Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung für Schwachstromapparate gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Herkömmliche Steckverbindungen mit kabelbedingten Steckelementen zwischen einem stromgespeisten Apparat und einer stromführenden Steckdose sind so beschaffen, dass zwischen den beiden Elementen immer ein Mindestkraftschluss vorgesehen wird, der dafür sorgt, dass die während eines Einsatzes des stromgespeisten Apparates auftretenden Zugspannungen vom Stecker selbst aufgefangen werden, dergestalt, dass die Stromverbindung zum Apparat diesbedingt nicht ungewollt unterbrochen wird. Die Erfahrung lehrt, dass der Kraftschluss jeweils hohe Werte aufweist: In den meisten Fällen ist ein Trennen des Steckers von der Steckdose nur möglich, wenn die dafür erforderliche Zugkraft unmittelbar an den Stecker selbst einwirken kann.
Man beachte in diesem Zusammenhang die verschiedentlich bekannt gewordenen unfallverhütenden Sicherheitsmassnahmen gegen strombedingte Unfälle, wie sie die heutigen Steckverbindungen aufweisen, insbesondere bei Haushaltsgeräten, bei welchen ein Trennen der beiden Elemente, d.h. das Herausziehen des Steckers aus der Steckdose, nur über zusätzliche Manipulationen durchzuführen ist. Freilich spielen diese auf Verhinderung von Stromunfällen ausgerichteten Massnahmen bei Schwachstromapparaten keine allzuwichtige Rolle. Dessen ungeachtet ist festzustellen, dass auch Steckverbindungen von Schwachstromapparaten über starke Kraftschlüsse zwischen Stecker und Steckdose verfügen. Bei stationären Apparaten ist hiergegen nichts einzuwenden.
Demgegenüber gibt es aber eine breite Palette von Schwachstromapparaten, deren Steckverbindung einerseits über einen angemessen starken Kraftschluss zwischen Stecker (Steckpatrize) und Steckdose (Steckmatrize) verfügen muss, andererseits aber die Steckverbindung so beschaffen sein sollte, dass bei Einwirkung einer kleinen ausserordentlichen Kraft von aussen mittelbar oder unmittelbar auf die Steckverbindung zu einem leichten Trennvorgang derselben ausreichen sollte. Hier wird vornehmlich auf Hör/Sprech-Garnituren gedacht, die über verschiedenartig gestalteten Kopf- und/oder Ohrbügel eine selbstragende und selbstfixierende Verbindung der Garnitur auf dem Kopf des Tragenden erstellen.
Die ebengenannten Garnituren beinhalten eine potentielle Unfall- und Verletzungsgefahr, die immer dann zum Durchbruch kommt, wenn die Steckverbindung im Bereich des Steckers und der Steckdose, bei kabelmässigen Anschlüssen, vor Verlassen des Ortes durch den Träger der Garnitur nicht selbsthändig getrennt wird.
Diese Unzulänglichkeiten der bekanntgewordenen Steckverbindungen lässt sich besonders gut bei Konferenzen grosser Gremien beobachten, wo die Teilnehmer regelmässig bereits nach kurzer Zeit subjektiv die getragene Garnitur nicht mehr wahrnehmen, mit dem Resultat, dass der Träger beim Verlassen des Sitzungsortes nicht mehr daran denkt, das Ablegen der Garnitur oder das Trennen der Steckverbindung vorzunehmen, weshalb es regelmässig zu schmerzhaften Einwirkungen kommt, weil ebendiese Garnitur durch den vorherrschenden Kraftschluss zwischen Stecker und Steckdose regelrecht vom Kopf abgerissen wird.
Auch sonst lassen die bekanntgewordenen Steckverbindungen hinsichtlich Bedienungskomforts viel zu wünschen übrig: Zwischen Stecker und Steckdose sind die zueinander vorgesehenen Verbindungstoleranzen der Steckteile dermassen eng begrenzt, dass die Erstellung einer solchen Steckverbindung sehr oft zu einer regelrechten Zielübung auszuarten droht.
