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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Kabel-Drehverbinder. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Verbinden von
zwei mehradrigen Kabeln, die ausgebildet sind, eine Rotationsbewegung
relativ zueinander um eine Achse aufzuführen, die mit den Achsen an
den Endabschnitten dieser Kabel übereinstimmt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
Kabel-Drehverbinder dieser Erfindung ist zur Verwendung mit an sich
bekannten Schwimmbadreinigern oder Automaten vorgesehen, die über den
Boden oder Wandflächen
eines Swimmingpools fahren, wobei sie festgelegten Wegen folgen,
entweder in einem spiralförmigen,
Zickzack- oder anderen geschlängelten
Muster, entsprechend dem die maximale Wahrscheinlichkeit der vollständigen Abdeckung
gesichert ist. Egal, welches Muster verwendet wird, bedingt es immer
einige Drehungen nach links oder rechts, oder selbst eine Umkehrbewegung
innerhalb des Swimmingpools. Da diese Reinigungsvorrichtungen mit
Spannung versorgt sind, sowie mit Kontrollsignalen, über in Wasser
versenkbare Kabel, erzeugen die Bewegungen der Vorrichtung Verdrehungen
in dem Kabel. In Abhängigkeit
davon, welches Durchlaufmuster ausgewählt wurde, lösen sich diese
Verdrehungen manchmal gegenseitig auf, aber ein anderes mal häufen sie
sich an und sind dafür verantwortlich,
Kräfte
zu erzeugen, die nicht nur auf die gesamte Vorrichtung wirken und
deren vorgeplanten Verlauf stören,
sondern sie können
auch elektrische Kurzschlüsse
und andere Schäden
verursachen. Des weiteren erfordern die Kabelverdrehungen in jedem
Fall manuelles Wiederaufdrehen, was eine ernsthafte Beeinträchtigung
für den
Anwender der Vorrichtung ist.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-A-1022411, welche als nächstliegender Stand der Technik
angesehen wird, offenbart einen in Wasser versenkbaren Kabel-Drehverbinder,
der aus einem Sockel und Steckerverbindungen zusammengesetzt ist,
die zueinander passende elektrische Kontakte entlang deren longitudinalen
Wände aufweisen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Es
ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen versenkbaren
Kabelverbinder bereitzustellen, der die Bildung von Kabelverdrehungen
verhindert, welche den vorprogrammierten Kurs einer Reinigungsvorrichtung
für einen
Swimmingpool stört.
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Die
vorliegende Erfindung erzielt den oben genannten Gegenstand durch
Bereitstellen eines in Wasser versenkbaren Kabel-Drehverbinders
mit einem ersten Gehäuseelement,
in dem ein Endabschnitt eines ersten mehradrigen Kabels fest aufgenommen
ist, von denen zwei dieser Kabel verbunden werden; einem zweiten
Gehäuseelement,
das einen Endabschnitt eines zweiten mehradrigen Kabels aufnimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gehäuseelemente
fest und dichtend miteinander verbindbar sind; und dadurch, daß der in
Wasser versenkbare Kabel-Drehverbinder des weiteren umfaßt: eine Mehrzahl
von federbelasteten Kontaktkolben, die zumindest indirekt in einem
der Gehäuseelemente montiert
sind, wobei jeder Kolben mit einem der Adern des aufgenommenen ersten
mehradrigen Kabels leitend verbunden ist; ein Drehelement, das drehbar
in dem anderen der Gehäuseelemente
aufgenommen ist, wobei in dem Element ein Endabschnitt eines zweiten
mehradrigen Kabels fest aufgenommen ist; eine Mehrzahl von Kontaktflächen, die
im wesentlichen konzentrisch angeordnet und zumindest indirekt an
dem Drehelement montiert sind, wobei jede der Flächen leitend mit einem der
Adern des zweiten mehradrigen Kabels verbunden ist; wobei beim gegenseitigen
Verbinden des ersten Gehäuseelements
und des zweiten Gehäuseelements
die Kontaktkolben in Kontakt mit den Kontaktflächen gebracht werden, wodurch
der Kabelverbinder dem ersten mehradrigen Kabel und dem zweiten
mehradrigen Kabel ermöglicht,
eine Drehbewegung relativ zueinander um eine Achse im wesentlichen
ko-linear zu den entsprechenden Achsen von deren Endabschnitten
des ersten mehradrigen Kabels und des zweiten mehradrigen Kabels
auszuführen,
während
deren entsprechende Adern in ständiger
leitender Verbindung bleiben.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Die
Erfindung wird nun in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezug auf die folgenden darstellenden Figuren beschrieben,
so daß sie
besser verstanden werden kann.
