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Die Erfindung betriff eine Verschlussvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Verschlussvorrichtung weist ein erstes Verschlussteil, das ein Sperrstück umfasst, ein zweites Verschlussteil, das ein zumindest abschnittweise federelastisch ausgebildetes Federverriegelungselement umfasst, und magnetische Mittel, die zwischen dem ersten Verschlussteil und dem zweiten Verschlussteil wirken und eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem ersten Verschlussteil und dem zweiten Verschlussteil bewirken, auf. Zum Schließen der Verschlussvorrichtung kann das erste Verschlussteil in eine Schließrichtung an das zweite Verschlussteil angesetzt werden. In einer Schließstellung stehen dann das Sperrstück und das Federverriegelungselement miteinander in Eingriff, so dass das erste Verschlussteil entgegen der Schließrichtung gegenüber dem zweiten Verschlussteil verriegelt ist. Zum Lösen der Verschlussvorrichtung können das Federverriegelungselement und das Sperrstück relativ zueinander verschoben oder verdreht werden, um auf diese Weise das Federverriegelungselement und das Sperrstück außer Eingriff zu bringen.
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Das erste Verschlussteil und das zweite Verschlussteil weisen jeweils einen Gehäuseabschnitt auf, die sich in der Schließstellung parallel zueinander erstrecken und flächig aneinander anliegen.
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Derartige Verschlussvorrichtungen, bei denen das Überführen der Verschlussteile in eine Schließstellung in magnetisch unterstützter Weise erfolgt und die in einer Schließstellung mechanisch miteinander verrastet sind, sind beispielsweise aus der
WO 2008/006357 A2 , der
WO 2009/092368 A2 , der
WO 2010/006594 A2 , der
WO 2008/006354 A2 , der
WO 2008/006356 A2 , der
WO 2009/010049 A2 und der
WO 2009/12796 A2 bekannt, deren Inhalt in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen werden soll.
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Bei einer aus der
WO 2008/006357 A2 bekannten Verschlussvorrichtung beispielsweise werden zwei Verschlussteile in eine Schließrichtung aneinander angesetzt und verrasten dabei mechanisch miteinander. Dadurch, dass sowohl an dem ersten Verschlussteil als auch an dem zweiten Verschlussteil jeweils ein Magnet oder einerseits ein Magnet und andererseits ein magnetischer Anker angeordnet sind, wird die Überführung der Verschlussteile in die Schließstellung der Verschlussvorrichtung und die Herstellung der mechanischen Verrastung zwischen den Verschlussteilen magnetisch unterstützt. Bei geeigneter Dimensionierung der Magnete erfolgt das Schließen der Verschlussvorrichtung weitestgehend selbsttätig, wenn die Verschlussteile aneinander angenähert werden. Durch Verschieben oder Verdrehen der Verschlussteile relativ zueinander kann die mechanische Verrastung wieder gelöst werden, wobei gleichzeitig die magnetischen Mittel durch eine Relativbewegung voneinander abgeschert und damit voneinander entfernt werden, so dass sich die magnetische Anziehungskraft zwischen den Magneten verringert und die Verschlussteile nach Aufheben der mechanischen Verrastung in leichter, haptisch angenehmer Weise voneinander getrennt werden können.
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Verschlussvorrichtungen dieser Art stellen in ihrer Schließstellung eine sichere, belastbare Verbindung zweier Teile miteinander zur Verfügung und können auf einfache Weise geschlossen und auf haptisch angenehme Weise wieder geöffnet werden.
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Es ist bekannt, beispielsweise in einem Fahrzeug an einem Armaturenbrett ein Mobiltelefon oder ein Navigationsgerät anzuordnen und mechanisch durch eine geeignete Haltevorrichtung an dem Armaturenbrett zu halten. Für die Stromversorgung eines solchen elektrischen Endgeräts wird hierbei in der Regel ein elektrisches Verbindungskabel verwendet, das beispielsweise in einen Zigarettenanzünder des Fahrzeugs eingesteckt wird, über den eine Gleichspannung abgegriffen und zur elektrischen Versorgung des am Armaturenbrett angeordneten Gerätes verwendet werden kann. Zudem ist eine Datenverbindung drahtlos über Schnittstellen wie Bluetooth oder drahtgebunden über ein Verbindungskabel bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschlussvorrichtung bereitzustellen, die zur vorteilhaften Halterung eines elektrischen Endgeräts in einem Fahrzeug und gleichzeitig für eine Energieversorgung und/oder Datenübertragung einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach ist an dem ersten Gehäuseabschnitt des ersten Verschlussteils und an dem zweiten Gehäuseabschnitt des zweiten Verschlussteils jeweils eine elektrische Spule zur elektromagnetischen Kopplung in der Schließstellung angeordnet, wobei sich die Spulen in der Schließstellung in parallelen, quer zur Schließrichtung verlaufenden Ebenen an den Gehäuseabschnitten erstrecken.