Aufgabe der Erfindung
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steckverbindung der eingangs genannten Art die Lösbarkeit derselben so zu gestalten, dass sie nach minimalster Krafteinwirkung von aussen selbstgängig vonstatten geht. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, die Erstellung der Verbindung zwischen Stecker und Steckdose bedienungsfreundlich zu gestalten.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Steckvorrichtung im Rahmen des ihr zugeordneten Verwendungszwecks universell anwendbar ist. Die strommässige Verbindung zwischen den beiden Hauptteilen der Vorrichtung, nämlich zwischen Steckmatrize und Steckpatrize, kommt leichtgängig zustande, indem die beiden Verbindungsteile keine engtolerierten Passformen mehr aufweisen, sondern lediglich eine geometrische formmässige Zuordnung zu erfüllen haben, welche die strommässige Verbindung zu erstellen vermag.
Daraus ist auch ein weiterer aufgabengemässer wesentlicher Vorteil der Erfindung ableitbar: Bei minimalster einsatzfremder Krafteinwirkung von aussen in irgendeiner Ebene löst sich die auf Magnetkraft erstellte Verbindung schlagartig auf, dergestalt, dass eine Verletzungsgefahr für den Träger einer mit einer solchen Steckverbindung ausgestalteten Garnitur auszuschliessen ist.
Vorteilhafte und zweckmässige Weiterbildungen der erfindungsgemässen Aufgabenlösung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Beispiel der erfindungsgemässen Steckvorrichtung näher erläutert. Alle für das unmittelbare Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Merkmale sind fortgelassen. Gleiche Teile sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Es zeigt:
Fig. 1 eine Aussenansicht der beiden Steckteile der Vorrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Steckvorrichtung und
Fig. 3 eine Ausführung betreffend die Printplatte mit Kontaktfedern.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine Steckvorrichtung, welche aus zwei Teilen besteht, nämlich aus einem Sockel 1, mit der Funktion einer Steckmatrize, und aus einem Oberteil 2, der die Funktion einer Steckpatrize erfüllt. Sowohl Sockel 1 als auch Oberteil 2 verfügen über eine Anschlusskappe 1a, 2a für die jeweilige Kabelführung 1b, 2b des betreffenden Teils der Steckvorrichtung, jeweils von der Stromquelle über Sockel 1 und Oberteil 2 zum Apparat. Die Konfiguration hinsichtlich Kabelführung zeigt deutlich auf, dass die Steckvorrichtung beliebig plaziert werden kann und nicht von einem bestimmten Stromanschluss abhängig ist, wie dies beispielsweise immer der Fall ist, wenn die Stromabnahme ab einer festen Steckdose geschieht. Der Sockel 1, mit der bereits erwähnten Funktion einer Steckmatrize, ist eine rechteckförmige Platte, deren Länge durch eine mittig verlaufende Nut 8 durchzogen ist.
Dabei sind die Nutenwände 8a V-förmig angelegt, dies um die Verbindung mit dem Oberteil 2, mit der bereits erwähnten Funktion einer Steckpatrize, zu erleichtern, denn diese V-förmig angelegten Nutenwände 8a haben funktionsmässig als Einführungshilfen zu dienen. Der Boden dieser Nut 8 wird durch eine dünne, im Unterteil des Sockels 1 verankerte Platine 5 gebildet, deren weitere Ausgestaltung unter Fig. 2 beschrieben wird. Diese Platine 5 erfüllt des weiteren die Funktion der Einfangung und Führung weiterer Kontaktfedern 7, welche aus den in der Platine 5 vorgesehenen Schlitzen hervorragen. Der Oberteil 2 weist gegenüber der Nutenform im Sockel 1 eine Gegenform auf, die durch einen V-förmigen Nutenteil 6 charakterisiert ist. Stirnseitig des Nutenteils 6 ist eine Printplatte 11 vorgesehen, deren Ausbildung und Funktion weiter unten zur näheren Umschreibung gelangen wird.
Die Stirnflächen 10 des Sockels 1 weisen je eine, endseitig der Sockelausdehnung und der Anschlusskappe 1a, 2a ent gegengesetzt, eingekerbte Vertiefung 3 auf, die zur Aufnahme von entsprechend plazierten und formmässig ausgebildeten Nocken 4 dienen, die aus der Auflagefläche 9 des Oberteils 2 hervorragen. Die beschriebene unsymmetrische Plazierung der Vertiefung 3 sowie der Nocken 4 macht klar, dass der strommässige Kontakt zwischen Kontaktfedern 7 und Printplatte 11 nur anhand einer einzigen Positionierung der beiden Verbindungsteile zustande kommen kann: Die Fig. 1 zeigt auch unmissverständlich die Einsteckrichtung des Oberteils 2 in den Sockel 1 auf. Die Vertiefungen 3 sind vorliegend annähernd halbrundförmig ausgebildet, d.h., ihre Tiefe ist kleiner als der theoretische Radius, dies um die Einsteckbarkeit zu gewährleisten.
