstellung verschoben werden.
Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu den Kontaktelementen in
jedem Anschlussteil mindestens ein zentraler Kanal
vorgesehen, durch den hindurch es möglich ist, noch
zusätzlich Kabel, die nicht an den elektrischen Kontaktelementen
angeschlossen sind, miteinander durch die
elektromechanische Verbindungsvorrichtung zu kontaktieren. Diese zusätzlichen Kabel können ein oder mehrere
Glasfaserkabel, Stromkabel oder beispielsweise Antennenkabel sein.

Nähere Einzelheiten zu solchen Anschlussteilen sind
merkmalsmäßig weiteren Ansprüchen sowie einem Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Gemäß einer bevorzugten

Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zusätzliche Kabel ein Antennenkabel ist, so dass dementsprechend in beiden
Anschlussteilen das jeweilige Kabelende als HF-Kontakt
ausgebildet endet. Die beiden HF-Kontakte der beiden
Anschlussteile können einerseits in einer kr eis zylindrischen

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Einformung in dem einen Anschlussteil und in einer auskragenden Hülse im anderen Anschlussteil vorhanden sein. Die auskragende Hülse kann in die kreiszylindrische Einformung hineingeschoben werden, sowie das für sich allein genommen bei Antennensteckverbindungen zum Stand der Technik gehört.

Im vorliegenden Fall kann vorgesehen sein, die auskragende Hülse lösbar vom zentralen Kanal auszubilden. Solches bietet sich an, wenn kein zusätzliches Kabel, wie beispielsweise ein Antennenkabel, durch die elektromechanische Verbindungsvorrichtung hindurchgeschleift werden soll.

Zusätzlich kann vorgesehen werden, die Mündung der Kanalenden in beiden Anschlussteilen verschließbar wie insbesondere abdeckbar auszubilden.

Um eine optimale gegenseitige Anlage der Kontaktelemente der beiden Anschlussteile zu erreichen, was umso problematischer wird, je mehr Kontaktelemente vorhanden sind, ist gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, jeweils drei (oder auch nur zwei) Kontaktelemente eines jeden Anschlussteils als Gruppe gemeinsam durch eine magnetische Haltekraft an jeweils einer die gleiche Anzahl von Kontaktelementen aufweisenden Gruppe von Kontaktelementen des anderen Anschlussteils anzukoppeln. Bis zu drei Kontaktelemente können sich auch bei schiefer gegenseitiger Annäherung an die entsprechende Anzahl von Kontaktelementen gleich gut anlegen. Im vorliegenden Beispielsfall ist vorgesehen, die Gruppe von beispielsweise drei Kontaktelementen in einem elastischen Formteil einzubetten, das Teil eines elastischen Körpers ist. In dem elastischen Körper jedes Anschlussteils sind also mehrere Gruppen von beispielsweise drei Kontakt-

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elementen vorhanden. Die mehreren Formteile können sich in Grenzen beliebig gegenseitig ausrichten. Außerdem ist eine elastische Verformbarkeit innerhalb des elastischen Formteils gegeben. Zwecks optimaler Anlage ist im vorliegenden Fall die elastische Verformbarkeit zwischen den benachbarten Formteilen größer als sie innerhalb eines jeden Formteils ist.

Diese unterschiedliche Elastizität kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ein-Komponenten-Körper als elastischer Körper vorhanden, bei dem die unterschiedliche Elastizität durch unterschiedliche Materialdicke erzeugt wird. So sind die Formteile, in denen Gruppen von jeweils beispielsweise drei Kontaktelementen eingebettet sind, dicker als die Stoßbereiche, mit denen benachbarte Formteile aneinander stoßen. Es ist allerdings auch möglich, die Formteile aus einem relativ weniger elastischen Material herzustellen und mit einem demgegenüber biegeweicheren Kunststoffmaterial zu umhüllen (umspritzen) und aus diesem elastisch relativ weichen Material auch die Stoßbereiche zwischen benachbarten Formteilen und damit die gesamte Außenfläche des elastischen Körpers zu bilden.

Wie ebenfalls in der Zeichnung dargestellt, sind in einem elastischen Formteil jeweils ein Magnet oder eine Gruppe von Magneten zusammen mit den beispielsweise drei Kontaktelementen eingebettet vorhanden. Die Kontaktelemente sind also in jedem Formteil biegeweich mit dem oder den Magneten des betreffenden Formteils verbunden. Beim Verbinden der beiden Anschlussteile ziehen sich der oder die Magnete, die in den Anschluss teilen jeweils einander gegenüberliegen an. Dabei werden auch die Kontaktelemente der betreffenden Formteile mit angezogen.