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Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, in die Verschlussteile der Verschlussvorrichtung jeweils eine elektrische Spule zu integrieren, die in der Schließstellung der Verschlussvorrichtung so zueinander angeordnet sind, dass sie für eine Energieübertragung oder eine Datensignalübertragung in elektromagnetischer Weise miteinander gekoppelt sind. Eine erste Spule ist hierbei an dem ersten Verschlussteil und eine zweite Spule an dem zweiten Verschlussteil angeordnet, wobei sich diese Spulen in der Schließstellung der Verschlussvorrichtung so gegenüberstehen, dass ein in einer der Spulen erzeugter magnetischer Fluss durch die andere der Spulen hindurch tritt und eine Spannung an dieser Spule induziert, so dass die Spulen induktiv miteinander gekoppelt sind.
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Die Gehäuseabschnitte des ersten Verschlussteils und des zweiten Verschlussteils liegen hierbei flächig aneinander an. An den Gehäuseabschnitten sind, in parallelen Ebenen, die Spulen in planarer Weise angeordnet und stehen sich in der Schließstellung für eine vorteilhafte induktive Kopplung gegenüber, wobei durch die planare Anordnung in parallelen Ebenen der Abstand der Spulen in die Schließrichtung nach Möglichkeit minimiert werden kann.
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Die Spulen können für eine Energieübertragung ausgelegt sein, wobei beispielsweise eine der Spulen mit einem elektrischen Versorgungssystem verbunden ist und – beispielsweise in niedrigfrequenter Weise (z. B. im Hz- oder kHz-Bereich) – aufgrund der induktiven Kopplung in der Schließstellung Energie hin zu der anderen der Spulen und einem mit dieser Spule verbundenen elektrischen Verbraucher – beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem Navigationsgerät – überträgt.
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Solch eine Verschlussvorrichtung, in die elektrische Spulen für eine elektromagnetische Kopplung integriert sind, kann beispielsweise in einem Fahrzeug zur elektrischen Versorgung von an einem Armaturenbrett angeordneten, über die Verschlussvorrichtung gehalterten elektrischen Geräten ausgelegt sein.
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Die Spulen können zusätzlich oder alternativ auch für eine elektronische Datensignalübertragung ausgelegt sein und dazu elektromagnetische Signale im Hochfrequenzbereich (z. B. im kHz-, MHz- oder GHz-Bereich) übertragen.
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Die Spulen können beispielsweise in die Verschlussteile, beispielsweise in aus Kunststoff gefertigte Gehäuseteile der Verschlussteile, eingespritzt oder auf sonstige Weise an den Verschlussteilen befestigt sein.
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Die Spulen können grundlegend eine beliebige Form aufweisen und aus einer oder mehreren Windungen gebildet sein.
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Das Sperrstück ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung beweglich an dem Gehäuse des ersten Verschlussteils angeordnet derart, dass es in einer eingefahrenen Position zumindest teilweise in einer Aufnahmekammer des Gehäuses eingefasst ist und in einer ausgefahrenen Position derart von dem Gehäuse vorsteht, dass es in Eingriff mit dem Federverriegelungselement bringbar ist. In einer eingefahrenen Position steht das Sperrstück somit nicht oder zumindest nicht vollständig von dem Gehäuse vor. In einer geöffneten Stellung der Verschlussvorrichtung befindet sich das Sperrstück in der eingefahrenen Position und ist somit nicht hinderlich oder störend bei einem Gebrauch eines mit dem ersten Verschlussteil verbundenen Bauteils. Beim Schließen der Verschlussvorrichtung wird das Sperrstück von seiner eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position überführt und steht in dieser ausgefahrenen Position derart von dem Gehäuse vor, dass es in Eingriff mit dem Federverriegelungselement gebracht und somit zum Verriegeln des ersten Verschlussteils mit dem zweiten Verschlussteil rastend an das Federverriegelungselement angesetzt werden kann.
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Das Überführen des Sperrstücks von der eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position erfolgt vorzugsweise selbsttätig durch die Wirkung der magnetischen Mittel, die zwischen dem Sperrstück und dem zweiten Verschlussteil in magnetisch anziehender Weise wirken. Wird das erste Verschlussteil an das zweite Verschlussteil angesetzt, so erzeugen die magnetischen Mittel eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem Sperrstück an dem ersten Verschlussteil und dem zweiten Verschlussteil und überführen das Sperrstück von seiner eingefahrenen Position in die ausgefahrene Position, so dass das Sperrstück mechanisch mit dem Federverriegelungselement verrastet und die Verschlussvorrichtung auf diese Weise verriegelt werden kann.
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Die magnetischen Mittel können beispielsweise durch zwei (Permanent-)Magnete ausgebildet sein, von denen der eine an dem Sperrstück und der andere an dem zweiten Verschlussteil angeordnet ist. Denkbar ist aber auch, an dem einen von Sperrstück und zweitem Verschlussteil einen Magneten und an dem andern von Sperrstück und zweitem Verschlussteil einen magnetischen Anker aus ferromagnetischem Material, beispielsweise Eisen, vorzusehen.
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Vorteilhafterweise sind die magnetischen Mittel so dimensioniert, dass beim Ansetzen des ersten Verschlussteils an das zweite Verschlussteil das Sperrstück in der ausgefahrenen Position zum rastenden Ineingriffbringen des Sperrstückes mit dem Federverriegelungselement gehalten wird. Hintergrund ist hier, dass beim Ansetzen des Sperrstückes an das Federverriegelungselement das Sperrstück das Federverriegelungselement in elastischer Weise beiseite drängt, um das Sperrstück mit einem Rastabschnitt formschlüssig mit einem korrespondierenden Rastabschnitt an dem Federverriegelungselement in Eingriff zu bringen. Die zum Beiseitedrängen des Federverriegelungselementes erforderliche Kraft sollte hierbei kleiner sein als die magnetische Anziehungskraft der magnetischen Mittel, so dass beim rastenden Ineingriffbringen das Sperrstück in seiner ausgefahrenen Position gehalten wird und nicht aufgrund der zum Herstellen der Verrastung erforderlichen Kraft in seine eingefahrene Position gedrängt wird.