Indessen ist es selbstverständlich, dass auch andere geometrische Vertiefungsformen vorgesehen werden können, dies natürlich immer in gegenseitiger Abstimmung mit den Nocken im Oberteil 1. Die universell postulierte Plazierbarkeit vorliegender Steckvorrichtung kann beispielsweise durch einen hier gezeigten Klebestreifen 12 im Unterboden des Sockels 1 erreicht werden. Selbstredend lassen sich auch andere Fixierungsmöglichkeiten vorsehen, die von Fall zu Fall ihre optimierten Berechtigungen haben können.
Fig. 2 zeigt das "Innenleben" der Steckvorrichtung. Vorweg sei vermerkt, dass die Verbindung zwischen Sockel 1 und Oberteil 2 durch einen magnetischen Kraftschluss zustande kommt. Zu diesem Zweck weist der Sockel 1 einen Magnetteil 15 auf, der gegen den Boden des Sockels 1 hin durch eine Abdeckungsplatte 14 entsprechend isoliert ist. Oberhalb des Magnets 15 ist eine Printplatte 13 plaziert. Die Kontaktfedern 7, welche matrizenartig durch die Platine positioniert und geführt werden, liegen zunächst gegenüber der darunterliegenden Printplatte 13 in einem Schwebezustand, also sie weisen nicht unbedingt Kontakt auf. Um den auf magnetischer Basis zu erstellenden Kraftschluss zwi schen Sockel 1 und Oberteil 2 muss selbstverständlich auch materialmässig 2c (Fe) sichergestellt werden, dass die zwei Teile einen magnetbedingten Kraftfluss sicherstellen können.
Kommen Oberteil 2 und Sockel 1 im Einflussbereich der aus dem Magnetteil indizierten Magnetkraft, so drücken die vorhandenen Kontaktstellen der einen Printplatte 11 des Oberteils 2 auf die durch die Platine 5 positionierten Kontaktfedern 7, welche ihrerseits einen sicheren Kontakt mit den entsprechenden Kontaktstellen der anderen Printplatte 13 im Sockel 1 bilden. Dies ist indessen immer dann und nur dann der Fall, wenn die geometrische Positionierung zwischen Vertiefungen 3 und Nocken 4 übereinstimmt. Bei der hier vorgesehenen Konfiguration ist es offensichtlich, dass ein strommässiger Kontakt zwischen Sockel 1 und Oberteil 2 nur dann zustandekommt, wenn diese beiden Teile in die richtige Positionierung aufeinander gebracht werden.
Die geometrische Form der Nut 8 im Sockel 1 und des Nutenkeils 6 im Oberteil 2 ermöglicht sowohl eine deckelähnliche als auch eine schlittenmässige Zuführung des letztgenannten Steckteils zum Sockel 1 hin. Fig. 2 zeigt recht deutlich auf, weshalb jede Krafteinwirkung von aussen über den Oberteil 2 zum sofortigen Herausspringen des letztgenannten aus der Führung im Sockel 1 bewirkt: Dazu sind die V-förmigen Nutenwände 8a als auch die sich aus der Vertiefungen 3 leicht lösbaren Nocken 4 besonders prädestiniert. Denn sowohl eine achsparallele einwirkende Kraft als auch jede andere schräge Kraftkomponente auf den Kabel 2b bewirken eine unmittelbare Trennung des Oberteils 2 vom Sockel 1. Selbstverständlich lässt sich dieser finale Zweck vorliegender Steckvorrichtung auch durch andere geometrische Konfigurationen zwischen Nut im Sokkel 1 und Nutenkeil im Oberteil 2 erzielen.
