DE102012212254B3 - Connector for cable-free signal transmission - Google Patents

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Abstract

Ein Verbinder zur leitungsungebundenen Signalübertragung weist eine Permanentmagnetanordnung zur mechanischen Fixierung des Verbinders mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder und eine Signalübertragungsvorrichtung zur leitungsungebundenen Signalübertragung zwischen dem Verbinder und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder auf. Die Permanentmagnetanordnung ist derart an der Berührungsfläche angeordnet, dass bei einem hergestellten mechanischen Kontakt die Verbinder miteinander mechanisch fixiert sind und ferner eine leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen den beiden Verbindern besteht. Ferner weist die Signalübertragungsvorrichtung eine an der Berührungsfläche angeordnete Spule auf. Die Signalübertragungsvorrichtung ist ausgebildet, um bei mechanischer Fixierung Energie zwischen der Spule und einer entsprechenden Spule des zweiten identisch aufgebauten Verbinders zu übertragen. Die Signalübertragungsvorrichtung weist eine Datenübertragungsschnittstelle zur optischen Datenübertragung zwischen den beiden Verbindern auf. Ein Kern der Spule weist eine Öffnung auf. Ein Sendeelement und/oder ein Empfangselement der Datenübertragungsschnittstelle ist oder sind an oder in der Öffnung angeordnet, so dass bei mechanischer Fixierung des Verbinders mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder eine optische Datenübertragungsstrecke entlang der Öffnung und einer entsprechenden Öffnung des zweiten identisch aufgebauten Verbinders verläuft.A connector for non-wired signal transmission has a permanent magnet arrangement for mechanically fixing the connector with a second identically constructed connector and a signal transmission device for non-wired signal transmission between the connector and a second identically constructed connector. The permanent magnet arrangement is arranged on the contact surface in such a way that when mechanical contact is established, the connectors are mechanically fixed to one another and, furthermore, there is a line-free signal transmission path between the two connectors. The signal transmission device also has a coil arranged on the contact surface. The signal transmission device is designed to transmit energy between the coil and a corresponding coil of the second identically constructed connector when it is mechanically fixed. The signal transmission device has a data transmission interface for optical data transmission between the two connectors. A core of the coil has an opening. A transmitting element and / or a receiving element of the data transmission interface is or are arranged on or in the opening so that when the connector is mechanically fixed with a second identically constructed connector, an optical data transmission path runs along the opening and a corresponding opening of the second identically constructed connector.

Description

  • Technisches GebietTechnical area
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Verbinder zur leitungsungebundenen Signalübertragung.Embodiments of the present invention provide a connector for wireline signal transmission.
  • Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
  • Aufgrund von hohen Datenraten sowie der Kombination der Übertragung von elektrischer Energie sowie Daten (wie beispielsweise durch Power over Ethernet, USB, Powerline) steigen die Anforderungen an Kabel und Steckverbinder. Ferner ist es ein Ziel, robuste, langlebige und zuverlässige Steckverbinder zu entwickeln, die sowohl einfach als auch schnell zu handhaben sind.Due to high data rates as well as the combination of the transmission of electrical energy as well as data (such as Power over Ethernet, USB, Powerline), the demands on cables and connectors are increasing. It is also an objective to develop robust, durable and reliable connectors that are both easy and quick to handle.
  • Ferner steigen die Herausforderungen an die Steckverbinderindustrie, da Hochfrequenzsteckverbinder weniger langlebig, robust, zuverlässig und schwerer zu handhaben sind als Niederfrequenzsteckverbinder und außerdem der Trend immer mehr zu miniaturisierten Hochfrequenzsteckverbindern geht.Furthermore, the challenges to the connector industry are increasing as RF connectors are less durable, rugged, reliable, and harder to handle than low frequency connectors, and moreover the trend is towards miniaturized RF connectors.
  • Ferner lassen sich viele heutige Steckverbinder in bestimmten Umgebungen (wie beispielsweise in harschen Umgebungen (erzeugt durch Staub, Wasser, Salzwasser oder beliebige andere Flüssigkeiten) oder in explosiven Umgebungen) nicht oder nur durch erhöhte Aufwendungen einsetzen. Zusätzliche Anforderungen können darin bestehen, eine Kommunikation oder ein Laden in Flüssigkeiten durchzuführen.Furthermore, many of today's connectors can not be used in certain environments (such as in harsh environments (generated by dust, water, salt water or any other liquids) or in explosive environments) or only by increased expenses. Additional requirements may be to perform communication or charging in liquids.
  • Es existieren kabelgebundene Lösungen für Daten und Energieübertragung, wie z. B. USB, Glasfasertechnik, Ethernet, GigE oder Powerline.There are wired solutions for data and energy transfer, such. B. USB, fiber optic technology, Ethernet, GigE or Powerline.
  • Ferner existieren drahtlose Lösungen zur Energie- und Datenübertragung. Für geringe Reichweiten lässt sich bei der Energieübertragung beispielsweise eine induktive Kopplung einsetzen, welche eine Effizienz von mehr als 90% aufweist. Jedoch hat diese induktive Kopplung sehr geringe Reichweiten zur Folge. Solche induktiven Kopplungen werden beispielsweise in elektrischen Zahnbürsten, Akkuschraubern oder Ladematten für Endanwendergeräte eingesetzt.There are also wireless solutions for power and data transmission. For low ranges, for example, an inductive coupling can be used in energy transmission, which has an efficiency of more than 90%. However, this inductive coupling results in very short ranges. Such inductive couplings are used, for example, in electric toothbrushes, cordless screwdrivers or loading mats for end-user devices.
  • Höhere Reichweiten dagegen erfordern Einschnitte bezüglich der übertragenen Energie bzw. der Effizienz (wie beispielsweise bei RFID).Higher ranges, on the other hand, require cuts in transmitted energy or efficiency (such as in RFID).
  • Zur Datenübertragung sind Funktechniken für den allgemeinen Einsatz, insbesondere für niedrige Datenraten (wie beispielsweise ≤ 300 MBit pro Sekunde Bruttodatenrate), verfügbar. Jedoch haben Funktechniken den Nachteil, dass sich alle Nutzer die Bandbreite (Bruttodatenrate) teilen. Die Nettodatenrate ist daher immer viel kleiner als die Bruttodatenrate (in der Regel ca. 10–50%). Beispiele für solche Funktechniken sind WLAN, Bluetooth oder ZigBee.For data transmission, radio techniques are available for general use, especially for low data rates (such as ≤300 Mbits per second gross data rate). However, radio technologies have the disadvantage that all users share the bandwidth (gross data rate). The net data rate is therefore always much smaller than the gross data rate (usually about 10-50%). Examples of such wireless technologies are WLAN, Bluetooth or ZigBee.
  • Neue Funktechniken (wie beispielsweise WiGig oder optische drahtlose Kommunikation) können nur sogenannte Line-of-Sight-Verbindungen herstellen. Für bestimmte Anwendungen sind sie deshalb nicht geeignet.New wireless technologies (such as WiGig or optical wireless communication) can only produce so-called line-of-sight connections. For certain applications, they are therefore not suitable.
  • Die US 7,331,793 B2 zeigt einen magnetischen Verbinder zur Kopplung eines Zubehörteils an ein Host-Gerät.The US 7,331,793 B2 shows a magnetic connector for coupling an accessory to a host device.
  • Die DE 100 21 542 A1 betrifft eine Steckvorrichtung, welche aus einem Stecker und einer Buchse besteht.The DE 100 21 542 A1 relates to a plug-in device which consists of a plug and a socket.
  • Die DE 25 16 011 betrifft eine Magnetkupplung zur lösbaren Verbindung elektrischer Leitungen.The DE 25 16 011 relates to a magnetic coupling for releasably connecting electrical lines.
  • Die JP 11136868 A und die EP 0 823 717 A2 betreffen Verbinder zum Laden elektrischer Fahrzeuge.The JP 11136868 A and the EP 0 823 717 A2 refer to connectors for charging electric vehicles.
  • Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Verbinder zu ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved connector.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Verbinder gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.This object is achieved by a connector according to independent claim 1.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Verbinder zur leitungsungebundenen Signalübertragung. Der Verbinder weist eine Permanentmagnetanordnung zur mechanischen Fixierung des Verbinders mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder auf. Ferner weist der Verbinder eine Signalübertragungsvorrichtung zur leitungsungebundenen Signalübertragung zwischen dem Verbinder und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder auf und eine Berührungsfläche zur Herstellung eines mechanischen Kontakts mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder. Die Permanentmagnetanordnung ist derart an der Berührungsfläche angeordnet, dass bei einem hergestellten mechanischen Kontakt zwischen dem Verbinder und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder der Verbinder und der zweite identisch aufgebaute Verbinder miteinander mechanisch fixiert sind und ferner eine leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen dem Verbinder und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder besteht. Ferner weist die Signalübertragungsvorrichtung eine an der Berührungsfläche angeordnete Spule auf. Die Signalübertragungsvorrichtung ist ausgebildet, um bei mechanischer Fixierung des Verbinders mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder Energie zwischen der Spule und einer entsprechenden Spule des zweiten identisch aufgebauten Verbinders zu übertragen. Die Signalübertragungsvorrichtung weist eine Datenübertragungsschnittstelle zur optischen Datenübertragung zwischen dem Verbinder und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder auf. Ein Kern der Spule weist eine Öffnung auf. Ein Sendeelement und/oder ein Empfangselement der Datenübertragungsschnittstelle ist oder sind an oder in der Öffnung angeordnet, derart, dass bei mechanischer Fixierung des Verbinders mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder eine optische Datenübertragungsstrecke entlang der Öffnung und einer entsprechenden Öffnung des zweiten identisch aufgebauten Verbinders verläuft.Embodiments of the present invention provide a connector for wireline signal transmission. The connector has a permanent magnet assembly for mechanically fixing the connector to a second identically constructed connector. Furthermore, the connector has a signal transmission device for line-free signal transmission between the connector and a second identically constructed connector and a contact surface for making a mechanical contact with the second identically constructed connector. The permanent magnet assembly is disposed on the mating surface such that when the mechanical contact between the connector and a second identically constructed connector is established, the connector and the second identically constructed connector are mechanically fixed together and further a lead-free signal transmission path between the connector and the second identically constructed connector consists. Furthermore, the signal transmission device has a coil arranged on the contact surface. The signal transmission device is formed to transmit energy between the coil and a corresponding coil of the second identically constructed connector when mechanically fixing the connector with a second identically constructed connector. The signal transmission device has a data transmission interface for optical data transmission between the connector and a second identically constructed connector. A core of the coil has an opening. A transmitting element and / or a receiving element of the data transmission interface is or are arranged on or in the opening, such that with mechanical fixation of the connector with a second identically constructed connector, an optical data transmission path runs along the opening and a corresponding opening of the second identically constructed connector.
  • Es ist ein Kerngedanke von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, dass ein verbessertes Konzept für einen Verbinder geschaffen werden kann, wenn der Verbinder derart aufgebaut ist, dass er mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder mechanisch fixiert werden kann und eine leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen diesem Verbinder und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder errichtet werden kann. Durch den komplett gleichen Aufbau von Stecker und Buchse (durch den komplett gleichen Aufbau des Verbinders und des zweiten identisch aufgebauten Verbinders) entfällt das unterschiedliche Handhaben bei Herstellung und Anwendung/Nutzung. Der Verbinder lässt sich daher auch als steckerloser und buchsenloser Verbinder bezeichnen. Es kann daher ein sehr einfaches Handling und „immer kompatible” Kabel- und Geräteverbindungen für den Nutzer umgesetzt werden. Mit dem „immer kompatiblen” Verbinder können sowohl Geräte als auch Kabel ausgerüstet werden. So können beispielsweise Geräte direkt miteinander verbunden werden (ohne zusätzliche Kabel). Ferner können bei der Überwindung größerer Reichweiten Kabel eingesetzt werden (welche an ihren Enden jeweils einen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung haben). Diese Kabel können zusätzlich beliebig aneinandergereiht werden, ohne dabei auf eine bestimmte Anordnungsrichtung der Kabel zu achten, um die zu überbrückende Entfernung zwischen Geräten zu erhöhen. Aufgrund der Permanentmagnetanordnung ist keine zusätzliche mechanische Arretierung (wie beispielsweise eine Rastarretierung, eine Steckarretierung oder eine Klemmarretierung) notwendig.It is a central idea of embodiments of the present invention that an improved concept for a connector can be provided when the connector is constructed so that it can be mechanically fixed with a second identically constructed connector and a line-tied signal transmission path between this connector and the second can be constructed identically constructed connector. Due to the completely same construction of plug and socket (due to the completely same design of the connector and the second identically constructed connector) eliminates the different handling during production and application / use. The connector can therefore also be described as a plugless and socketless connector. Therefore, a very simple handling and "always compatible" cable and device connections for the user can be implemented. The "always compatible" connector can be used to equip both devices and cables. For example, devices can be connected directly to each other (without additional cables). Further, in overcoming larger ranges, cables may be employed (each having a connector at their ends according to an embodiment of the present invention). In addition, these cables can be strung together in any desired manner, without paying attention to a particular arrangement direction of the cables, in order to increase the distance between devices to be bridged. Due to the permanent magnet arrangement no additional mechanical locking (such as a latch, a Steckarretierung or a Klemmarretierung) is necessary.