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Um das Sperrstück nach dem Öffnen der Verschlussvorrichtung selbsttätig in seine eingefahrene Position zurückzustellen, kann vorgesehen sein, das Sperrstück gegenüber dem Gehäuse des ersten Verschlussteils in Richtung der eingefahrenen Position vorzuspannen. Hierzu können gesonderte magnetische Vorspannmittel vorgesehen sein, die zwischen dem Sperrstück und dem Gehäuse des ersten Verschlussteils wirken und eine magnetische Anziehungskraft auf das Sperrstück in Richtung der eingefahrenen Position ausüben. Diese magnetische Anziehungskraft sollte hierbei, zumindest wenn das erste Verschlussteil hinreichend weit dem zweiten Verschlussteil angenähert ist, kleiner sein als die magnetische Anziehungskraft der zwischen dem Sperrstück und dem zweiten Verschlussteil wirkenden magnetischen Mittel, damit diese magnetischen Mittel in zuverlässiger Weise beim Ansetzen des ersten Verschlussteils an das zweite Verschlussteil das Sperrstück in seine ausgefahrene Position überführen können.
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Die Vorspannung kann auch durch eine mechanische Feder bewirkt werden, die zwischen dem Sperrstück und dem Gehäuse des ersten Verschlussteils wirkt und das Sperrstück nach dem Öffnen der Verschlussvorrichtung in seine eingefahrene Position zurückstellt.
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Die Verschlussvorrichtung ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass zum Lösen der Verschlussvorrichtung das Federverriegelungselement in eine im Wesentlichen quer zur Schließrichtung gerichtete Öffnungsrichtung relativ zu dem Sperrstück zu verschieben ist, um das Federverriegelungselement und das Sperrstück außer Eingriff zu bringen. Das Lösen der Verrastung erfolgt damit durch eine quer zur Schließrichtung gerichtete, näherungsweise geradlinige Bewegung des Federverriegelungselements und des Sperrstücks relativ zueinander. Beispielsweise kann hierzu an dem zweiten Verschlussteil ein Verstellelement vorgesehen sein, das entlang der Öffnungsrichtung verschiebbar an einem Gehäuse des zweiten Verschlussteils gelagert ist. An diesem Verstellelement ist das Federverriegelungselement angeordnet, so dass durch Betätigen des Verstellelementes das Federverriegelungselement relativ zu dem Sperrstück des ersten Verschlussteils bewegt werden kann. In der Schließstellung steht das Federverriegelungselement mit dem Sperrstück in Eingriff, so dass das erste Verschlussteil an dem zweiten Verschlussteil gehalten ist. Zum Öffnen der Verschlussvorrichtung kann dann das Verstellelement derart betätig werden, dass das Federverriegelungselement relativ zu dem Sperrstück bewegt und außer Eingriff mit dem Sperrstück gebracht wird.
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Das Verstellelement kann beispielsweise nach Art eines Schlittens ausgebildet und an dem Gehäuse des zweiten Verschlussteils gelagert sein, wobei das Verstellelement in Richtung der Öffnungsrichtung relativ zu dem Gehäuse verstellbar ist und durch Betätigen des Verstellelements das Federverriegelungselement relativ zu dem Gehäuse bewegt wird. Das Öffnen der Verschlussvorrichtung erfolgt somit nicht durch eine Bewegung des zweiten Verschlussteils insgesamt, sondern durch Betätigen des Verstellelements des zweiten Verschlussteils, aufgrund dessen der Eingriff zwischen dem Sperrstück und dem Federverriegelungselement gelöst wird und das erste Verschlussteil von dem zweiten Verschlussteil entnommen werden kann.
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Die magnetischen Mittel wirken in diesem Fall vorteilhafterweise zwischen dem Sperrstück des ersten Verschlussteils und dem Verstellelement des zweiten Verschlussteils, so dass die magnetischen Mittel auch eine Kraft auf das Verstellelement ausüben derart, dass das Verstellelement aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Sperrstück und dem Verstellelement beim Ansetzen des ersten Verschlussteils an das zweite Verschlussteil in eine solche Stellung verstellt wird, in der das Sperrstück mit dem Federverriegelungselement in Eingriff gebracht werden kann.
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Das Federverriegelungselement erstreckt sich vorteilhafterweise in eine Umfangsrichtung um die Schließrichtung und ist beispielsweise als ein um die Schließrichtung gebogener, zumindest abschnittsweise federnder Streifen ausgebildet, an dem ein Rastabschnitt zum rastenden Eingriff mit einem korrespondierenden Rastabschnitt an dem Sperrstück angeordnet ist. In der Schließstellung umgreift das Federverriegelungselement das Sperrstück in der Umfangsrichtung zumindest abschnittsweise, so dass durch diesen Umgriff das Sperrstück an dem Federverriegelungselement gehalten ist.