Wichtig in diesem Zusammenhang ist jeweils eine abgestimmte geometrische Form und Gegenform der Steckteile, die in Relation zur vorgesehenen Magnetkraft stehen muss. Auch soll der Kraftschluss eine be stimmte Gegenkraft entwickeln, um nicht schon bei minimalsten Vibrationen die Trennung der beiden Steckteile 1 und 2 zu bewirken.
Fig. 3 zeigt in selbsterklärender Weise und in dreidimensionaler Ansicht das Zusammenwirken zwischen Platine 5, Kontaktfedern 7 und Printplatte 13 auf.
The present invention relates to a plug-in device for low-current apparatus according to the preamble of claim 1.
State of the art
Conventional plug connections with cable-related plug elements between a power-fed device and a current-carrying socket are designed in such a way that a minimum force connection is always provided between the two elements, which ensures that the tensile stresses that occur during use of the power-fed device are absorbed by the plug itself, that the power connection to the apparatus is not unintentionally interrupted due to this. Experience has shown that the frictional connection always has high values: In most cases, the plug can only be disconnected from the socket if the required tensile force can act directly on the plug itself.
In this context, note the various accident prevention measures against current-related accidents that have become known, such as those present in today's plug-in connections, in particular in household appliances in which a separation of the two elements, i.e. pulling the plug out of the socket can only be carried out using additional manipulations. Of course, these measures aimed at preventing electricity accidents do not play an all too important role in low-voltage devices. Regardless of this, it should be noted that plug connections of low-current devices also have strong frictional connections between the plug and the socket. There is no objection to this in the case of stationary apparatus.
On the other hand, there is a wide range of low-current devices, the plug connection of which must have a reasonably strong frictional connection between the plug (male connector) and the socket (male connector), but the connector should be such that, when exposed to a small extraordinary force from the outside, indirectly or directly on the plug connection should be sufficient for a slight disconnection process. The main focus here is on hearing / speaking sets, which create a self-supporting and self-fixing connection of the set on the head of the wearer via head and / or ear hooks of various designs.
The above-mentioned sets contain a potential risk of accident and injury, which always comes to a breakthrough if the plug connection in the area of the plug and the socket, with cable connections, is not disconnected by the wearer of the set before leaving the location.
These inadequacies of the known plug connections can be observed particularly well at conferences of large committees, where the participants subjectively no longer notice the worn set after a short time, with the result that the wearer no longer thinks about leaving the seat when leaving the meeting place Set or disconnect the plug connection, which is why there are regularly painful effects, because this set is actually torn from the head due to the prevailing force connection between plug and socket.
Otherwise, the plug connections that have become known leave much to be desired in terms of ease of use: the connection tolerances of the plug parts between the plug and socket are so narrow that the creation of such a plug connection very often threatens to become a real target exercise.
Object of the invention
The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, is based on the object of designing the releasability of a plug-in connection of the type mentioned at the outset in such a way that it proceeds independently from the outside with the least amount of force. Furthermore, it is an object of the invention to make the connection between the plug and the socket user-friendly.
The main advantage of the invention can be seen in the fact that the plug-in device can be used universally within the scope of its assigned purpose. The current connection between the two main parts of the device, namely between the plug-in die and the plug-in patrix, comes about smoothly in that the two connection parts no longer have tight-fitting fits, but only have to fulfill a geometrical, formal assignment which the current-based connection can create.
From this, another essential advantage of the invention can be derived: With minimal external force in any plane, the connection created on magnetic force suddenly dissolves in such a way that there is no risk of injury to the wearer of a set designed with such a plug connection.
Advantageous and expedient developments of the task solution according to the invention are characterized in the further claims.
An example of the plug device according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. All features which are not essential for the direct understanding of the invention have been omitted. Identical parts are provided with the same reference symbols in the various figures.
Brief description of the figures
It shows:
1 is an external view of the two plug-in parts of the device,
Fig. 2 shows a cross section through the connector and
Fig. 3 shows an embodiment regarding the printed circuit board with contact springs.
Description of the embodiment
Fig. 1 shows a plug-in device, which consists of two parts, namely a base 1, with the function of a plug-in matrix, and an upper part 2, which fulfills the function of a plug-in male. Both base 1 and upper part 2 have a connection cap 1a, 2a for the respective cable routing 1b, 2b of the relevant part of the plug device, in each case from the power source via base 1 and upper part 2 to the apparatus. The configuration with regard to cable routing clearly shows that the plug device can be placed anywhere and is not dependent on a specific power connection, as is always the case, for example, when the power is drawn from a fixed socket. The base 1, with the function of a plug-in die already mentioned, is a rectangular plate, the length of which is traversed by a centrally running groove 8.