  • Ferner kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Permanentmagnetanordnung mehrere unterschiedliche Polaritäten aufweisen, die in einer bestimmten Anordnung an der Berührungsfläche angeordnet sind. Durch diese magnetisch polarisierte Fixierung wird ermöglicht, dass zwei miteinander verbundene Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen automatisch direkt ausgerichtet werden. Ein falsches Verbinden ist daher nicht mehr möglich bzw. wird unterbunden.Further, in accordance with some embodiments of the present invention, the permanent magnet assembly may have a plurality of different polarities disposed on the contact surface in a particular arrangement. This magnetically polarized fixation allows two interconnected connectors to be automatically aligned directly according to embodiments. A wrong connection is therefore no longer possible or prevented.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Permanentmagnetanordnung daher einen ersten Magnetpol mit einer ersten magnetischen Polarität aufweisen (beispielsweise einen Nordpol) und einen zweiten Magnetpol mit einer zweiten, zu der ersten magnetischen Polarität entgegengesetzten Polarität (beispielsweise einen Südpol) aufweisen. Der erste Magnetpol und der zweite Magnetpol können dabei symmetrisch zueinander bezüglich einer Symmetrieachse des Verbinders angeordnet sein. Durch das symmetrische Anordnen der zwei unterschiedlichen Magnetpole wird ermöglicht, dass wenn der Verbinder mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder mechanisch fixiert ist, der erste Magnetpol des Verbinders gegenüberliegend einem entsprechenden zweiten Magnetpol des zweiten identisch aufgebauten Verbinders angeordnet ist und der zweite Magnetpol des Verbinders gegenüberliegend einem entsprechenden ersten Magnetpol des zweiten identisch aufgebauten Verbinders angeordnet ist. Ferner wird durch die beschriebene Anordnung des ersten Magnetpols mit der ersten Polarität und des zweiten Magnetpols mit der zweiten Polarität ermöglicht, dass der erste Verbinder und der zweite identisch aufgebaute Verbinder nur in einer bestimmten Position miteinander mechanisch fixiert werden, wodurch ein falsches Verbinden (wie beispielsweise ein Verpolen) des Verbinders mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder vermieden wird.Thus, in some embodiments, the permanent magnet assembly may include a first magnetic pole having a first magnetic polarity (eg, a north pole) and a second magnetic pole having a second polarity opposite to the first magnetic polarity (eg, a south pole). The first magnetic pole and the second magnetic pole can be arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry of the connector. By symmetrically arranging the two different magnetic poles, when the connector with the second identical connector is mechanically fixed, the first magnetic pole of the connector is allowed to face a corresponding second magnetic pole of the second identically constructed connector and the second magnetic pole of the connector is opposite to one corresponding first magnetic pole of the second identically constructed connector is arranged. Further, the described arrangement of the first magnetic pole having the first polarity and the second magnetic pole having the second polarity enables the first connector and the second identically constructed connector to be mechanically fixed to each other only in a certain position, whereby misconnection (such as reverse polarity) of the connector with the second identically constructed connector is avoided.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Signalübertragungsvorrichtung eine bidirektionale Datenübertragungsschnittstelle mit einem Sendeelement und einem Empfangselement aufweisen. Das Sendeelement und das Empfangselement können symmetrisch zueinander bezüglich der oben erwähnten Symmetrieachse des Verbinders angeordnet sein. Beispielsweise kann das Sendeelement eine Sendediode (wie beispielsweise eine LED) sein und das Empfangselement kann eine Empfangsdiode (wie beispielsweise eine Photodiode oder ein Photodetektor) sein. Durch die Anordnung des Sendeelements und des Empfangselements symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse des Verbinders wird ermöglicht, dass in Verbindung mit der oben beschriebenen Anordnung der Magnetpole garantiert ist, dass, wenn der Verbinder mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder mechanisch fixiert ist, eine bidirektionale Übertragungsstrecke zwischen der Datenübertragungsschnittstelle des Verbinders und einer entsprechenden Datenübertragungsschnittstelle des zweiten identisch aufgebauten Verbinders errichtet wird. Mit anderen Worten wird ermöglicht, dass eine Verpolung des Verbinders und des zweiten identisch aufgebauten Verbinders unterbunden wird. Durch die beschriebene magnetisch polarisierte Fixierung werden daher die Verbinder automatisch korrekt ausgerichtet. Ein falsches Verbinden ist nicht mehr möglich.According to further embodiments, the signal transmission device may comprise a bidirectional data transmission interface with a transmitting element and a receiving element. The transmitting element and the receiving element may be arranged symmetrically with respect to each other with respect to the above-mentioned symmetry axis of the connector. For example, the transmitting element may be a transmitting diode (such as an LED) and the receiving element may be a receiving diode (such as a photodiode or a photodetector). The arrangement of the transmitting element and the receiving element symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry of the connector is made possible in connection with the above-described arrangement of the magnetic poles ensures that when the connector with the second identically constructed connector is mechanically fixed, a bidirectional transmission path between the data transmission interface of the connector and a corresponding data transmission interface of the second identically constructed connector is established. In other words, it is possible to prevent reverse polarity of the connector and the second identically constructed connector. By the described magnetically polarized fixation, therefore, the connectors are automatically aligned correctly. A wrong connection is no longer possible.
  • Ferner ist gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Signalübertragungsvorrichtung nicht nur zur Übertragung von Daten, sondern auch (oder nur) zur Übertragung von Energie ausgebildet. So weist die Signalübertragungsvorrichtung die Spule auf, welche (innen) an der Berührungsfläche angeordnet ist. So wird ermöglicht, dass Energie zwischen der Spule des Verbinders und einer entsprechenden Spule des zweiten identisch aufgebauten Verbinders übertragen wird. Mit anderen Worten kombinieren Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Vorteile von sehr hohen Datenraten (beispielsweise mit einer optischen Datenübertragung) mit den Vorteilen einer drahtlosen Energieübertragung (für kurze Reichweiten). Aufgrund dessen, dass die Signalübertragungsvorrichtung ausgebildet ist, um eine leitungsungebundene Signalübertragung (beispielsweise sowohl Datenübertragung als auch Energieübertragung) durchzuführen, wird ein Verbinder ermöglicht, der komplett versiegelt ist und somit vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung lassen sich daher auch in harschen Umgebungen einsetzen. Mit andere Worten kann ein Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ohne freiliegende (elektrische) Kontakte auskommen, da die Signalübertragung leitungsungebunden erfolgt.Further, according to embodiments of the present invention, the signal transmission device is designed not only for transmitting data but also (or only) for transmitting energy. Thus, the signal transmission device has the coil which is arranged (inside) on the contact surface. This allows energy to be transferred between the coil of the connector and a corresponding coil of the second identically constructed connector. In other words, connectors according to embodiments of the present invention combine the advantages of very high data rates (for example, with optical data transmission) with the advantages of wireless power transmission (for short ranges). Due to the fact that the signal transmission device is designed to carry out a cable-free signal transmission (for example, both data transmission and energy transmission), a connector is provided which is completely sealed and thus protected against environmental influences. Therefore, connectors according to embodiments of the present invention can also be used in harsh environments. In other words, a connector according to an embodiment of the present invention can do without exposed (electrical) contacts because the signal transmission is off-line.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kombinieren daher die Vorteile von sehr hohen Datenraten und sehr effizienten Übertragungsprotokollen der Datenkabel mit den Vorteilen der drahtlosen Energie- und Datenübertragung in Richtung steckerloser und robuster Geräte. Es werden daher Vorteile von kabelgebundener und kabelloser Energie- und Datenübertragung zusammengeführt. Ferner wird eine Hochgeschwindigkeitskommunikation mit robusten, langlebigen, zuverlässigen und einfach zu handhabenden Verbinderkonzepten verknüpft.Embodiments of the present invention therefore combine the advantages of very high data rates and very efficient transmission protocols of the data cables with the advantages of wireless power and data transmission towards plug-less and robust devices. Therefore, advantages of wired and wireless energy and data transmission are brought together. Furthermore, high-speed communication is linked with robust, durable, reliable and easy-to-use connector concepts.
  • Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 eine allgemeine Darstellung eines Verbinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a general view of a connector according to an embodiment of the present invention;
  • 2 einen Verbinder sowie einen zweiten identisch aufgebauten Verbinder, die ausgebildet sind, um eine induktive Energieübertragung und eine optische Datenübertragung durchzuführen; 2 a connector and a second identically constructed connector configured to perform inductive power transmission and optical data transmission;
  • 3 einen Verbinder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zur Anbindung an einen Lichtwellenleiter; 3 a connector according to another embodiment for connection to an optical waveguide;
  • 4 einen Verbinder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem optischen Konzentrator; 4 a connector according to another embodiment with an optical concentrator;
  • 5a eine mögliche Anbindung eines Lichtwellenleiters an den optischen Konzentrators des in 4 gezeigten Verbinders; 5a a possible connection of an optical waveguide to the optical concentrator of in 4 shown connector;
  • 5b eine mögliche Anbindung eines Lichtwellenleiters an einen optischen Sendeempfänger des in 3 gezeigten Verbinders; 5b a possible connection of an optical waveguide to an optical transceiver of the in 3 shown connector;
  • 6a bis 6e verschiedene mögliche Anordnungen von Magnetpolen einer Permanentmagnetanordnung bei Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und 6a to 6e various possible arrangements of magnetic poles of a permanent magnet arrangement in connectors according to embodiments of the present invention; and
  • 7a bis 7d Anwendungsmöglichkeiten von Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. 7a to 7d Uses of connectors according to embodiments of the present invention.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden ErfindungverschiedeneDetailed Description of Embodiments of the Present Invention Various
  • Bevor im Folgenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass dieselben Elemente oder Elemente gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen versehen sind und dass auf eine wiederholte Beschreibung von Elementen, die mit denselben Bezugszeichen versehen sind, verzichtet wird.Before describing embodiments of the present invention in detail below, it is to be understood that the same elements or elements having the same function are denoted by the same reference numerals, and the repeated description of elements having the same reference numerals is omitted.