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Das Federverriegelungselement ist in die Öffnungsrichtung umfänglich abschnittsweise geöffnet, so dass das Sperrstück durch eine Relativbewegung zwischen dem Federverriegelungselement und dem Sperrstück aus dem Umgriff mit dem Federverriegelungselement gelöst werden kann. Zum Ansetzen des Sperrstücks an das Federverriegelungselement zum Verriegeln des ersten Verschlussteil relativ zum zweiten Verschlussteil wird das Sperrstück somit in die Schließrichtung an das Federverriegelungselement angesetzt und drängt hierbei das Federverriegelungselement auf elastische Weise in Richtung eines Aufweitens quer zur Schließrichtung beiseite, so dass das Federverriegelungselement in rastenden Eingriff mit dem Sperrstück gelangt und in einer verriegelnden Eingriffsstellung das Sperrstück entlang der Umfangsrichtung umgreift. Zum Lösen wird das Federverriegelungselement dann in die Öffnungsrichtung relativ zu dem Sperrstück bewegt, so dass das Sperrstück durch eine Relativbewegung quer zur Schließrichtung außer Eingriff mit dem Federverriegelungselement gelangt.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine Explosionsansicht einer Verschlussvorrichtung;
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2 eine Explosionsansicht der Verschlussvorrichtung gemäß 1, betrachtet in anderer Perspektive;
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3A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung vor dem Schließen;
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3B eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 3A entlang der Linie A-A;
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4A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung vor dem Schließen;
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4B eine Schnittansicht durch die Anordnung gemäß 4A entlang der Linie A-A;
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5A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung in einer Schließstellung;
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5B eine Schnittansicht durch die Anordnung gemäß 5A entlang der Linie A-A;
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6A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung in entriegeltem Zustand;
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6B eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 6A entlang der Linie A-A;
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7 eine Explosionsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Verschlussvorrichtung;
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8 eine Explosionsansicht der Verschlussvorrichtung gemäß 7, betrachtet aus anderer Perspektive;
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9A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung vor dem Schließen;
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9B eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 9A entlang der Linie A-A;
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10A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung vor dem Schließen;
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10B eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 10A entlang der Linie A-A;
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11A eine Draufsicht auf die Verschlussvorrichtung in der Schließstellung;
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11B eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 11A entlang der Linie A-A;
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12A eine Draufsicht der Verschlussvorrichtung in entriegeltem Zustand und
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12B eine Schnittansicht der Anordnung gemäß 12A entlang der Linie A-A.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verschlussvorrichtung 1, dargestellt in 1 bis 6, weist ein erstes Verschlussteil 2 und ein zweites Verschlussteil 3 auf, die in einer geöffneten Stellung getrennt voneinander vorliegen, zum Schließen in eine Schließrichtung X aneinander angesetzt werden können und in einer Schließstellung miteinander verriegelt sind.
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Das erste Verschlussteil 2 umfasst ein Gehäuse 21 mit einem Gehäuseabschnitt 210, der eine Aufnahmekammer 213 einfasst. In dieser Aufnahmekammer 213 ist ein Sperrstück 22 verschiebbar angeordnet.
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Das zweite Verschlussteil 3 umfasst ein Gehäuse 31, an das ein Gehäuseteil 32 angesetzt ist. An dem Gehäuse 31 ist ein Halteabschnitt 330 angeordnet, der ein Federverriegelungselement 34 drehfest an einer Aufnahmeöffnung 310 des Gehäuses 31 hält.
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An dem ersten Verschlussteil 2 und an dem zweiten Verschlussteil 3 ist jeweils eine aus mehreren Windungen gebildete elektrische Spule 4, 5 vorgesehen, die beispielsweise in das Gehäuse 21 bzw. das Gehäuse 31 eingespritzt, an das Gehäuse 21 bzw. 31 aufgeklebt oder in sonstiger Weise an dem Gehäuse 21 bzw. 31 befestigt ist. Die Spule 4 des ersten Verschlussteils 2 erstreckt sich in eine Umfangsrichtung U um die Schließrichtung X an einem Gehäuseabschnitt 215 um den Gehäuseabschnitt 210, während die Spule 5 des zweiten Verschlussteils 3 sich an einem Gehäuseabschnitt 311 um die Aufnahmeöffnung 310 erstreckt. In einer Schließstellung der Verschlussvorrichtung 1, dargestellt in 5B, stehen sich diese Spulen 4, 5 so gegenüber, dass sie auf elektromagnetische Weise (induktiv) miteinander gekoppelt sind und in niederfrequenter Weise (im Hz- oder kHz-Bereich) zu einer Energieübertragung oder in hochfrequenter Weise (im MHz- oder GHz-Bereich) zu einer Datensignalübertragung verwendet werden können. Eine der Spulen 4, 5 kann hierbei mit einem elektrischen Versorgungssystem oder einer Datenquelle verbunden sein, während die andere der Spulen 4, 5 mit einem elektrisch zu versorgenden oder Daten empfangenden Endgerät, beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem. Navigationsgerät zur Verwendung in einem Fahrzeug, verbunden sein kann.