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Unter
besonderem Bezug nun auf die Figuren im Detail, wird unterstrichen,
daß die
dargestellten Einzelheiten nur beispielhaft und zum Zwecke der darstellenden
Diskussion der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung dargestellt werden, und zur Bereitstellung
von dem dargestellt werden, was angenommen wird, die gebräuchlichste
und vollständig
verstandene Beschreibung der Prinzipien und der konzeptionellen
Aspekte der Erfindung zu sein. In dieser Hinsicht wird kein Versuch
gemacht, strukturelle Details der Erfindung detaillierter als notwendig
für ein
fundamentales Verständnis
der Erfindung zu zeigen, wobei die Beschreibung mit den Figuren
für den
Fachmann auf diesem Gebiet klar macht, wie verschiedene Arten der
Erfindung in der Praxis ausgeführt
sein können.
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In den Zeichnungen
zeigt
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1 die
Zusammensetzung des Verbinders nach der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
longitudinale Querschnittdarstellung des Hülsenelements des Verbinders;
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3 eine
Seitenansicht der Hülse,
wie in Richtung A der 2 gesehen;
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4 eine
geschnittene Ansicht des Körperelements
des Verbinders, den überformten
Kontaktkolbenträger
enthaltend;
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5 eine
geschnittene Ansicht des Kontaktkolbenträgers entlang der Ebene, die
in 4 dargestellt ist;
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6 eine
geschnittene Ansicht entlang der Ebene VI-VI der 5;
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7 und 8 perspektivische
Darstellungen des Kontaktkolbenträgers, die von beiden Seiten gesehen
werden;
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9 eine
geschnittene Ansicht eines Kontaktkolbens;
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10 eine
geschnittene Ansicht des Drehelements des Verbinders, enthaltend
das überformte Kopfelement
und den Abschlußring;
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11 und 12 perspektivische
Darstellungen des Kopfelementes, wie von beiden Seiten gesehen;
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13 eine
perspektivische Ansicht des Abschlußrings;
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14 eine
Draufsicht auf die Leiterplatte;
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15 die
Rückseite
der Leiterplatte mit den befestigten Kabeladern, und
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16 die
Vorderseite der Leiterplatte mit den befestigten Kabeladern.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren, wird dort nun in 1 ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel des
Kabel-Drehverbinders nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, welcher
das Kabel von der Spannungsversorgung und dem Kontrollsystem, die
an der Seite des Swimmingpools angeordnet sind, mit dem Kabel verbindet,
das zu der im Wasser getauchten Reinigungsvorrichtung für ein Swimmingpool führt. Im
Zusammenbau sind ein erstes Kunststoffgehäuseelement, das in Form einer
Hülse 2 gebildet
ist, welches mittels einer Gewindeverbindung an einem zweiten Kunststoffgehäuse- oder
Körperelement 4 befestigbar
ist, und ein Kontaktkolbenträger 6 zu
sehen, welcher in der Spritzgußphase
in dem Körperelement 4 eingebettet
wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
trägt der
Kontaktkolbenträger 6 drei federbelastete
Kontaktkolben 8, welche in der Anzahl mit der Anzahl von
Adern 9 in einem mehradrigen Kabel 10 übereinstimmen,
welches ebenso in dem Körperelement 4 eingebettet
ist. Eine detaillierte Beschreibung der Bestandteile 2, 4, 6 und 8 wird
weiter unten gegeben.
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In
dem Raum, der durch das Hülsenelement 2 definiert
wird und sich zwischen die Fläche
des Kontaktkolbenträgers 6 und
dem geschulterten Ende des Hülsenelementes 2 erstreckt,
ist ein Drehelement 14 angeordnet, welches bei diesem Ausführungsbeispiel
aus 5 verschiedenen Teilen zusammengesetzt ist: einem Drehkern 16,
einem Kopfelement 18, einem Abschlußring 20, einer Leiterplatte 22 und
einer Edelstahlbuchse 23. Der Zweck und Aufbau der Leiterplatte
wird weiter unten in Verbindung mit den vergrößerten Zeichnun gen der 14 bis 16 erklärt. Der
Drehkern 16, der beispielsweise aus ABS gefertigt wird,
ist mit dem Kopfelement 18 und dem Abschlußring 20 überformt,
welche vorteilhaft aus einer Kunststoffverbindung gebildet sind, die
eines der Kunststoffe mit geringer Reibung enthalten, so wie Acetal.
Das Acetalbestandteil ist in dem Aufbau erforderlich, um die Reibung
zu reduzieren, welche verantwortlich ist, aus der relativen Drehung
zu resultieren, angemessen, um zwischen dem Hülsenelement 2 und
dem O-Ring 24 erzeugt zu werden. Die Edelstahlbuchse 23 wird
benötigt,
um eine glatte und präzise
Oberfläche
bereitzustellen, an dem eine Gummidichtung 25 frei drehen
kann.
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Während das
obige Überformungsverfahren das
bevorzugte Herstellungsverfahren ist, ist eine mögliche Alternative auch das
Aufkleben.