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Um auch bei einer unterstellten nicht völlig axialen gegenseitigen Ausrichtung der Kontaktelemente eine gute Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen zu ermöglichen, sind im vorliegenden Fall die stirnseitigen Kontaktflächen der Kontaktelemente des einen Anschlussteils in etwa ebenflächig und die Kontaktflächen der Kontaktelemente des anderen Anschlussteils gewölbt ausgebildet. Außerdem sind sie in dem als Steckdose dienenden Anschlussteil etwas versenkt angeordnet. Durch flächiges Berühren der Stirnfläche des Steckdosen-Anschlussteils werden dadurch dessen möglicherweise unter Spannung stehenden Kontaktelemente nicht berührt. Dies erhöht den Berührschutz solcher Steckdosen-Anschlussteile. Maßnahmen für einen solchen Berührschutz sind allerdings überflüssig, wenn zwischen den Kontaktelementen und der elektrischen Zuleitung zu dem Steckdosen-Anschlussteil ein Arbeitsschlitten vorgesehen wird, wie er dem Grunde nach aus der EP 0 573 471 vorbekannt ist.

Die elektrische Verdrahtungstechnik für die Kontaktelemente, die regelmäßig relativ biegesteif ist, kann die Beweglichkeit der in dem elastischen Körper gleichsam schwimmenden Kontaktelemente beeinträchtigen. Um diese Beweglichkeit voll aufrechtzuerhalten kann nach einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung eine mit elektrisch leitenden Bahnen ausgestattete flexible Folie vorgesehen werden, die mit ihren einen Bahn-Enden an den Kontaktelementen befestigt wird und die mit ihren anderen Bahn-Enden an Kontaktstellen angeschlossen wird, die im

3.0 rückwärtigen Teil des jeweiligen Anschlussteils, ohne Kontakt mit dem elastischen Körper, vorhanden sind. Diese Kontaktstellen können beispielsweise Kontaktstifte sein, die dann mittels eines Steckverbinders elektrisch leitend an die Zuleitung des betreffenden Anschlussteils angeschlossen werden können. Einzelheiten für eine solche mit elektrisch

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leitenden Bahnen ausgestattete flexible Folie sind beispielhaft weiteren Ansprüchen sowie dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Die in den Anschlussteilen verwendeten Magnete können codiert sein, so wie das ebenfalls in dem eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist. Mittels der codierten Magnete kann erreicht werden, dass nur bestimmte als Stecker dienende Anschlussteile an als Steckdose dienende Anschlussteile angeschlossen werden können; nur wenn die gegenseitigen Magnete, die die magnetische Haltekraft zwischen den Anschlussteilen sicherstellen, die gleiche Codierung aufweisen, können die in dem elastischen Körper schwimmend gelagerten Kontaktelemente in ihre Kontaktstellung verschoben werden. Nur durch entsprechendes, durch Magnetkraft bewirktes Verschieben der Kontaktelemente gelangen.die Kontaktelemente nämlich in ihre elektrisch leitende Kontaktstellung.

Durch spezielle Codierungen der Magnete ergeben sich praktisch unbegrenzte Anwendungsmöglichkeiten. So kann für jeden Anwendungsfall ein eigener Code für die elektromechanische Verbindungsvorrichtung eines entsprechenden Systems vorgesehen werden. In dem System können dabei die unterschiedlichsten elektrischen und elektronischen Geräte verwendet werden. Dadurch bietet sich ein solches System im Fahrzeugbereich geradezu an. So können für alle in einem Fahrzeug den Insassen zur Verfügung stehenden elektrischen Geräte die erfindungsgemäßen elektromechanischen " Verbindungsvorrichtungen verwendet werden. Das als Stecker dienende Anschlussteil kann also beispielsweise an ein Handy, an ein Faxgerät-, an ein Notebook, an einen sogenannten kleinen Computer wie einen "PDA" (Personal-Digital-Assistent) oder auch an Geräte mit höherem

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Stromverbrauch angeschlossen werden. Da diese Geräte unterschiedliche Drähte der vorhandenen beispielsweise Drähte des Gegensteckers (Steckdosen-Anschlussteil) zur Stromversorgung und zur Datenübertragung nutzen, kann der gleiche Stecker 25a für die unterschiedlichsten elektrischen bzw. elektronischen Geräte in gleicher Weise verwendet werden. Die Verdrahtung des Steckers 25a wird dabei dem jeweils angeschlossenen Gerät angepaßt sein und somit regelmäßig weniger als 18 Drähte umfassen. Das Stecker-Anschlussteil passt also immer auf den gleichen Typ von Steckdosen-Anschlussteil. Dadurch kann das gleiche Steckdosen-Anschlussteil für alle Anwendungsfälle zur Verfügung stehen. Es bietet sich dann an, das Steckdosen-Anschluss teil an den jeweils von den Insassen eines Fahrzeuges gewünschten Stellen in einem Fahrzeugtyp zu platzieren. Das jeweilige elektrische bzw. elektronische Gerät kann dann mit seinem Stecker-Anschlussteil an jede der vorhandenen Steckdosen-Anschlussteile im Fahrzeug angeschlossen werden.