  • 1 zeigt einen Verbinder 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie einen zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100'. Im Folgenden wird der Verbinder 100 detailliert beschrieben, wobei die folgende Beschreibung natürlich auch auf den zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' zutrifft. 1 shows a connector 100 according to an embodiment of the present invention and a second identically constructed connector 100 ' , The following is the connector 100 of course, the following description also applies to the second identically constructed connector 100 ' true.
  • Der Verbinder 100 ist ausgebildet, um eine leitungsungebundenen Signalübertragung (wie beispielsweise mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100') durchzuführen. Der Verbinder 100 weist eine Permanentmagnetanordnung 101, eine Signalübertragungsvorrichtung 103 und eine Berührungsfläche 105 auf. Dementsprechend weist der zweite identisch aufgebaute Verbinder 100' eine entsprechende Permanentmagnetanordnung 101', eine entsprechende Signalübertragungsvorrichtung 103' und auch eine entsprechende Berührungsfläche 105' auf. Die Permanentmagnetanordnung 101 ist ausgebildet, um den Verbinder 100 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' mechanisch zu fixieren. Eine solche mechanische Fixierung lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass bei einer Verbindung des Verbinders 100 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' ein Magnetpol einer ersten magnetischen Polarität (beispielsweise ein Nordpol) gegenüber einem Magnetpol einer zweiten magnetischen Polarität (beispielsweise ein Südpol) der Permanentmagnetanordnung 101' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' angeordnet ist. Mit anderen Worten basiert die mechanische Fixierung des Verbinders 100 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' auf magnetischen Anziehungskräften zwischen dem Verbinder 100 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100'.The connector 100 is designed to be a line-bound signal transmission (such as with the second identically constructed connector 100 ' ). The connector 100 has a permanent magnet arrangement 101 a signal transmission device 103 and a touchpad 105 on. Accordingly, the second identically constructed connector 100 ' a corresponding permanent magnet arrangement 101 ' , a corresponding signal transmission device 103 ' and also a corresponding interface 105 ' on. The permanent magnet arrangement 101 is designed to be the connector 100 with the second identically constructed connector 100 ' mechanically too fix. Such a mechanical fixation can be achieved, for example, by connecting the connector 100 with the second identically constructed connector 100 ' a magnetic pole of a first magnetic polarity (for example, a north pole) opposite a magnetic pole of a second magnetic polarity (for example, a south pole) of the permanent magnet arrangement 101 ' of the second identically constructed connector 100 ' is arranged. In other words, the mechanical fixation of the connector is based 100 with the second identically constructed connector 100 ' on magnetic attractions between the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' ,
  • Die Signalübertragungsvorrichtung 103 ist ausgebildet, um eine leitungsungebundene Signalübertragung zwischen dem Verbinder 100 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' durchzuführen. Beispielsweise kann die Signalübertragungsvorrichtung 103 ausgebildet sein, um Daten zu der entsprechenden Signalübertragungsvorrichtung 103' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' zu übertragen bzw. von dieser zu empfangen. Leitungsungebunden bedeutet in der vorliegenden Anmeldung, dass kein direkter elektrischer Kontakt zwischen den beiden Signalübertragungsvorrichtungen 103, 103' benötigt wird, um Signale zwischen diesen beiden Signalübertragungsvorrichtungen 103, 103' zu übertragen.The signal transmission device 103 is configured to conduct a cable-free signal transmission between the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' perform. For example, the signal transmission device 103 be configured to transmit data to the corresponding signal transmission device 103 ' of the second identically constructed connector 100 ' to transmit or receive from this. Line unbound in the present application means that there is no direct electrical contact between the two signal transmission devices 103 . 103 ' is needed to send signals between these two signal transmission devices 103 . 103 ' transferred to.
  • Ferner ist die Berührungsfläche 105 ausgebildet, um einen mechanischen Kontakt mit (der entsprechenden Berührungsfläche 105') des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' herzustellen. Mit anderen Worten ist die Berührungsfläche 105 derart ausgestaltet, dass sie mit einer identisch ausgestalteten Berührungsfläche 105' in Kontakt gebracht werden kann. Beispielsweise kann die Berührungsfläche 105 eine ebene Fläche sein, an welcher kein Nut- oder Federbereich angeordnet bzw. vorgesehen ist.Further, the touch area 105 designed to be in mechanical contact with (the corresponding contact surface 105 ' ) of the second identically constructed connector 100 ' manufacture. In other words, the interface is 105 configured such that it with an identically designed contact surface 105 ' can be brought into contact. For example, the touchpad 105 be a flat surface on which no groove or spring area is arranged or provided.
  • Die Permanentmagnetanordnung 101 ist derart (von innen) an der Berührungsfläche 105 angeordnet, dass bei einem hergestellten mechanischen Kontakt zwischen dem Verbinder 100 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' (beispielsweise wenn sich die Berührungsfläche 105 und die entsprechende Berührungsfläche 105' berühren) der Verbinder 100 und der zweite identisch aufgebaute Verbinder 100' mechanisch fixiert sind (wie oben beschrieben basierend auf magnetischen Anziehungskräften) und ferner eine leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen dem Verbinder 100 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' besteht.The permanent magnet arrangement 101 is like this (from the inside) at the interface 105 arranged that at a manufactured mechanical contact between the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' (For example, if the touchpad 105 and the corresponding interface 105 ' touch) the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' are mechanically fixed (as described above based on magnetic attractive forces) and also a line-unbound signal transmission path between the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' consists.
  • Mit anderen Worten ist der Verbinder 100 derart ausgebildet, dass, wenn der Verbinder 100 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' in Kontakt gebracht wird und ferner mittels der Permanentmagnetanordnung 101 mechanisch fixiert wird, gleichzeitig auch die leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen dem Verbinder 100 (zwischen der Signalübertragungsvorrichtung 103 des Verbinders 100) und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' (der entsprechenden Signalübertragungsvorrichtung 103' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100') errichtet wird.In other words, the connector 100 formed such that when the connector 100 with the second identically constructed connector 100 ' is brought into contact and further by means of the permanent magnet arrangement 101 is mechanically fixed, at the same time also the line-unbound signal transmission path between the connector 100 (between the signal transmission device 103 of the connector 100 ) and the second identically constructed connector 100 ' (the corresponding signal transmission device 103 ' of the second identically constructed connector 100 ' ) is built.
  • Entlang dieser errichteten, leitungsungebundenen Signalübertragungsstrecke können Signale zwischen dem Verbinder 100 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' übertragen werden. Da die Signalübertragungsstrecke leitungsungebunden ist, wird kein direkter elektrischer Kontakt zwischen dem Verbinder 100 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 100' benötigt, sodass freiliegende Kontakt bei dem Verbinder 100 vermieden werden können.Along this established wireline signal transmission path, signals may be transmitted between the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' be transmitted. Since the signal transmission path is off-line, no direct electrical contact between the connector 100 and the second identically constructed connector 100 ' needed so that exposed contact with the connector 100 can be avoided.
  • Der in 1 gezeigte Verbinder 100 kann beispielsweise am Ende eines Kabels angeordnet werden, er kann aber auch direkt in einem Gerät integriert werden. So lässt es sich beispielsweise ermöglichen, dass der Verbinder, welcher im Gerät angeordnet ist, identisch zu dem Verbinder des Kabels ist, wodurch sich einerseits erreichen lässt, dass keine Verpolung mehr möglich ist, andererseits auch erreichen lässt, dass Geräte direkt miteinander verbunden werden können (beispielsweise ohne ein zusätzliches Kabel).The in 1 shown connector 100 can be placed at the end of a cable, for example, but it can also be integrated directly into a device. Thus, for example, it can be made possible that the connector which is arranged in the device is identical to the connector of the cable, which on the one hand can achieve that polarity reversal is no longer possible, but on the other hand also makes it possible to connect devices directly to one another (for example, without an additional cable).