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Es
wird begrüßt werden,
daß der
Ausdruck "Drehelement" nur in einem nominellen
Sinne verstehbar ist, da die oft komplexe Ausbildung des Weges der
Reinigungsvorrichtung für
einen Swimmingpool verantwortlich ist, Situationen zu erzeugen,
bei der die Elemente 2 und 4 sich drehen, während das Drehelement 14 stationär erscheint.
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Kabel 10' wird während der
Spritzgußphase im
Drehkern 16 eingebettet, ähnlich zu der Einbettung des
Kabels 10. Bevor sie eingebettet werden, werden die Kabel 10, 10' mit Klammern 17, 17' versehen (1),
die an die Kabel geklemmt werden und nach Einbettung die Kabel gegen
versehentliches Herausziehen sichern. Beide Kabel sind mit Ummantelungen 19, 19' versehen, die
aus geschäumten
Styrol oder dergleichen gebildet sind und welche einen ausreichenden
Auftrieb erzeugen, um sie schwimmend zu halten. Des weiteren ist
ein erster O-Ring 24 zum Dichten der Vorrichtung gegen das
Hülsenelement 2 und
ein zweiter O-Ring 26 zum Dichten der Vorrichtung an der
Verbindung zwischen den Elementen 2 und 4 zu sehen.
Auch ist eine Gummidichtung 25 zu sehen, die um die Edelstahlbuchse 23 angeordnet
ist, die, während
sie eine freie Drehung des Drehelements 14 ermöglicht,
eine ausreichende Dichtung gegen Wassereindringen bereitstellt.
Des weiteren ist eine Abstandsunterlegscheibe 27 dargestellt,
die zwischen dem Abschlußring 20 und
der Dichtung 25 eingefügt
ist.
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2 ist
eine longitudinale geschnittene Ansicht des Hülsenelements 2. Während die
Innenwände
des Elementes 2 mit der Standardsteigung von 1° bis 2° versehen
sind, die erforderlich ist, um ein Herausziehen aus dem Formkern
zu ermöglichen,
sind drei Bereiche vorgesehen, die rein zylindrisch sind: Bereich
I, in den ein Halsabschnitt des Körperelements 4 paßt; Bereich
II, relativ zu dem das Kopfelement 18 des Drehelements 14 sich
dreht; Bereich III, relativ zu dem sich der Abschlußring 20 dreht;
und Bereich IV, in dem die Gummidichtung 25 angeordnet ist.
Auch ist ein relativ grobes Innengewinde 28 dargestellt,
welches zu dem Außengewinde 30 des
Körperelements 4 paßt (4).
Eine Bohrung 32 am Ende ermöglicht dem Kabel 10' zu passieren
(1).
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Ein
Sicherheitsmerkmal zum Schließen
der Verbinder-Verbindung nach Zusammenbau ist entlang des Randes 34 des
Hülsenelements 2 vorgesehen,
in der Form einer Reihe von Sägezahnvorsprüngen 36 (2),
die in zwei klinkenartige Vorsprünge 38 (4)
an einer Schulter 40 des Körperelements 4 eingreifen.
Während
des Endverschließens
des Hülsenelements 2 und
des Körperelements 4 können die
Klinken über
die Vorsprünge 36 in
die Verschlußrichtung
gezwungen werden, aber sie wehren sich fest gegen eine Bewegung
in der Öffnungsrichtung.
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Während eine
Gewindeverbindung ein bevorzugtes Mittel zur Verbindung des Hülsenelements 2 und
des Körperelements 4 ist,
könnten
diese zwei Elemente auch durch Kleben verbunden werden, unter Verwendung
eines der wasserabstoßenden
industriellen Kleber.
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Das
Körperelement 4 ist
detaillierter in 4 dargestellt. Das Element 4 ist
ein Spritzgußbestandteil,
das vorteilhaft aus Polypropylen gebildet ist und welches über das
Kabel 10, nachdem dessen Adern 9 mit den Kontaktkolben 8 verbunden
wurden, sowie über
den Kontaktkolbenträger
geformt ist, in welcher Kolben 8 eingefügt worden sind.
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Der
Kontaktkolbenträger 6,
in 4 hinsichtlich der 1 um 90° gedreht
dargestellt, ist in 5 bis 8 besser
dargestellt. Dort ist ein gestufter, zylindrischer Körper 42 mit
einem einstückigen,
flachen zungenartigen Vorsprung 44 zu sehen. Des weiteren sind
drei Löcher
dargestellt, die durch den Kontaktkolbenträger 6 laufen, wobei
jedes Loch drei Abschnitte umfaßt:
einen ersten verjüngten
Abschnitt 48, einen zweiten verjüngten Abschnitt 50 und
einen parallelen Abschnitt 52. Die Kontaktkolben 8,
wie in 9 dargestellt, werden leicht in die Abschnitte 48 eingeführt und
im Abschnitt 52 fest angeordnet. Auch sind zwei Räume 54 dargestellt,
wobei jeder eine relativ enge Zugangsöffnung 56 aufweist.