Bei der in der Zeichnung dargestellten elektromechanischen Verbindungsvorrichtung werden die jeweils miteinander zu verbindenden Anschlussteile nicht nur durch Magnetkräfte, sondern zusätzlich auch durch eine formschlüssige Haltekraft aneinander gehalten. Die Betriebssicherheit der elektromechanischen Verbindung wird dadurch erhöht; so ist es nicht möglich, ein Stecker-Anschlussteil beispielsweise von dem anderen Steckdosen-Anschlussteil wegzuziehen, was bei einer lediglich durch Magnetkräfte bewirkten Anschlußtechnik prinzipiell der Fall sein könnte. ^;

Die zusätzliche formschlüssige Haltekraft zwischen zwei Anschluss teilen kann durch eine Art Bajonettverriegelung auf technisch einfache Weise bewirkt werden. 35

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Nähere Einzelheiten zu dieser Art Bajonettverriegelung sind merkmalsmäßig weiteren Ansprüchen sowie einem beispielhaften Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Dabei ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Kragteile der Bajonettverriegelung und die jeweils eine Hinterschneidung aufweisenden Vertiefungen in dem anderen Anschlussteil der Bajonettverriegelung untereinander jeweils unterschiedlich geformt sind. Damit wird erreicht, dass die Kragteile nur in ganz bestimmte Vertiefungen und damit in ihre Hinterschneidungen eingeführt werden können. Dies hat zur Folge, dass die beiden Anschlussteile nur in vorbestimmter gegenseitiger Dreh-Ausrichtung aneinander befestigt werden können.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung sind den in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmalen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Frontansicht eines als Steckdose dienenden Anschlussteils einer Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung,

0 Fig. 2 die Frontansicht des Anschluss teils von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Frontansicht eines als Stecker

dienenden Anschlussteils einer Verbindungsvorrichtung nach der Erfindung,
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Fig. 4 eine Rückansicht des bei dem Anschlussteil nach Fig. 1 vorhandenen elastischen Körpers,

Q5 Fig. 5 eine Darstellung auf drei mit elektrisch leitenden
Bahnen ausgestatteten flexiblen Folien, die
elektrische Kupplungselemente für die in dem
elastischen Körper gemäß Fig. 4 eingebetteten 18
Kontaktelemente sind,

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die

Rückseite eines als Steckdose dienenden
Anschlussteils gemäß Fig. 1,

"L5 Fig. 7 eine Darstellung von mehreren Verbindungsvorrichtungen
nach der Erfindung, angewendet bei einem Fahrzeug,

Fig. 8 eine schematische Funktionsdarstellung der
2Q verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten von

Verbindungsvorrichtungen nach der Erfindung bei dem Fahrzeug nach Fig. 7.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Von einer elektromechanischen Verbindungsvorrichtung 10

(Fig. 8) sind in den Fig. 1 und 3 die beiden Anschlussteile 12, 14 dieser Verbindungsvorrichtung prinzipiell
dargestellt. Das in Fig. 1 dargestellte Anschlussteil, das

on als eine Art Steckdose dient, wird im Nachfolgenden auch als Stromgeber 12 und das in Fig. 3 dargestellte Anschlussteil, das als eine Art Stecker dient, im Folgenden auch als
Stromabnehmer 14 bezeichnet. Der Stromgeber 12 wird
regelmäßig mit einer Spannungsquelle verbunden, während der Stromabnehmer 14 über seine Zuleitung 16 an einem

elektrischen oder elektronischen Gerät angeschlossen ist.

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Der Stromgeber 12 besitzt auf seiner Stirnfläche mehrere, im vorliegenden Fall 18 elektrische Kontaktelemente 20, die weitgehend gleichmäßig verteilt auf der Stirnfläche 18 angeordnet sind. Die etwa stabförmig geformten Kontaktelemente 20 sind in einem elastischen Körper 22 eingebettet. Ihre stirnseitige Kontaktfläche 24 ist etwas versenkt in der Stirnfläche 18 des elastischen Körpers 22 vorhanden. Ihre Kontaktfläche 24 ist im vorliegenden Fall ebenflächig ausgebildet.

Auch der Stromabnehmer 14 besitzt einen elastischen Körper 26, der dem elastischen Körper 22 entspricht. Auch in dem elastischen Körper 26 sind 18 elektrische Kontaktelemente 28 angeordnet. Die Kontaktelemente 28 sind in gleicher Weise wie die Kontaktelemente 20 voneinander beabstandet. Diese Kontaktelemente 28 besitzen eine etwas ballige Kontaktfläche 30, mit der sie stirnseitig aus der Stirnfläche 32 des elastischen Körpers 26 etwas auskragen.

Längs der Längsachse 34 des Stromgebers 12 ist ein in Längsrichtung durchgehender Kanal 36 ausgebildet, der im Bereich der Stirnfläche 18 mit einer kreiszylindrischen Einformung 38 endet, in der ein HF-Kontakt 40 versenkt angeordnet ist. Dieser HF-Kontakt 40 stellt damit das eine Ende einer in dem Stromgeber 12 endenden Antennenleitung dar.

In dem Stromabnehmer 14 ist ein dem Kanal 3 6 vergleichbarer Kanal 46 zur Längsachse 44 des Stromabnehmers 14 angeordnet.