  • Die Permanentmagnetanordnung 101 und die Signalübertragungsvorrichtung 103 sind in einem Gehäuse 107 des Verbinders 100 angeordnet. Dieses Gehäuse 107 kann beispielsweise ein Gehäuse des Geräts, in dem sich der Verbinder 100 befindet, sein, kann aber auch ein Gehäuse nur des Verbinders 100 sein (wenn dieser beispielsweise mit einem Kabel verbunden ist). Eine Außenseite des Gehäuses 107 kann im Bereich der Berührungsfläche 105 mit einer entsprechenden Außenseite eines entsprechenden Gehäuses des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' in Kontakt gebracht zu werden. Die Permanentmagnetanordnung 101 und die Signalübertragungsvorrichtung 103 können daher an einer Innenseite des Gehäuses 107 an der Berührungsfläche 105 angeordnet sein. Magnetische Feldlinien der Permanentmagnetanordnung 101 verlassen daher durch die Berührungsfläche 105 den Verbinder 100, um auf die entsprechende Permanentmagnetanordnung 101' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' zu treffen. Ferner verlassen Signalübertragungsstrahlen oder Signalübertragungswellen der Signalübertragungsvorrichtung 103 den Verbinder 100 durch die Berührungsfläche 105, um von der entsprechenden Signalübertragungsvorrichtung 103' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' empfangen zu werden. Bei einer induktiven Signalübertragung zwischen der Signalübertragungsvorrichtung 103 und der entsprechenden Signalübertragungsvorrichtung 103' können beispielsweise magnetische Feldlinien durch die Berührungsfläche 105 fließen.The permanent magnet arrangement 101 and the signal transmission device 103 are in a housing 107 of the connector 100 arranged. This case 107 For example, a housing of the device in which the connector 100 can be, but can also be a housing only of the connector 100 be (if it is connected, for example, with a cable). An outside of the housing 107 can be in the area of the touchpad 105 with a corresponding outer side of a corresponding housing of the second identically constructed connector 100 ' to be contacted. The permanent magnet arrangement 101 and the signal transmission device 103 can therefore be on an inside of the case 107 at the contact surface 105 be arranged. Magnetic field lines of the permanent magnet arrangement 101 therefore leave through the contact surface 105 the connector 100 to the corresponding permanent magnet arrangement 101 ' of the second identically constructed connector 100 ' hold true. Further, signal transmission beams or signal transmission waves leave the signal transmission apparatus 103 the connector 100 through the contact surface 105 order from the corresponding Signal transmission device 103 ' of the second identically constructed connector 100 ' to be received. In an inductive signal transmission between the signal transmission device 103 and the corresponding signal transmission device 103 ' For example, magnetic field lines through the interface 105 flow.
  • Ferner weist der Verbinder 100 die folgenden zusätzlichen Merkmale auf.Furthermore, the connector has 100 the following additional features.
  • Die Signalübertragungsvorrichtung 103 ist ausgebildet, um sowohl eine Datenübertragung als auch eine Energieübertragung durchzuführen. Die Datenübertragung kann dabei beispielsweise optisch erfolgen und die Energieübertragung kann beispielsweise induktiv erfolgen. Dazu weist die Signalübertragungsvorrichtung 103 einen Energieübertragungsanschluss 109 und einen Datenübertragungsanschluss 111 auf. Obwohl in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Energieübertragungsanschluss 109 und der Datenübertragungsanschluss 111 getrennt sind, so können diese auch in einem gemeinsamen Anschluss kombiniert werden, beispielsweise wenn über ein und dieselbe Leitung sowohl Daten als auch Energie zu dem Verbinder 100 zugeführt werden.The signal transmission device 103 is designed to perform both data transmission and power transmission. The data transmission can be carried out optically, for example, and the energy transmission can take place, for example, inductively. For this purpose, the signal transmission device 103 a power transmission connection 109 and a communication port 111 on. Although in the in 1 shown embodiment of the power transmission connection 109 and the data transfer port 111 are disconnected, they may also be combined in a common port, for example, when one and the same wire carries both data and power to the connector 100 be supplied.
  • Der Energieübertragungsanschluss 109 ist ausgebildet, um mit einer Energieübertragungsleitung 113 verbunden zu werden. Eine solche Energieübertragungsleitung kann beispielsweise ein elektrisch leitfähiger Leiter 113 sein. Ferner ist der Datenübertragungsanschluss 111 ausgebildet, um mit einer Datenübertragungsleitung 115 verbunden zu werden. Eine solche Datenübertragungsleitung kann beispielsweise ein Lichtwellenleiter 115 sein, kann aber auch ein weiterer elektrisch leitfähiger Leiter 115 sein.The power transmission connection 109 is designed to work with a power transmission line 113 to be connected. Such an energy transmission line can be, for example, an electrically conductive conductor 113 be. Further, the communication port is 111 trained to communicate with a data transmission line 115 to be connected. Such a data transmission line, for example, an optical waveguide 115 but can also be another electrically conductive conductor 115 be.
  • Die Signalübertragungsvorrichtung 103 kann ausgebildet sein, um sowohl die mittels der Energieübertragungsleitung 113 empfangene Energie als auch die mittels der Datenübertragungsleitung 115 empfangenen Daten aufzubereiten, um diese dann an die entsprechende Signalübertragungsvorrichtung 103' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 100' zu übertragen. Verschiedene mögliche Ausgestaltungen zur Daten- und/oder Energieaufbereitung sowie Daten- und/oder Energieübertragung werden im Folgenden noch anhand der weiteren Figuren dargestellt.The signal transmission device 103 may be formed to both by means of the power transmission line 113 received energy as well as the means of the data transmission line 115 to receive received data, then to the corresponding signal transmission device 103 ' of the second identically constructed connector 100 ' transferred to. Various possible configurations for data and / or energy conditioning as well as data and / or energy transmission are shown below with reference to the further figures.
  • 2 zeigt dazu einen Verbinder 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und einen mit diesem Verbinder 200 mechanischen fixierten zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200'. Der in 2 gezeigte Verbinder 200 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Verbinder 100 dadurch, dass eine mögliche Implementierung für die Signalübertragungsvorrichtung 103 gezeigt ist, welche auf einer induktiven Energieübertragung und einer optischen Datenübertragung basiert. 2 shows a connector 200 according to another embodiment of the present invention and one with this connector 200 mechanical fixed second identically constructed connector 200 ' , The in 2 shown connector 200 is different from the one in 1 shown connector 100 in that a possible implementation for the signal transmission device 103 which is based on inductive power transmission and optical data transmission.
  • Die Signalübertragungsvorrichtung 103 weist eine Spule 221 auf. Die Spule 221 kann ferner einen Ferritkern 222 aufweisen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen wird dieser Ferritkern nicht zwingend benötigt. Der Ferritkern 222 kann als Material einen Weichferrit wie beispielsweise Nickel, Zink oder Manganverbindungen aufweisen. Ferner kann der Ferritkern 222 eine Öffnung oder Bohrung 240 aufweisen. Der Ferritkern 222 kann daher auch als Ferritschicht 222 ausgeführt werden. Die Dicke dieser Ferritschicht 222 kann dann sogar je nach Anwendung und zu übertragender Energie variieren.The signal transmission device 103 has a coil 221 on. The sink 221 can also have a ferrite core 222 exhibit. According to further embodiments, this ferrite core is not necessarily required. The ferrite core 222 may have as a material a soft ferrite such as nickel, zinc or manganese compounds. Furthermore, the ferrite core 222 an opening or hole 240 exhibit. The ferrite core 222 can therefore also be used as ferrite layer 222 be executed. The thickness of this ferrite layer 222 may even vary depending on the application and the energy to be transmitted.