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Das an dem Gehäuse 21 des ersten Verschlussteils 2 angeordnete Sperrstück 22 und das an dem Gehäuse 31 des zweiten Verschlussteils 3 angeordnete Federverriegelungselement 34 dienen zum mechanischen Verriegeln des ersten Verschlussteils 2 mit dem zweiten Verschlussteil 3 in der Schließstellung. Das Sperrstück 22 und das Federverriegelungselement 34 weisen hierzu jeweils einen oder mehrere Rastabschnitte 222 bzw. 340 auf, die zum Verriegeln des ersten Verschlussteils 2 mit dem zweiten Verschlussteil 3 rastend miteinander in Eingriff gebracht werden können und in der Schließstellung eine formschlüssige Verbindung des Sperrstücks 22 mit dem Federverriegelungselement 34 bewirken.
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Das erste Verschlussteil 2 kann in eine Schließrichtung X an das zweite Verschlussteil 3 angesetzt werden, um die Verschlussvorrichtung 1 in ihre Schließstellung zu überführen, wie nachfolgend anhand von 3 bis 6 noch im Einzelnen erläutert werden soll. Das Federverriegelungselement 34 erstreckt sich hierbei entlang einer Umfangsrichtung U um die Schließrichtung X und ist umfänglich durch eine Öffnung 341 abschnittsweise geöffnet. Dies bewirkt, dass das Sperrstück 22 in die Schließrichtung X einerseits in vergleichsweise einfacher Weise ohne großen Kraftaufwand an das Federverrieglungselement 34 angesetzt werden kann, indem das Sperrstück 22 mit seinem Rastabschnitt 222 (der umfänglich um das Sperrstück 22 umläuft) in die Schließrichtung X an den Rastabschnitt 340 des Federverriegelungselements 34 angesetzt wird und hierdurch das Federverriegelungselement 34 quer zur Schließrichtung X aufweitet, so dass der Rastabschnitt 222 des Sperrstücks 22 mit dem Rastabschnitt 340 des Federverriegelungselements 34 rastend in Eingriff gelangt.
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Zum Öffnen wird das Federverriegelungselement 34 in eine Öffnungsrichtung Y, die im Wesentlichen quer zur Schließrichtung X gerichtet ist, relativ zu dem Sperrstück 22 verschoben, so dass das Sperrstück 22 durch die umfängliche Öffnung 341 an dem Federverriegelungselement 34 geführt wird und außer Eingriff mit dem Federverriegelungselement 34 gelangt.
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3A und 3B zeigen die Verschlussvorrichtung 1 vor dem Schließen der Verschlussvorrichtung 1. In diesem Zustand ist das Sperrstück 22 in die Aufnahmekammer 213 des Gehäuses 21 eingefahren und befindet sich somit in einem eingefahrenen Zustand, in dem es nicht von dem Gehäuse 21 nach außen hin vorsteht. An einer Aufnahmeöffnung 214 des Gehäuseabschnitts 210 (siehe 1) ist ein Magnet 212 angeordnet, der magnetisch anziehend einem Magneten 223 des Sperrstücks 22 gegenübersteht (siehe 3B). Aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen den Magneten 212, 223 wird das Sperrstück 22 in der geöffneten Stellung der Verschlussvorrichtung 1 zunächst in seiner eingefahrenen Position gehalten.
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Wird, wie in 4A und 4B dargestellt, das erste Verschlussteil 2 in die Schließrichtung X dem zweiten Verschlussteil 3 angenähert, so wird das Sperrstück 22 aus seiner eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position, wie in 4B dargestellt, überführt. Dies erfolgt in automatischer Weise aufgrund einer magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Magneten 223, der an dem Sperrstück 22 angeordnet ist, und einem Magneten 331, der an dem Halteabschnitt 330 an dem Gehäuse 31 des zweiten Verschlussteils 3 angeordnet ist.
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In der ausgefahrenen Position erstreckt sich das Sperrstück 22 durch eine Öffnung 211 an dem Gehäuse 21 hindurch und steht von dem Gehäuse 21 nach außen hin vor. Das Sperrstück 22 liegt dabei an dem die Aufnahmekammer 213 in Schließrichtung X begrenzenden Randabschnitt der Öffnung 211 an, so dass durch die Umrandung der Öffnung 211 eine Endstellung für die ausgefahrene Stellung definiert ist.
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Die Magnete 223, 331 verwirklichen magnetische Mittel zum Erzeugen einer Anziehungskraft zwischen dem Sperrstück 22 und dem zweiten Verschlussteil 3 und erfüllen zweierlei Funktion. Zum einen bewirken die magnetischen Mittel 223, 331, dass das Sperrstücke 22 beim Ansetzen des ersten Verschlussteils 2 an das zweite Verschlussteil 3 aus seiner eingefahrenen Position (siehe 3B) in seine ausgefahrene Position (siehe 4B) überführt wird. Zum anderen erzeugen die magnetischen Mittel 223, 331 eine magnetische Anziehungskraft, die das Schließen der Verschlussvorrichtung 1 magnetisch unterstützt und das Sperrstück 22 in Eingriff mit dem Federverriegelungselement 34 zieht, so dass die mechanische Verrastung des Sperrstücks 22 mit dem Federverriegelungselement 34 bei geeigneter Dimensionierung der Magnete 223, 331 in weitestgehend selbsttätiger Weise hergestellt werden kann.