Durch .den Kanal 46 ist ebenfalls eine in der Zuleitung 16 integriert vorhandene Antennenleitung vorhanden, die mit einem HF-Kontakt 50 endet, der versenkt in einer Hülse 48 platziert ist. Die Hülse 48 kragt aus der Stirnfläche 32 des elastischen Körpers 26 nach vorne aus. Die Hülse 48 und die kreiszylindrische Einformung 3 8 sind so gegenseitig geformt,

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dass im aneinander liegenden Zustand der beiden Stirnflächen 18, 32 die beiden HF-Kontakte 40, 50 leitend miteinander verbunden sind.

Die einzelnen elektrischen Kontaktelemente 20 - und das Nachfolgende gilt ebenso auch für die Kontaktelemente 28 sind in ihrer axialen und radialen Richtung beweglich in dem elastischen Körper 22 eingelagert. Jeweils drei der elektrischen Kontaktelemente 2 0 sind in einem Formteil 54 angeordnet, der einen Teilbereich dieses elastischen Körpers 22 dargestellt. Bei 18 Kontaktelementen 20 sind also sechs Formteile 54 mit jeweils drei Kontaktelementen 20 vorhanden.

Jedes Formteil 54 ist durch im vorliegenden Fall Material-Schwächungen darstellende, um ihn herumlaufende Gräben 52 weitgehend von benachbarten Formteilen 54 abgetrennt. Dadurch sind die Formteile 54 gegenseitig allseitig beweglich in dem elastischen Körper 22 vorhanden. Zusätzlich sind die drei Kontaktelemente 2 0 eines jeden Formteils 54 in dem betreffenden Formteil 54 wiederum allseits beweglich gelagert.

In jedem Formteil 54 ist ein Magnet 56 eingebettet vorhanden. Beim Aneinanderfügen der beiden Anschlussteile 12, 14, was noch nachstehend näher beschrieben wird, ziehen sich aufeinander treffende Magnete 56 des einen Anschlussteils 12 und des anderen Anschlussteils 14 aneinander und verschieben dadurch ihr jeweiliges Formteil 54 mit den in sie eingebetteten entsprechenden drei Kontaktelementen 20.

Aufgrund der schwimmenden Lage der drei Kontaktelemente 20 in jedem Formteil 54 werden durch die Kraft der Magnete 56 also jeweils drei Kontaktelemente 20 eines Formteils 54 eines Anschlussteils 12 mit entsprechenden drei Kontaktelementen 28 eines diesbezüglich identisch ausgebildeten

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Formteils 54 des elastischen Körpers 26 eines Gegen-Anschlussteils 14 so aneinander gefügt, dass die Kontaktflächen 24, 30 der betreffenden Kontaktelemente 20, 28 fest aneinander liegen. Bei diesem Aneinandertreffen der beiden Stirnflächen 18, 32 der beiden Anschlussteile 12, 14 verwölben sich ihre Stirnflächen 18, 32 etwas, was durch die gegenseitige Verformungsmöglichkeit ihrer Formteile 54 untereinander und durch die zusätzliche Verformungsmöglichkeit eines jeden Formteils 54 die gewünschte gute Anlage der 18 Kontaktelemente 2 0 mit den 18 Kontaktelementen 2 8 bewirkt.

Die sechs Kontaktelemente 20.1, 20.2, 20.3, 20.4, 20.5, 20.6 von zwei Formkörpern 54.1, 54.2 werden durch eine flexible Folie mit ihren sechs Leiterbahnen 92.1, 92.2, 92.3, 92.4, 92.5, 92.6 mit der Anzahl der Leiterbahnen 92 entsprechenden Anzahl von in diesem Fall sechs Kontaktstellen einer Leitungsanschlussstelle 94 elektrisch leitend verbunden. Bei den vorhandenen 18 Kontaktelementen sind dementsprechend drei solche Folien 90 vorhanden, die ihrerseits mit drei Leitungsanschlussstellen 94 verbunden sind.

In jeder Leitungsanschlussstelle 94 sind sechs Kontaktstifte 96 mit über die betreffende Folie 90 angeschlossenen sechs Kontaktelementen 20 elektrisch leitend verbunden.

Wie Fig. 5 verdeutlicht, sind die - in Fig. 5 - inneren Enden der sechs Leiterbahnen 92.1 bis 92.6 entsprechend der geometrischen Anordnung von sechs Kontaktelementen 2 0 aufgefächert, so dass diese sechs Enden 98 mit ihren vorhandenen sechs Löchern 100 mit den sechs Kontaktelementen 20.1, 20.2, 20.3, 20.4, 20.5, 20.6 elektrisch leitend kontaktiert werden können. Dazu wird die Folie 90 mit ihren sechs Löchern 100 auf rückwärtige dornartige Fortsätze der

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betreffenden sechs Kontaktelemente 20.1 bis 20.6 geschoben. Die in Fig. 5 äußeren sechs Enden 102 der sechs Leiterbahnen 92.1 bis 92.6 liegen dicht nebeneinander. In jeder dieser Leiterbahnen ist jeweils ein Loch 104 vorhanden. Durch Umschlagen der Folie 90 aus ihrer in Fig. 5 gezeichneten flachen Position in ihre in Fig. 6 ersichtliche umgeschlagene Position können die sechs Löcher 104 der Folie 90 unterhalb (gemäß Fig. 6) der Leitungsanschlussstelle 94 auf die bereits dort vorhandenen Kontaktstifte 96 geschoben werden. Jede der drei vorhandenen Leitungsanschlussstellen 94 ist in dem Anschlusselement 12 - und das Gleiche gilt für das Anschlussteil 14 - lagefixiert gehalten und belastet dadurch nicht den elastischen Körper. Die in dem elastischen Körper 22 schwimmend gelagerten 18 Kontaktelemente werden durch die an sie angeschlossene Leitungsverbindung in ihrer Beweglichkeit nicht behindert; dazu ist die flexible Folie 90 ausreichend biegeweich.