  • Außen um die Spule 221 befindet sich die Permanentmagnetanordnung 101. Die Permanentmagnetanordnung 101 kann verschiedene Ausformungen zur gerichteten Fixierung am Gerät oder an dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' aufweisen. Dazu kann die Permanentmagnetanordnung 101 beispielsweise eine verschiedene Polung der Magneten der Permanentmagnetanordnung 101 aufweisen. Ferner kann die Permanentmagnetanordnung auch als ein kreisförmiger Ring ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Permanentmagnetanordnung 101 eine oder mehrere Stabmagnete aufweisen, die aufgrund ihrer Polung verschieden ausgerichtet sein können. Verschiedene Ausgestaltungen für die Permanentmagnetanordnung 101 werden auch im Folgenden noch anhand der 6a bis 6e gezeigt.Outside the coil 221 is the permanent magnet arrangement 101 , The permanent magnet arrangement 101 can have different formations for directional fixation on the device or the second identically constructed connector 200 ' exhibit. For this purpose, the permanent magnet arrangement 101 For example, a different polarity of the magnets of the permanent magnet assembly 101 exhibit. Further, the permanent magnet assembly may also be formed as a circular ring. For example, the permanent magnet arrangement 101 have one or more bar magnets that can be aligned differently due to their polarity. Various configurations for the permanent magnet arrangement 101 will also be described below on the basis of 6a to 6e shown.
  • Die in 2 gezeigte Spule 221 dient zur Energieübertragung zwischen dem Verbinder 200 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200'. Optional können ferner auch Daten, wie beispielsweise Kontrolldaten, mittels der Spule 221 übertragen werden.In the 2 shown coil 221 serves to transfer energy between the connector 200 and the second identically constructed connector 200 ' , Optionally, further data, such as control data, by means of the coil 221 be transmitted.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann eine Wand der Öffnung oder Spulenbohrung 240 mit einer Beschichtung 228 versehen sein. So kann diese Beschichtung 228 beispielsweise eine Oberflächenbeschichtung sein, welche ein für sichtbares oder infrarotes Licht geeignetes reflektives Material aufweist. Mögliche Materialien für diese Oberflächenbeschichtung 228 sind beispielsweise Metalle (wie Aluminium, Silber oder Gold) oder auch Polymere. Zusammenfassend kann der Ferritkern 222 die Spulenbohrung 240 aufweisen und kann innen mit der Oberflächenbeschichtung 228 versehen sein, welche ein für sichtbares oder infrarotes Licht geeignetes reflektives Material aufweist.According to some embodiments, a wall of the opening or coil bore 240 with a coating 228 be provided. So can this coating 228 For example, be a surface coating which has a reflective material suitable for visible or infrared light. Possible materials for this surface coating 228 are for example metals (such as aluminum, silver or gold) or polymers. In summary, the ferrite core 222 the coil bore 240 and can be inside with the surface coating 228 be provided, which has a suitable for visible or infrared light reflective material.
  • Im Folgenden sollen Details der Energiegewinnung bzw. Energieübertragung zwischen den in 2 gezeigten stecker- und buchsenlosen Verbindern 200, 200' näher beschrieben werden.The following are details of energy production and energy transfer between the in 2 shown plug and socketless connectors 200 . 200 ' be described in more detail.
  • Die Energieübertragung erfolgt bei denen in 2 gezeigten Verbindern 200, 200' nach dem Prinzip der induktiven Kopplung. An die Spule 221 ist dabei ein Schwingkreis angeschlossen. Die Spule 221 bzw. der Schwingkreis kann ferner mit einer Steuerung 223 der Signalübertragungsvorrichtung 103 verbunden sein, welche zwischen die Spule 221 und den Energieübertragungsanschluss 109 geschaltet ist. Die Steuerung 223 kann beispielsweise einen Spannungskonverter aufweisen. Dieser Spannungskonverter kann beispielsweise für die Versorgung der Elektronik (und damit beispielsweise für die Versorgung der Elektronik in dem Verbinder 200) dienen.The energy transfer takes place in those in 2 shown connectors 200 . 200 ' according to the principle of inductive coupling. To the coil 221 If a resonant circuit is connected. The sink 221 or the resonant circuit may further with a controller 223 the signal transmission device 103 be connected, which between the coil 221 and the power transmission connection 109 is switched. The control 223 may for example have a voltage converter. This voltage converter, for example, for the supply of electronics (and thus for example for the supply of electronics in the connector 200 ) serve.
  • Da die Energie in dem elektrisch leitfähigen Leiter 113 über ein Gleichsignal (DC-Signal) oder ein Wechselsignal (AC-Signal) übertragen werden kann, kann für die DC-Übertragung ein AC/DC- bzw. ein DC/AC-Konverter in der Steuerung 223 vorgesehen sein. Für die AC-Übertragung in dem elektrisch leitfähigen Leiter 113 kann ein AC/AC-Konverter in der Steuerung 223 vorgesehen sein.Because the energy in the electrically conductive conductor 113 can be transmitted via a DC signal or an AC signal), for the DC transmission, an AC / DC or a DC / AC converter in the controller 223 be provided. For the AC transmission in the electrically conductive conductor 113 can be an AC / AC converter in the controller 223 be provided.
  • Die Ausspeisung der Energie kann dann an den zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' bei DC-Übertragung über einen entsprechenden DC/AC-Konverter in der entsprechenden Steuerung 223' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200' und dessen entsprechendem Spulensystem bzw. dessen entsprechender Spule 221' erfolgen. Bei AC-Übertragung kann die Ausspeisung über einen entsprechenden AC/AC-Konverter in der Steuerung 223' und die Spule 221' erfolgen. Optional kann der AC/AC-Konverter in der Steuerung 223 auch entfallen und die Spule 221 kann direkt mit dem elektrisch leitfähigen Leiter 113 verbunden sein.The outfeed of energy can then be to the second identically constructed connector 200 ' for DC transmission via a corresponding DC / AC converter in the corresponding controller 223 ' of the second identically constructed connector 200 ' and its corresponding coil system or its corresponding coil 221 ' respectively. For AC transmission, the outfeed can be via a corresponding AC / AC converter in the controller 223 ' and the coil 221 ' respectively. Optionally, the AC / AC converter in the controller 223 also omitted and the coil 221 can work directly with the electrically conductive conductor 113 be connected.
  • Aufgrund dessen, dass Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, um mit identisch aufgebauten Verbindern verbunden zu werden, kann die Funktion der Signalübertragung (also beispielsweise Energieübertragung und Datenübertragung) bidirektional ausgestaltet sein, sodass die Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sowohl ausgebildet sind, um Signale zu empfangen, als auch Signale auszusenden.Due to the fact that connectors according to embodiments of the present invention are configured to be connected to identically constructed connectors, the function of signal transmission (eg power transmission and data transmission) may be bi-directional such that the connectors are both constructed in accordance with embodiments of the present invention. to receive signals as well as send signals.
  • Daher ist auch bei dem Verbinder 200 die Anordnung/Funktion für die Energieübertragung bidirektional. Das heißt, es kann Energie an beiden Seiten eingekoppelt werden (also sowohl an dem Verbinder 200 als auch an dem identisch aufgebauten Verbinder 200') und zur jeweils anderen Seite (zu dem jeweils anderen Verbinder 200, 200') übertragen werden.Therefore, even with the connector 200 the arrangement / function for the energy transfer bidirectional. This means that energy can be coupled in on both sides (ie both on the connector 200 as well as on the identically constructed connector 200 ' ) and to the other side (to the other connector 200 . 200 ' ) be transmitted.
  • Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann dabei über die Steuerung 223 (und die entsprechende Steuerung 223') sichergestellt werden, dass nur auf einer Seite (nur von einem der beiden Verbinder 200, 200') zur gleichen Zeit Energie eingekoppelt wird.According to exemplary embodiments of the present invention, it is possible via the controller 223 (and the appropriate controller 223 ' ) ensure that only on one side (only from one of the two connectors 200 . 200 ' ) Energy is coupled in at the same time.