The groove walls 8a are V-shaped, this to facilitate the connection to the upper part 2, with the already mentioned function of a male insert, because these V-shaped groove walls 8a functionally serve as insertion aids. The bottom of this groove 8 is formed by a thin board 5 anchored in the lower part of the base 1, the further configuration of which is described under FIG. 2. This board 5 also fulfills the function of capturing and guiding further contact springs 7, which protrude from the slots provided in the board 5. The upper part 2 has a counter-shape with respect to the groove shape in the base 1, which is characterized by a V-shaped groove part 6. A printed circuit board 11 is provided on the front side of the groove part 6, the design and function of which will be described in more detail below.
The end faces 10 of the base 1 each have an indented recess 3 at the ends of the base extension and the connecting cap 1 a, 2 a, which serve to receive appropriately placed and form-formed cams 4 which protrude from the contact surface 9 of the upper part 2. The described asymmetrical placement of the recess 3 and the cams 4 makes it clear that the current contact between the contact springs 7 and the printed circuit board 11 can only be achieved by means of a single positioning of the two connecting parts: FIG. 1 also clearly shows the insertion direction of the upper part 2 in FIG Socket 1 on. In the present case, the depressions 3 are approximately semicircular, i.e. their depth is less than the theoretical radius, in order to ensure that they can be inserted.
In the meantime, it goes without saying that other geometrical recess shapes can also be provided, of course always in mutual coordination with the cams in the upper part 1. The universally postulated placement of the present plug device can be achieved, for example, by an adhesive strip 12 shown here in the underbody of the base 1. Of course, other fixation options can also be provided, which can have their optimized authorizations on a case-by-case basis.
Fig. 2 shows the "inside" of the connector. First of all, it should be noted that the connection between the base 1 and the upper part 2 is established by a magnetic frictional connection. For this purpose, the base 1 has a magnetic part 15 which is correspondingly insulated from the base of the base 1 by a cover plate 14. A printed circuit board 13 is placed above the magnet 15. The contact springs 7, which are positioned and guided through the board in the manner of a matrix, are initially in a floating state with respect to the underlying printed circuit board 13, that is to say they do not necessarily have any contact. In order to establish the magnetic connection between the base 1 and the upper part 2, it is of course also necessary to ensure that the two parts can ensure a magnetic flow of force.
If the upper part 2 and the base 1 come into the area of influence of the magnetic force indicated by the magnetic part, the existing contact points on the one printed circuit board 11 of the upper part 2 press on the contact springs 7 positioned by the circuit board 5, which in turn ensure reliable contact with the corresponding contact points on the other printed circuit board 13 form in base 1. However, this is always the case and only if the geometric positioning between recesses 3 and cams 4 matches. With the configuration provided here, it is obvious that a current-based contact between base 1 and upper part 2 is only achieved if these two parts are brought into the correct position on one another.
The geometrical shape of the groove 8 in the base 1 and the groove wedge 6 in the upper part 2 enables both a cover-like and a slide-like feeding of the latter plug-in part to the base 1. Fig. 2 shows quite clearly why any force from the outside causes the upper part 2 to immediately jump out of the latter from the guide in the base 1: for this purpose are the V-shaped groove walls 8a and the cams 4 which are easily detachable from the recesses 3 especially predestined. Because both an axially parallel acting force and any other oblique force component on the cable 2b result in a direct separation of the upper part 2 from the base 1. Of course, this final purpose of the plug device can also be achieved by other geometrical configurations between the groove in the socket 1 and the groove wedge in the upper part 2 achieve.
In this context, it is important in each case to have a coordinated geometric shape and counter shape of the plug-in parts, which must be in relation to the intended magnetic force. The frictional connection should also develop a certain counterforce so as not to cause the separation of the two plug-in parts 1 and 2 even with minimal vibrations.
3 shows in a self-explanatory manner and in a three-dimensional view the interaction between the circuit board 5, contact springs 7 and printed circuit board 13.