Zur weiteren leitungsmäßigen Verbindung kann auf die sechs Kontaktstifte 96 einer Leitungsanschlussstelle 94 ein im Stand der Technik bekannter, üblicher Buchsenstecker aufgeschoben werden. Bei den im vorliegenden Fall 18 Kontaktelementen werden also mittels dreier solcher in der Zeichnung nicht dargestellter Buchsenstecker alle 18 Kontaktelemente 20 an eine beispielsweise Spannungsquelle angeschlossen. Ihr gemeinsames Leitungskabel kann zentral rückseitig aus dem Anschlussteil 12 oder als Zuleitung 16 seitlich aus dem Anschlussteil 14 herausgeführt werden.

Zusätzlich zu der durch die Magnete 56 bewirkten Haltekraft zwischen den beiden Anschlussteilen 12, 14 und damit auch zwischen den jeweiligen Kontakte lementen 20, 28 ist noch eine formschlüssige Haltekraft mittels einer Art Bajonettverriegelung zwischen den beiden Anschlussteilen 12, 14 r 5 vorhanden.

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Der Stromabnehmer 14 besitzt auf einem seine Stirnfläche einrahmenden, umlaufenden Rücksprung 60 zwei Kragteile 62, 64. Diese beiden Kragteile liegen sich im vorliegenden Fall an dem Rücksprung 60 umfangsmäßig gegenüber. Das Kragteil ist im Querschnitt größer als das Kragteil 64. So besitzt das Kragteil 62 im Querschnitt eine elliptische Form, während das Kragteil 64 eine kreiszylindrische Form aufweist.

Von der Stirnfläche 18 des Stromgebers 12 ragt umfangsmäßig ein umlaufender Wulst 70 aus. In diesem Wulst sind umfangsmäßig einander gegenüberliegend zwei nutartige Vertiefungen 72, 74 vorhanden, die auf der Innenseite des Wulstes 70 ausgebildet sind. Die beiden Vertiefungen 72, 74 enden in abgeknickten Nutbereichen, die jeweils eine Hinterschneidung 76, 78 darstellen. Die Vertiefungen 72, 74 sind unterschiedlich breit. Die Vertiefung 72 ist dem Kragteil 62 und die Vertiefung 74 dem Kragteil 64 größenmäßig angepaßt. Dadurch kann das Kragteil 62 nur in die Vertiefung 72 und nicht auch in die Vertiefung 74 eingeführt werden. Beim axialen Aneinanderfügen des Stromabnehmers 14 auf den Stromgeber 12, was durch den geschwungenen Pfeil 80 angedeutet wird, tauchen die beiden Kragteile 62, 64 in die Vertiefungen 72, ein. Durch anschließendes Verdrehen des Stromabnehmers 14 um seine Längsachse 44 im Uhrzeigersinn, was durch den Pfeil angedeutet wird, gleiten die beiden Kragteile 62, 64 in die beiden Hinterschneidungen 76, 78. Beim Eintauchen der Kragteile 62, 64 in die Vertiefungen 72, 74, also bei axialer Annäherung der beiden Anschlussteile 12, 14 parallel zur Längsachse 44-, 34 sind ihre Kontaktelemente 20, 28 noch nicht in axialer Richtung exakt zueinander ausgerichtet; zueinander gehörige Kontaktelemente 20, 28 sind noch seitlich versetzt zueinander vorhanden. Der beim Aufeinandertreffen der Kontaktelemente 20, 28 unvermeidliche Funken- :

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flug, der kurz vor der gegenseitigen Berührung der Kontaktelemente 20, 28 entsteht, ist bei der axial versetzten Annäherung der Kontaktelemente 20, 2 8 stark vermindert. Durch die gegenseitige Verdrehung der beiden Teile 12, 14, bei der die Kragteile 62, 64 in die Hinterschneidungen 76, 78 eintauchen, gleiten die Kontaktelemente 28 von der Seite her, in einer zur Stirnfläche 18 mehr oder weniger parallelen Ebene, auf die elektrischen Kontaktelemente 20 des Stromgebers 12. Durch das seitliche Aufeinanderschieben wird die Kontaktfläche der Kontaktelemente auch schmutzfrei gehalten.