  • Dies kann beispielsweise über ein in die Steuerung 223 integriertes Steuermodul kontrolliert werden. Beispielsweise kann die Steuerung 223 mit der entsprechenden Steuerung 223' miteinander sowie mit externen Verbindern eines angeschlossenen Kabels oder Geräts kommunizieren, um die Richtung des Energieflusses (von dem Verbinder 200 zu dem identisch aufgebauten Verbinder 200' oder umgekehrt) zu bestimmen.This can be done, for example, via a controller 223 integrated control module are controlled. For example, the controller 223 with the appropriate control 223 ' communicate with each other and with external connectors of a connected cable or device to determine the direction of the flow of energy (from the connector 200 to the identically constructed connector 200 ' or vice versa).
  • Mit anderen Worten können die Steuermodule in den Steuerungen 223, 223' an den beiden Kabelenden miteinander sowie mit den externen Verbindern eines angeschlossenen Kabels oder Geräts kommunizieren.In other words, the control modules in the controllers 223 . 223 ' communicate with each other at both ends of the cable and with the external connectors of a connected cable or device.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Richtungsentscheidung des Energieflusses auch mittels der Steuerung 223 über eine automatische Lastdetektion oder Potentialdetektion durchgeführt werden. Eine zusätzliche Kommunikation zwischen den Kabelenden (zwischen dem Verbinder 200 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200') bzw. zwischen externen Verbindern weiterer Kabel oder Geräte kann dadurch vermieden werden.According to further embodiments, the directional decision of the energy flow may also be by means of the controller 223 be carried out via an automatic load detection or potential detection. An additional communication between the cable ends (between the connector 200 and the second identically constructed connector 200 ' ) or between external connectors of other cables or devices can be avoided.
  • Zusammenfassend weist daher die Signalübertragungsvorrichtung 103 die an der Berührungsfläche 105 innen angeordnete Spule 221 auf. Die Signalübertragungsvorrichtung 103 ist ausgebildet, um bei mechanischer Fixierung des Verbinders 200 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' Energie zwischen der Spule 221 und der entsprechenden Spule 221' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200' zu übertragen. Eine Richtung der Energieübertragung (von dem Verbinder 200 zu dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' oder umgekehrt) kann dabei mittels der Steuerung 223 eingestellt werden. Die Steuerung 223 ist daher ausgebildet, um selektiv zwischen einem ersten Modus und einem zweiten Modus umzuschalten. In dem ersten Modus empfängt die Spule 221 Energie von der entsprechenden Spule 221' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200' und in dem zweiten Modus überträgt die Spule 221 Energie auf die entsprechende Spule 221' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200'. Mit anderen Worten ist bei einer Kopplung des Verbinders 200 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' immer eine der beiden Steuerungen 223, 223' in dem ersten Modus, während die andere in dem zweiten Modus ist.In summary, therefore, the signal transmission device 103 those at the touchpad 105 inside arranged coil 221 on. The signal transmission device 103 is designed to mechanically fix the connector 200 with the second identically constructed connector 200 ' Energy between the coil 221 and the corresponding coil 221 ' of the second identically constructed connector 200 ' transferred to. A direction of energy transfer (from the connector 200 to the second identically constructed connector 200 ' or vice versa) can by means of the controller 223 be set. The control 223 is therefore configured to selectively switch between a first mode and a second mode. In the first mode, the coil receives 221 Energy from the corresponding coil 221 ' of the second identically constructed connector 200 ' and in the second mode, the coil transmits 221 Energy to the appropriate coil 221 ' of the second identically constructed connector 200 ' , In other words, in a coupling of the connector 200 with the second identically constructed connector 200 ' always one of the two controllers 223 . 223 ' in the first mode while the other is in the second mode.
  • Ferner ist die Steuerung 223 zwischen die Spule 221 und den Energieübertragungsanschluss 109 geschaltet. Die Signalübertragungsvorrichtung 103 ist ausgebildet, um in dem ersten Modus an dem Energieübertragungsanschluss 109 ein Energiesignal (beispielsweise einen Strom und/oder eine Spannung) bereitzustellen, welches auf der von der entsprechenden Spule 221' zur Spule 221 übertragenen Energie basiert. Ferner ist die Signalübertragungsvorrichtung 103 in dem zweiten Modus ausgebildet, um basierend auf einem weiteren an dem Energieübertragungsanschluss 109 empfangenen Energiesignal (beispielsweise eine weitere Spannung und/oder ein weiterer Strom) Energie von der Spule 221 auf die entsprechende Spule 221' zu übertragen. Die Steuerung 223 kann, wie oben beschrieben, ausgebildet sein, um in Abhängigkeit von einer Last oder einem Potential an dem Energieübertragungsanschluss 109 zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten. Further, the controller 223 between the coil 221 and the power transmission connection 109 connected. The signal transmission device 103 is configured to be in the first mode at the power transmission terminal 109 to provide an energy signal (for example, a current and / or a voltage) that is on that of the corresponding coil 221 ' to the coil 221 transmitted energy based. Furthermore, the signal transmission device 103 in the second mode to be based on another at the power transmission terminal 109 received energy signal (for example, another voltage and / or another stream) energy from the coil 221 on the appropriate coil 221 ' transferred to. The control 223 may, as described above, be designed to be a function of a load or a potential at the energy transmission connection 109 switch between the first mode and the second mode.
  • So kann die Steuerung 223 beispielsweise in den zweiten Modus schalten, wenn das Potential an dem Energieübertragungsanschluss 109 ein Versorgungspotential ist, und in den ersten Modus schalten, wenn das Potential an dem Energieübertragungsanschluss 109 ein Massepotential ist.So can the controller 223 For example, switch to the second mode when the potential at the power transmission connection 109 is a supply potential, and switch to the first mode when the potential at the power transmission terminal 109 is a ground potential.
  • Ferner kann die Steuerung 223 auch ausgebildet sein, um in Abhängigkeit von einem empfangenen Steuersignal zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten. Die Umschaltung in Abhängigkeit von dem empfangenen Steuersignal kann dabei zusätzlich zu der Potential- oder Lastdetektion an dem Energieübertragungsanschluss 109 erfolgen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Steuerung 223 aber auch ausgebildet sein, um nur in Abhängigkeit von dem Steuersignal zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten, unabhängig von der Last oder dem Potential an dem Energieübertragungsanschluss 109.Furthermore, the controller 223 also be configured to switch between the first mode and the second mode in response to a received control signal. The switching in dependence on the received control signal can in addition to the potential or load detection at the power transmission connection 109 respectively. According to further embodiments, the controller 223 but also be configured to switch only in response to the control signal between the first mode and the second mode, regardless of the load or the potential at the power transmission terminal 109 ,
  • Das Steuersignal kann dabei beispielsweise an dem Energieübertragungsanschluss 109 empfangen werden, aber auch an dem Datenübertragungsanschluss 111 empfangen werden. Ferner kann das Steuersignal allerdings auch von der entsprechenden Signalübertragungsvorrichtung 103' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200' auf die Signalübertragungsvorrichtung 103 des Verbinders 200 übertragen worden sein.The control signal can, for example, at the power transmission connection 109 but also at the data transfer port 111 be received. However, the control signal may also be provided by the corresponding signal transmission device 103 ' of the second identically constructed connector 200 ' to the signal transmission device 103 of the connector 200 have been transferred.
  • Mit anderen Worten kann der Verbinder 200 auch ausgebildet sein, um dieses Steuersignal von einem fest mit dem Verbinder 200 verbundenen weiteren Verbinder oder Gerät zu empfangen und/oder das Steuersignal von dem weiteren identisch aufgebauten Verbinder 200' zu empfangen.In other words, the connector 200 also be designed to receive this control signal from a fixed to the connector 200 connected further connector or device to receive and / or the control signal from the further identically constructed connector 200 ' to recieve.
  • Eine Frequenz für die steckerlose Energieeinkopplung und/oder Auskopplung mittels der Spule 221 kann vom KHz-Bereich bis in den MHz-Bereich gewählt werden und ist abhängig von der gewünschten Anwendung.A frequency for the plug-less energy coupling and / or decoupling by means of the coil 221 can be selected from the KHz range up to the MHz range and depends on the desired application.