Während
des Überformungsvorgangs
werden diese Räume
mit Polypropylen des Körperelements 4 gefüllt (4), so
daß sie
dem vertrauten Kleben der Bestandteile 4 und 6 dienen.
Die perspektivischen Ansichten der 7 und 8 zeigen
den Träger 6 von
beiden Seiten.
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Der
Kontaktkolbenträger 6 könnte jedoch auch
mit dem Körperelement 4 durch
eine Klebeverbindung verbunden werden.
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9 stellt
einen von drei Kontaktkolben 8 dar. Gezeigt ist eine Außenhülse 60,
die in einem Stift 62 endet, an dem eine der Adern 9 des
Kabels 10 angelötet
ist. Innerhalb der Hülse 60 ist
eine andere Hülse 64 angeordnet,
welche einen Kolben 66 und eine spiralförmige Feder 68 aufnimmt.
Die Feder 68 übt
eine Vorspannung auf den Kolben 66 in der Richtung von
dessen Kopf 70 aus. Des weiteren ist der kurze Abschnitt 72 der
Hülse 60 zu
sehen, welcher einen leicht größeren Durchmesser
als der allgemeine Durchmesser der Hülse aufweist. Der Abschnitt 72 jedes
Kontaktkolbens dient als ein Stoppelement für das Einführen des Kolbens 8 in
den Abschnitt 52 der Löcher 64 im
Kolbenträger 6 (6).
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Das
Drehelement 14 ist in 10 vergrößert dargestellt
und enthält
einen Drehkern 16, ein Kopfelement 18, einen Abschlußring 20 und
eine Edelstahlbuchse 23. Auch sind Kabeladern 9' gezeigt, die schematisch
dargestellt sind, um mit einer Leiterplatte 22 verbunden
zu werden. Des weiteren sind leitende Flächen der Leiterplatte 22,
welche in dauerndem Kontakt mit Kolbenköpfen 70 sind, eine
zentrale Scheibe 82, ein Zwischenring 84 und ein äußerer Ring 86 gezeigt,
wobei alle besser in den 14 bis 16 sind.
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Die 11 und 12 sind
perspektivische Ansichten des Kopfelements 18, der von
beiden Seiten gesehen wird. 11 zeigt
auch eine Ausnehmung 74, in welche die Leiterplatte 22 angeordnet wird,
und drei Nasen 76, wodurch die Leiterplatte 22 festgelegt
wird, wie in den 14 bis 16 gesehen
werden kann. Zähne 78 (12)
dienen dem Ankerkopfelement 18 innerhalb des Drehkerns 14, während Nuten 79 lediglich
den Querschnitt der Teflon®-Formung reduzieren.
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13 stellt
den Abschlußring 20 dar,
welcher Zähne 21 zum
Verankern enthält.
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Die
Leiterplatte 22 ist in 14 dargestellt, wobei
das Basiselement 80 und die drei leitenden Flächen der
Vorderseite der Platte, eine zentrale Scheibe 82, ein Zwischenring 84 und
ein äußerer Ring 86 gezeigt
sind. Auch sind drei Umfangskerben 88 zu sehen, die in
Verbindung mit den Nasen 76 (11) dazu
dienen, den Ort der Leiterplatte 22 zu definieren. Kleine
Löcher 90 werden
routinemäßig in der
Leiterplattentechnologie verwendet, um eine leitende Verbindung
zwischen der vorderen und der hinteren Fläche der Leiterplatte bereitzustellen,
wobei die Verbindung in diesem Fall die drei Adern 9' umfaßt.
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15 zeigt
die Rückseite
der Leiterplatte 22. Zu sehen sind dünne Metallanschlüsse 92,
welche die Rückseite
der Leiterplatte mit den leitenden Flächen von deren vorderen Seite über Löcher 90 verbinden.
Kabelschuhe 94 sind mit diesen Metallanschlüssen 92 leitend
verbunden, an denen die Enden der Adern 9' des Kabels 10' (1)
gelötet
sind.
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16 zeigt
die Vorderseite der Leiterplatte 22 mit den befestigten
Adern 9'.
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Es
wird begrüßt, daß die leitenden
Flächen 82, 84 und 86 nicht
notwendigerweise Teile einer Leiterplatte sein müssen, aber durch andere kommerzielle
Verfahren hergestellt werden können.
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Es
ist offensichtlich für
den Fachmann in diesem Gebiet, daß die Erfindung nicht auf die
Details der vorangegangenen beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist
und daß die
vorliegende Erfindung in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden
kann, ohne den Bereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.