Die gegenseitige Anlage des Stromabnehmers 14 und des Stromgebers 12 erfolgt bei diesem mehrpoligen Verbindungssystem also durch Magnetkräfte, die durch in dem Stromgeber 12 und in dem Stromabnehmer 14 sich jeweils gegenüberliegende Magnete 56 erzeugt werden. Zusätzlich wird die Fixierung des Stromabnehmers 14 am Stromgeber 12 durch den formschlüssigen Halt der Kragteile 62, 64 in den Hinterschneidungen 76, 78 aufrechterhalten. Der Stromabnehmer 14 kann also nicht durch Abziehen vom Stromgeber 12 gelöst werden; zum Lösen ist erst eine Verdrehung des Stromabnehmers 14 relativ zum Stromgeber 12 erf order lieh, um die Kragteile 62, 64 aus den Hinterschneidungen 76, 78 herauszudrehen.

Die beiden Anschlussteile einer elektromechanischen Verbindungsvorrichtung werden in ihrer die Verbindung bewirkenden gegenseitigen Lage also fixiert einmal durch die Kraft von Magneten 56, die in beiden Anschlussteilen 12, 14 entsprechend platziert sind, und andererseits durch Haltekräfte, die durch einen Formschluss zwischen den beiden Anschlussteilen 12, 14 erzeugt werden.

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Die Anschlussteile 12, 14 stellen sowohl eine Niedervoltverbindung, eine höhere Voltverbindung als auch eine Hochfrequenzverbindung, wie sie beispielsweise bei einer Antennenverbindung benötigt wird, dar.

In dem in Fig. 7 dargestellten Personenkraftfahrzeug 110 sind an 11 verschiedenen Stellen Anschlussteile des Typs 12 angebracht, die als eine Art Steckdose funktionieren. So ist ein derartiges Anschlussteil 12.1 im Motorraum, zwei derartige Anschlussteile 12.2 und 12.3 links und rechts im Fußraum, eine derartige Steckdose 12.4 in der Armaturenkonsole, zwei derartige Anschlussteile 12.5 und 12.6 in der Mittelkonsole, zwei weitere derartige Anschlussteile 12.7 und 12.8 in der linken und rechten Türenverkleidung, ein weiteres derartiges Anschlussteil 12.9 in der Mittelarmlehne und ein weiteres derartiges Anschlussteil 12.10 im Kofferraum jeweils fest angebracht. Zusätzlich ist im Außenbereich 12.11 ein weiteres derartiges Anschlussteil platziert. Alle diese Anschlussteile 12.1 bis 12.11 sind an die Batterie des Fahrzeuges angeschlossen. In jeder dieser Anschlussteile 12.1 bis 12.11 sind dadurch 18 elektrisch leitende Kontaktelemente zur Übertragung von elektrischen Strömen und/oder Datenströmen vorhanden.

In jede der als Steckdosen funktionierenden Anschlussteile 12.1 bis 12.11 von Verbindungsvorrichtungen 10 können die als Stecker dienenden Anschlussteile 14.1 bis 14.6 elektrisch leitend angeschlossen werden, sowie das im Vorstehenden mit den Anschlussteilen 12, 14 ausgeführt ist.

In der Fig. 8 sind beispielhaft verschiedene elektrische/elektronische Geräte angegeben, die jeweils mit einem Anschlussteil 14 verbunden sind bzw. verbunden werden können. Derartige Geräte können beispielsweise ein Handy 112, ein Faxgerät 114, ein Notebook 116, ein sogenannter PDA

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118 oder auch ein (größerer) Computer 120 oder ein Fernsehgerät 122 sein. Diese verschiedenen Geräte 112 bis 122 benötigen zur Strom- und Datenübertragung regelmäßig nicht 18 Leitungsdrähte. Deswegen werden von den möglichen 18 Leitungsdrähten, die in einem Stecker-Anschlussteil 14 über die dort vorhandenen 18 Kontaktelemente zur Verfügung gestellt werden können, nur eine Teilmenge an Leitungsdrähten angeschlossen sein. Daher kann das Handy beispielsweise mit anderen Drähten als der PDA 118 oder das Faxgerät 114 mit dem Stecker-Anschlussteil 14 elektrisch leitend verbunden sein. Folglich kann jedes der Stecker-Anschlussteile 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, 14.5, 14.6 an jede der Steckdosen-Anschlussteile 12.1 bis 12.11 angeschlossen werden, da sich die Stecker-Anschlussteile 14.1 bis 14.6 lediglich hinsichtlich ihrer Elektrik/Elektronik, dagegen nicht hinsichtlich der äußeren für die Kontaktierung maßgeblichen Form voneinander unterscheiden.