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Die magnetischen Mittel in Form der Magnete 223, 331 sind so dimensioniert, dass beim Ansetzen des Sperrstücks 22 an das Federverriegelungselement 34 das Sperrstück 22 nicht in seine eingefahrene Position zurückgestellt wird, sondern der Rastabschnitt 222 des Sperrstücks 22 in Eingriff mit dem Rastabschnitt 340 des Federverriegelungselements 34 gelangen und hierzu das Federverriegelungselement 34 in Richtung eines Aufweitens beiseite drängen kann.
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5A und 5B zeigen die Verschlussvorrichtung 1 in ihrer Schließstellung, in der die Rastabschnitte 222, 340 des Sperrstücks 22 und des Federverriegelungselements 34 rastend miteinander in Eingriff stehen, so dass über den Eingriff des Sperrstücks 22 mit dem Federverriegelungselement 34 das erste Verschlussteil 2 in mechanisch verrasteter Weise an dem zweiten Verschlussteil 3 gehalten ist.
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Zum Öffnen der Verschlussvorrichtung 1 werden das Sperrstück 22 und das Federverriegelungselement 34 entlang der Öffnungsrichtung Y relativ zueinander verschoben, wie dies in 6A und 6B dargestellt ist. Hierzu wird das zweite Verschlussteil 3 zusammen mit dem Federverriegelungselement 34 in die Öffnungsrichtung Y relativ zu dem ersten Verschlussteil 2 mit dem daran angeordneten Sperrstück 22 bewegt, so dass das Sperrstück 22 durch die umfängliche Öffnung 341 an dem Federverriegelungselement 34 tritt und außer Eingriff mit dem Federverriegelungselement 34 gelangt.
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In entriegeltem Zustand, dargestellt in 6A und 6B, ist das erste Verschlussteil 2 nicht mehr an dem zweiten Verschlussteil 3 gehalten, so dass die Verschlussteile 2, 3 voneinander entnommen werden können.
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Durch Entnehmen des ersten Verschlussteils 2 von dem zweiten Verschlussteil 3 werden zudem die Magnete 223, 331 am Sperrstück 22 bzw. am Gehäuse 31 voneinander entfernt, so dass die magnetische Anziehungskraft zwischen diesen Magneten 223, 331 abgeschwächt wird. Ist das erste Verschlussteil 2 hinreichend weit von dem zweiten Verschlussteil 3 entfernt, so übersteigt die magnetische Anziehungskraft der zwischen dem Gehäuse 21 des ersten Verschlussteils 2 und dem Sperrstück 22 wirkenden Magnete 212, 223 die magnetische Anziehungskraft der Magnete 223, 331, so dass aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen den Magneten 212, 223 das Sperrstück 22 hin zu dem Magneten 212 an dem Gehäuseabschnitt 210 des Gehäuse 21 des ersten Verschlussteils 2 gezogen und damit in seine eingefahrene Position überführt wird (siehe 3B).
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In der eingefahrenen Position steht, wie gesagt, das Sperrstück 22 dann nicht oder zumindest nicht störend von dem Gehäuse 21 nach außen hin vor, so dass das Sperrstück 22 bei der Handhabung eines Bauteils, mit dem das erste Verschlussteil 2 verbunden ist, nicht hinderlich ist und zudem den ästhetischen Gesamteindruck dieses Bauteils (z. B. bei Verwendung an einer Handtasche oder dergleichen) nicht beeinträchtigt.
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7 bis 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verschlussvorrichtung 1, das sich im Wesentlichen dadurch von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 6 unterscheidet, dass an einem Gehäuse 21 eines ersten Verschlussteils 2 zwei Sperrstücke 22a, 22b und an einem Gehäuse 31 eines zweiten Verschlussteils 3 zwei Federverriegelungselemente 34a, 34b vorgesehen sind und somit eine zweifache mechanische Verriegelung der Verschlussteile 2, 3 miteinander herstellbar ist. Bauteile gleicher Funktion sollen nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen wie vorangehend versehen werden, soweit dies zweckdienlich erscheint.
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Die Sperrstücke 22a, 22b greifen in einer Schließstellung in Aufnahmeöffnungen 310a, 310b des zweiten Verschlussteils 3 ein und sind mit den Federverriegelungselementen 34a, 34b verrastet, so dass das erste Verschlussteil 2 in der Schließstellung mechanisch mit dem zweiten Verschlussteil 3 verriegelt ist.
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Das erste Verschlussteil 2 und das zweite Verschlussteil 3 weisen jeweils eine elektrische Spule 4, 5 auf, die einerseits beispielsweise mit einem elektrischen Versorgungssystem oder einer Datenquelle oder andererseits mit einem elektrisch zu versorgendem oder Daten empfangendem Endgerät wie einem Mobiltelefon oder einem Navigationsgerät verbunden sein können. Die Spule 4 des ersten Verschlussteils 2 erstreckt sich an einem Gehäuseabschnitt 215 um den Gehäuseabschnitt 210 des Gehäuses 21, während sich die Spule 5 des zweiten Verschlussteils 5 an einem Gehäuseabschnitt 311 des Gehäuses 31 um die Aufnahmeöffnungen 310a, 310b herum erstreckt und somit beide Aufnahmeöffnungen 310a, 310b einfasst. In der Schließstellung, dargestellt in 11B, stehen sich diese Spulen 4, 5 so gegenüber, dass sie elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind und ein Stromfluss in der einen der Spulen 4, 5 eine Spannung in der anderen der Spulen 4, 5 induziert.