Claims

1. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung (10), bestehend aus zwei Anschlussteilen (12, 14), die elektrisch leitend miteinander zu verbinden sind,

- wobei das eine Anschlussteil (12) in seiner Funktion als eine Art Steckdose an eine elektrische Spannungsquelle und das andere Anschlussteil (14) in seiner Funktion als eine Art Stecker an ein elektrisches Gerät (112 bis 122) anschließbar ist,

- mit elektrischen Kontaktelementen (20, 28) in beiden Anschlussteilen (12, 14), die mittels Magnetkräften gegenseitig anziehend ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

- zusätzlich zu den Kontaktelementen (20) in jedem Anschlussteil (12, 14) zumindest eine Anschlussvorrichtung (36, 46) für zumindest ein zusätzliches Kabel, wie insbesondere ein Glasfaserkabel und/oder Stromkabel und/oder Antennenkabel vorhanden ist,

- in miteinander verbundenem Zustand der beiden Anschlussteile (12, 14) auch ihre Anschlussvorrichtungen miteinander verkoppelt sind.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass

- ein zentraler Kanal (36, 46) in jedem Anschlussteil (12, 14) vorhanden ist,

- das zumindest ein zusätzliches Kabel durch den jeweiligen Kanal (36, 46) führbar ist und mit einer Anschlussvorrichtung in jedem Anschlussteil endet.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Anschlussvorrichtung für das zumindest eine zusätzliche Kabel als HF-Kontakt (40, 50) ausgebildet ist.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass

- der HF-Kontakt (40) in dem einen Anschlussteil (12) in einer kreiszylindrischen Einformung (38) und in dem anderen Anschlussteil (14) in einer auskragenden Hülse (48) vorhanden ist.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass

- die auskragende Hülse (48) lösbar vorhanden ist.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet 1 dass

- die Mündung des die kreiszylindrische Einformung (38) aufweisenden einen Kanals (36) und die von der auskragenden Hülse (48) befreite Mündung des anderen Kanals (46) jeweils abdeckbar beziehungsweise verschließbar ist.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das s

- jeweils zwei oder drei Kontaktelemente (20) eines Anschlussteils (12, 14) als Gruppe gemeinsam durch eine magnetische Haltekraft an jeweils eine die gleiche Anzahl von Kontaktelementen aufweisende Gruppe von Kontaktelementen (28) eines anderen Anschlussteils (14) ankoppelbar sind.

8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass

- die zwei oder drei Kontaktelemente (20, 28) enthaltende Gruppe von Kontaktelementen in einem elastischen Formteil (54) vorhanden sind,

- das elastische Formteil (54) Teil eines elastischen Körpers (22, 26) ist,

- mehrere elastische Formteile (54) gegenseitig verformbar in dem elastischen Körper (22, 26) vorhanden sind,

- die elastische Verformbarkeit zwischen benachbarten Formteilen (54) größer ist als die elastische Verformbarkeit innerhalb eines jeden Formteils (54).

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- jeweils ein Magnet (56) oder eine Gruppe von Magneten in einem elastischen Formteil (54) eingebettet vorhanden sind,

- die Kontaktelemente (20, 28) einer Gruppe ebenfalls in einem Formteil (54) eingebettet vorhanden sind, so dass die Kontaktelemente (20, 28) eines jeden Formteils (54) biegeweich an den oder die Magnete (56) des betreffenden Formteils (54) angeschlossen sind.

10. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- die stirnseitigen Kontaktflächen (24) der Kontaktelemente (20) des einen Anschlussteils (12) etwas versenkt zur Stirnfläche (18) des elastischen Formteils (54) und/oder des elastischen Körpers (22) vorhanden sind,

- die stirnseitigen Kontaktflächen (30) der Kontaktelemente (28) des zu kontaktierenden anderen Anschlussteils (14) geringfügig aus der Stirnfläche (32) dieses betreffenden anderen Formteils (54) und/oder elastischen Körpers (26) hervorstehen.

11. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass

- die Kontaktflächen (24) der versenkt angeordneten Kontaktelemente (20) in etwa ebenflächig ausgebildet sind,

- die Kontaktflächen (30) der auskragenden Kontaktelemente (28) gewölbt ausgebildet sind.

12. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- mehrere Kontaktelemente (20, 28) und/oder mehrere Gruppen von Kontaktelementen eines Anschlussteils (12, 14) über ein elektrisches Kupplungselement (90) leitungsmäßig mit einer Leitungsanschlussstelle (94) dieses Anschlussteils (12, 14) verbunden sind,

- an dieser einen oder an den mehreren Leitungsanschlussstellen (94) dieses Anschlussteils (12, 14) die nach außen aus dem betreffenden Anschlussteil herausführende Leitungsverbindung (16) anschließbar ist.

13. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- als Kupplungselement eine mit elektrisch leitenden Bahnen ausgestattete flexible Folie (90) vorhanden ist.

14. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet dass

- die Leitungsbahnen (92) dieser Folie (90) mit ihren einen Enden (102) eng beieinander liegen und mit ihren anderen Enden (98) gegenseitig flächig aufgefächert vorhanden sind,

- jede der aufgefächerten Enden (98) mit einem Kontaktelement (20, 28) verbunden ist.

15. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das s

- die Kontaktelemente (20, 28) einen untereinander gleich großen gegenseitigen Abstand aufweisen.

16. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass

- jedes Kontaktelement (20,28) stabförmig mit einem rückseitigen stiftförmigen Ansatz ausgebildet ist,

- jedes der aufgefächerten Enden (98) der Leitungsbahnen (92) ein Loch (100) aufweist, derart, dass die Leitungsbahn (92) mit diesem Loch (100) über den stiftförmigen Ansatz schiebbar und dort befestigbar ist.

17. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das s

- die flächig eng beieinander liegenden Enden (102) der Leitungsbahn (92) Löcher (104) aufweisen, derart, dass die Leitungsbahnen (92) mit diesen Löchern (104) über anzahlmäßig entsprechend viele Kontaktstifte (96) einer Leitungsanschlussstelle (94) schiebbar sind.

18. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet dass

- an die Kontaktstifte (96) jeder Leitungsanschlussstelle (94) ein Steckverbinder ansteckbar ist.

19. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- ein Anschlussteil (12, 14) sechs Gruppen von jeweils drei Kontaktelementen (20, 28) enthält,

- die Kontaktelemente (20, 28) gleichmäßig verteilt in dem Anschlussteil (12, 14) vorhanden sind,

- jeweils zwei Gruppen von Kontaktelementen (20, 28) über ein Kupplungselement (90) mit jeweils einer Leitungsanschlussstelle (94) dieses Anschlussteils (12, 14) verbunden sind,

- die Leitungen der drei Leitungsanschlussstellen (94) und die in dem zentralen Kanal (36, 46) vorhandene zusätzliche Leitung in einem gemeinsamen Leitungskabel (16) aus dem Anschlussteil (14) herausführbar sind.

20. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- die Magnetkräfte durch codierte Magnete (56) erzeugbar sind.

21. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet dass

- zumindest eine Gruppe der in einem Fahrzeug (110) vorhandenen, jeweils funktionell als Steckdose benutzbaren Anschlussteile (12) codierte Magnete (56) besitzt,

- als Stecker benutzbare Anschlussteile (14) die gleichen codierten Magnete (56) besitzt, derart, dass nur diese als Stecker benutzbare Anschlussteile (14) an diese als Steckdosen benutzbaren Anschlussteile (12) ankoppelbar sind.

22. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass

- die Kontaktelemente (20) in dem funktionell als Steckdose benutzbaren Anschlussteil (12) an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen sind,

- in dem funktionell als Stecker benutzbaren Anschlussteil (14) nur ein Teil der Kontaktelemente (28) elektrisch an ein elektronisches oder elektrisches Gerät (112 bis 122) angeschlossen sind,

- unterschiedliche Geräte (112 bis 122) mit jeweils einem dieser als Stecker benutzbaren Anschlussteile (14) verbunden sind, wobei die Stecker von der Form her gleich ausgebildet aber mit jeweils unterschiedlichen Kontaktelementen (28) elektrisch an das jeweilige Gerät (112 bis 122) angeschlossen sind, so dass jedes Gerät (112 bis 122) über seinen ihm lediglich in elektrisch funktioneller Weise angepassten Stecker (14) in jedes als Steckdose dienendes Anschlussteil (12) körperlich und elektrisch funktionell ankoppelbar ist.

23. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- im miteinander verbundenen Zustand der beiden Anschlussteile (12, 14) zusätzlich zu der mittels der Magnetkräfte bewirkbaren magnetischen Haltekraft eine formschlüssige Haltekraft zwischen den beiden Anschlussteilen (12, 14) vorhanden ist.

24. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Art Bajonettverriegelung (62, 64, 72, 74, 76, 78) zwischen den beiden Anschlussteilen vorhanden ist.

25. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- zumindest ein Kragteil (62, 64) an dem einen Anschlussteil (14) vorhanden ist, welches in jeweils eine in dem anderen Anschlussteil (12) vorhandene Vertiefung (72, 74) bei axialer Annäherung (80) der beiden Anschlussteile (12, 14) einführbar ist,

- die zumindest eine Vertiefung (72, 74) eine Hinterschneidung (76, 78) besitzt, in die das zumindest eine Kragteil (62, 64) durch gegenseitiges Verdrehen (82) der beiden Anschlussteile (12, 14) einführbar ist.

26. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwei Vertiefungen (72, 74) des einen Anschlussteils (12) in einem alle Kontaktelemente (20) dieses Anschlussteils (12) umfassenden, ringartig auskragenden Wulst (70) vorhanden sind,

- zwei Kragteile (62, 64) an einem alle Kontaktelemente (28) des anderen Anschlussteils (14) umfassenden ringartigen Rücksprung (60) dieses anderen Anschlussteils (14) vorhanden sind.

27. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der oder die Kragteile (62, 64) an dem mit einem elektrischen Gerät verbindbaren Anschlussteil (14) vorhanden sind,

- die eine oder die mehreren Vertiefungen (72, 74) in dem an eine elektrische Spannungsquelle anschließbaren anderen Anschlussteil (14) vorhanden sind.

28. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Kragteile (62, 64) und die ihnen angepassten Vertiefungen (72, 74) jeweils untereinander unterschiedlich geformt sind, so dass nur jeweils ein ganz bestimmtes Kragteil (62 bzw. 64) in eine ganz bestimmte Vertiefung (72 bzw. 74) einführbar ist.

29. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwei Kragteile (62, 64) zueinander axial gegenüberliegend an einem Anschlussteil (14) angeordnet sind.