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In der Schließstellung erstrecken sich die Gehäuseabschnitte 215, 311 in parallelen Ebenen und liegen flächig aneinander an.
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Das erste Verschlussteil 2 weist zwei Sperrstücke 22a, 22b auf, die an einem Gehäuseabschnitt 210 des Gehäuses 21 jeweils in einer Aufnahmekammer 213a, 213b angeordnet sind. Jedes Sperrstück 22a, 22b weist einen Rastabschnitt 222a, 222b auf und trägt einen Magneten 223a, 223b.
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An Aufnahmeöffnungen 214a, 214b des Gehäuseabschnitts 210 ist jeweils ein Magnet 212a, 212b angeordnet, der die Aufnahmekammer 213a, 213b rückseitig (d. h. zu einer von dem anderen, zweiten Verschlussteil 3 in der Schließstellung abgewandten Seiten hin) verschließt (vergleiche 7).
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Das zweite Verschlussteil 3 weist ein Gehäuse 31 auf, an das ein Gehäuseteil 32 angesetzt ist. An dem Gehäuseteil 32, das fest mit dem Gehäuse 31 verbunden ist, ist ein Verstellelement 33 angeordnet, das einerseits zwei Federverriegelungselemente 34a, 34b an Halteabschnitten 330a, 330b in drehfester Weise trägt und andererseits über Aufnahmeöffnungen 232a, 232b mit Magneten 331a, 331b verbunden ist.
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Das Verstellelement 33 ist entlang der Öffnungsrichtung Y über Formschlusselemente 320 verschiebbar an dem Gehäuseteil 32 gehalten und kann entlang von Längsführungsabschnitten 323 relativ zu dem Gehäuseteil 32 verschoben werden (siehe 8). Endstellungen des Verstellelements 33 werden entlang der Öffnungsrichtung Y einerseits durch einen Anschlagsabschnitt 321 und andererseits durch Anschläge 322, die in Aussparungen 333 an dem Verstellelement 33 einliegen, definiert.
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9A und 9B zeigen die Verschlussvorrichtung 1 in einem Zustand vor dem Schließen. In diesem Zustand sind die Sperrstücke 22a, 22b des ersten Verschlussteils 2 in die Aufnahmekammern 213a, 213b an dem Gehäuseabschnitt 210 eingefahren und stehen nicht oder zumindest nicht störend über das Gehäuse 21 hinaus nach außen hin vor. Wird, analog wie vorangehend für das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 6 beschrieben, das erste Verschlussteil 2 dem zweiten Verschlussteil 3 angenähert, so bewirken magnetische Anziehungskräfte zwischen den Magneten 223a, 223b, 231a, 231b an den Sperrstücken 22a, 22b einerseits und an dem Verstellelement 33 andererseits, dass die Sperrstücke 22a, 22b aus ihrer eingefahrenen Position in eine in 10A und 10B dargestellte ausgefahrene Position überführt werden.
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In der ausgefahrenen Stellung erstrecken sich die Sperrstücke 22a, 22b jeweils durch Öffnung 211a, 211b an dem Gehäuse 211 hindurch und stehen nach außen hin von dem Gehäuse 21 in Richtung des zweiten Verschlussteils 3 vor.
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In dieser ausgefahrenen Position können die Sperrstücke 22a, 22b in die Aufnahmeöffnungen 310a, 310b an dem Gehäuse 31 des zweiten Verschlussteils 3 eingeführt werden, um in rastenden Eingriff mit den Federverriegelungselementen 34a, 34b gebracht zu werden. In verrastetem Zustand, entsprechend der Schließstellung der Verschlussvorrichtung 1 und dargestellt in 11A und 11B, sind die Rastabschnitte 222a, 222b der Sperrstücke 22a, 22b dann mit den Rastabschnitten 340a, 340b der Federverriegelungselemente 34a, 34b in Eingriff, so dass über diesen Eingriff das erste Verschlussteil 2 in rastender, formschlüssiger Weise an dem zweiten Verschlussteil 3 gehalten ist.
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Um die Verschlussvorrichtung 1 zu öffnen, wird das Verstellelement 33 zusammen mit den daran angeordneten Federverriegelungselementen 34a, 34b in die Öffnungsrichtung Y relativ zu den Sperrstücken 22a, 22b bewegt, wie dies in 12A, 12B dargestellt ist. Die Sperrstücke 22a, 22b werden dadurch durch umfängliche Öffnungen 341a, 341b der Federverriegelungselemente 34a, 34b bewegt und gelangen außer Eingriff mit den Federverriegelungselementen 34a, 34b, so dass die Verriegelung zwischen dem ersten Verschlussteil 2 und dem zweiten Verschlussteil 3 aufgehoben ist und die Sperrstücke 22a, 22b aus den Aufnahmeöffnungen 310a, 310b des Gehäuses 31 des zweiten Verschlussteils 3 entnommen werden können, um das erste Verschlussteil 2 von dem zweiten Verschlussteil 3 zu entfernen.
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In dem entriegelten Zustand sind, durch die Bewegung des Verstellelements 33 in die Öffnungsrichtung Y, gleichzeitig die an dem Verstellelement 33 angeordneten Magnete 331a, 331b relativ zu den Magneten 223a, 223b an den Sperrstücken 22a, 22b bewegt worden, so dass die magnetische Anziehungskraft zwischen diesen Magneten 223a, 223b, 331a, 331b abgeschwächt ist und das erste Verschlusselement 2 ohne großen Kraftaufwand von dem zweiten Verschlusselement 3 entnommen werden kann. Die Relativbewegung zwischen den Magneten 223a, 223b, 331a, 331b zum Entriegeln entspricht hierbei einer Scherbewegung, bei der die einander zugewandten Stirnflächen der Magnete 223a, 223b, 331a, 331b tangential zueinander bewegt werden, was mit vergleichweise geringem Kraftaufwand möglich ist.
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Wie in 12B dargestellt, liegt in dem entriegelten Zustand das Verstellelement 33 an dem Anschlagabschnitt 321 des Gehäuseteils 32 an. Dieser Anschlagabschnitt 321 definiert damit eine Endstellung für den entriegelten Zustand, in dem der Eingriff zwischen den Federverriegelungselementen 34a, 34b und den Sperrstücken 22a, 22b aufgehoben ist.
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Analog wie vorangehend für das Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 6 beschrieben, sind die Sperrstücke 22a, 22b auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 bis 12 über magnetische Vorspannmittel in Richtung ihrer eingefahrenen Position gegenüber dem Gehäuse 21 vorgespannt. Die Magnete 223a, 223b an den Sperrstücken 22a, 22b stehen hierzu den Magneten 212a, 212b an dem Gehäuseabschnitt 210 anziehend gegenüber, so dass, wenn das erste Verschlussteil 2 von dem zweiten Verschlussteil 3 entnommen worden ist, die Sperrstücke 22a, 22b aufgrund dieser magnetischen Rückstellkraft in ihre eingefahrene Position gemäß 9B zurückgestellt werden.
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Anstelle von magnetischen Vorspannmitteln in Form des Magneten 212 bei der Ausführungsform gemäß 1 bis 6 bzw. der Magnete 212a, 212b bei der Ausführungsform gemäß 7 bis 12 kann auch eine mechanische Feder 224 zum Einsatz kommen, die zwischen dem Sperrstück 22 bzw. den Sperrstücken 22a, 22b und dem Gehäuseabschnitt 210 wirkt, wie dies schematisch in 12B für das Sperrstück 22b dargestellt ist. Eine solche Feder 224 erzeugt, wenn sie durch das Ausfahren des zugeordneten Eingriffselements 22, 22a, 22b in die ausgefahrene Position gespannt worden ist, eine mechanische Rückstellkraft, die eine Rückstellung des Sperrstücks 22, 22a, 22b in die eingefahrene Position bewirkt, sobald die rückstellende Kraft die magnetische Anziehungskraft der zwischen dem Sperrstück 22 und dem zweitem Verschlussteil 3 bzw. den Sperrstücken 22a, 22b und dem zweiten Verschlussteil 3 wirkenden magnetischen Mittel übersteigt.
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Mit der Verschlussvorrichtung wird eine mechanisch-magnetische Halterung geschaffen, mit der ein elektrisches Endgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon oder ein Navigationsgerät, z. B. an einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs lösbar befestigt werden kann und die gleichzeitig die Möglichkeit für eine elektromagnetische (induktive) Kopplung für eine Energieversorgung oder eine Datensignalübertragung des Endgeräts bereitstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verschlussvorrichtung
- 2
- Verschlussteil
- 21
- Gehäuse
- 210
- Gehäuseabschnitt
- 211, 211a, 211b
- Öffnung
- 212, 212a, 212b
- Magnet
- 213, 213a, 213b
- Aufnahmekammer
- 214, 214a, 214b
- Aufnahmeöffnung
- 215
- Gehäuseabschnitt
- 22, 22a, 22b
- Sperrstück
- 222, 222a, 222b
- Rastabschnitt
- 223, 223a, 223b
- Magnet
- 224
- Feder
- 3
- Verschlussteil
- 31
- Gehäuse
- 310, 310a, 310b
- Aufnahmeöffnung
- 311
- Gehäuseabschnitt
- 32
- Gehäuseteil
- 320
- Formschlusselemente
- 321
- Anschlagabschnitt
- 322
- Anschläge
- 323
- Längsführungsabschnitt
- 33
- Verstellelement
- 330, 330a, 330b
- Halteabschnitt
- 331, 331a, 331b
- Magnet
- 332, 332a, 332b
- Aufnahmeöffnung
- 333
- Aussparungen
- 34, 34a, 34b
- Federverriegelungselement
- 340, 340a, 340b
- Rastabschnitt
- 341, 341a, 341b
- Öffnung
- 35
- Aufnahmeöffnung
- 4, 5
- Elektrische Spule
- B
- Bewegungsrichtung
- U
- Umfangsrichtung
- X
- Schließrichtung
- Y
- Öffnungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/006357 A2 [0004, 0005]
- WO 2009/092368 A2 [0004]
- WO 2010/006594 A2 [0004]
- WO 2008/006354 A2 [0004]
- WO 2008/006356 A2 [0004]
- WO 2009/010049 A2 [0004]
- WO 2009/12796 A2 [0004]