  • Nachdem im Obigen die Energieübertragungsvorrichtung des Verbinders 200 detailliert beschrieben wurde, wird im Folgenden die Datenübertragungsvorrichtung des Verbinders 200 detailliert beschrieben.After in the above the power transmission device of the connector 200 will be described in detail below, the data transmission device of the connector 200 described in detail.
  • Wie bereits erwähnt, ist die Signalübertragungsvorrichtung 103 ausgebildet, um eine optische Datenübertragung durchzuführen.As already mentioned, the signal transmission device 103 designed to perform an optical data transmission.
  • Die Signalübertragungsvorrichtung 103 weist daher eine optische Datenübertragungsschnittstelle auf. Diese optische Datenübertragungsschnittstelle weist einen optischen Sendeempfänger 225 sowie eine Verarbeitungseinheit 226 auf.The signal transmission device 103 therefore has an optical communication interface. This optical communication interface has an optical transceiver 225 and a processing unit 226 on.
  • Der Sendeempfänger 225 weist sowohl eine Sendeeinheit 225a als auch eine Empfangseinheit 225b auf. Die Sendeeinheit 225a weist eine Sendediode (wie beispielsweise eine LED oder eine Laserdiode) auf. Die Empfangseinheit 225b weist einen Photodetektor auf (wie beispielsweise eine Photodiode). Der Photodetektor der Empfangseinheit 225b kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen mit zusätzlichen Filtern versehen sein. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Sendeempfänger 225 in der Spulenöffnung oder Spulenbohrung 240 angeordnet, sodass optische Strahlen, welche von der Sendeeinheit 225a ausgehen oder von der Empfangseinheit 225b empfangen werden, sich entlang der Spulenöffnung 240 ausbreiten.The transceiver 225 has both a transmitting unit 225a as well as a receiving unit 225b on. The transmitting unit 225a has a transmitting diode (such as an LED or a laser diode). The receiving unit 225b has a photodetector (such as a photodiode). The photodetector of the receiving unit 225b may be provided according to further embodiments with additional filters. As in 2 is shown is the transceiver 225 in the coil opening or coil hole 240 arranged so that optical rays emitted by the transmitting unit 225a go out or from the receiving unit 225b are received, along the coil opening 240 spread.
  • Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Verbinders 200 ist die Signalverarbeitungseinrichtung 226 ausgebildet, um eine opto-elektrische Signalformung durchzuführen, d. h. die mittels der Empfangseinheit 225b optisch empfangenen Daten werden von der Signalverarbeitungseinrichtung 226 aufbereitet und in Form von Spannung und/oder Strom an dem Datenübertragungsanschluss 111 bereitgestellt. Ferner werden elektrisch empfangene Daten (beispielsweise in Form von Spannung und/oder Strom) an dem Datenübertragungsanschluss 111 von der Signalverarbeitungseinrichtung 226 aufbereitet und dem optischen Sendeempfänger 225 zur optischen Datenübertragung bereitgestellt und mittels von der Sendeeinheit 225a abgegebener optischer Strahlung an den zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' übermittelt.At the in 2 shown embodiment of the connector 200 is the signal processing device 226 configured to perform an opto-electrical signal shaping, ie the means of the receiving unit 225b optically received data are from the signal processing device 226 conditioned and in the form of voltage and / or current at the data transfer port 111 provided. Further, electrically received data (for example, in the form of voltage and / or current) is received at the data transfer terminal 111 from the signal processing device 226 processed and the optical transceiver 225 provided for optical data transmission and by means of the transmitting unit 225a emitted optical radiation to the second identically constructed connector 200 ' transmitted.
  • Mit anderen Worten werden die Daten, die von dem Verbinder 200 optisch übertragen werden oder von dem Verbinder 200 optisch empfangen werden, über geschirmte oder ungeschirmte elektrische Leitungen (die Datenübertragungsleitung 115) übertragen. Bei dem in 2 gezeigten Verbinder ist daher auch die Datenübertragungsleitung 115 ein elektrisch leitfähiger Leiter 115.In other words, the data provided by the connector 200 be transmitted optically or from the connector 200 be received optically, over shielded or unshielded electrical Lines (the data transmission line 115 ) transfer. At the in 2 The connector shown is therefore also the data transmission line 115 an electrically conductive conductor 115 ,
  • Der elektrisch leitfähige Leiter 115, welcher mit dem Datenübertragungsanschluss 111 verbunden ist oder verbunden werden kann, weist daher leitfähige Materialien (wie beispielsweise Metall) auf. So kann der elektrisch leitfähige Leiter 115 beispielsweise Kupfer, Alu oder auch eine Silberbeschichtung aufweisen.The electrically conductive conductor 115 which is connected to the data transmission connection 111 is connected or can be connected, therefore, has conductive materials (such as metal). So can the electrically conductive conductor 115 For example, copper, aluminum or have a silver coating.
  • Zusammenfassend sind die Sendeeinheit 225a und die Empfangseinheit 225b der optischen Datenübertragungsschnittstelle so an oder in der Öffnung 240 angeordnet, dass bei der mechanischen Fixierung des Verbinders 200 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder 200' eine optische Datenübertragungsstrecke zwischen der Sendeeinheit 225a und einer entsprechenden Empfangseinheit 225b' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200' besteht und sodass ferner eine weitere optische Datenübertragungsstrecke zwischen einer entsprechenden Sendeeinheit 225a' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200' und der Empfangseinheit 225b des Verbinders 200 besteht. Die optische Datenübertragungsstrecke und die zweite optische Datenübertragungsstrecke verlaufen dabei in der Öffnung 240 des Verbinders 200 und in einer entsprechenden Öffnung 240' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders 200'. Die Sendeeinheit 225a und die Empfangseinheit 225b können daher derart angeordnet sein, dass, wenn der Verbinder 200 mit einem weiteren identisch aufgebauten Verbinder (wie beispielsweise dem Verbinder 200') mechanisch fixiert ist, die Sendeeinheit 225a gegenüberliegend der Empfangseinheit 225b des entsprechend aufgebauten Verbinders 200' angeordnet ist und die Empfangseinheit 225b gegenüberliegend der entsprechenden Sendeeinheit 225a' des identisch aufgebauten Verbinders 200' angeordnet ist. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass die Sendeeinheit 225a und die Empfangseinheit 225b symmetrisch zueinander bezüglich einer Symmetrieachse des Verbinders 200 angeordnet sind.In summary, the transmitting unit 225a and the receiving unit 225b the optical communication interface so on or in the opening 240 arranged that at the mechanical fixation of the connector 200 with the second identically constructed connector 200 ' an optical data transmission path between the transmitting unit 225a and a corresponding receiving unit 225b ' of the second identically constructed connector 200 ' and thus further comprises a further optical data transmission path between a corresponding transmission unit 225a ' of the second identically constructed connector 200 ' and the receiving unit 225b of the connector 200 consists. The optical data transmission path and the second optical data transmission path extend in the opening 240 of the connector 200 and in a corresponding opening 240 ' of the second identically constructed connector 200 ' , The transmitting unit 225a and the receiving unit 225b can therefore be arranged such that when the connector 200 with another identically constructed connector (such as the connector 200 ' ) is mechanically fixed, the transmitting unit 225a opposite the receiving unit 225b the correspondingly constructed connector 200 ' is arranged and the receiving unit 225b opposite the corresponding transmitting unit 225a ' of the identically constructed connector 200 ' is arranged. This can be achieved, for example, by the fact that the transmitting unit 225a and the receiving unit 225b symmetrical to each other with respect to an axis of symmetry of the connector 200 are arranged.
  • Eine weitere mögliche Ausgestaltung der optischen Datenübertragungsschnittstelle der Signalübertragungsvorrichtung 103 ist anhand eines Verbinders 300 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in 3 gezeigt. Die optische Datenübertragungsschnittstelle der Signalübertragungsvorrichtung 103 des in 3 gezeigten Verbinders 300 unterscheidet sich von der optischen Datenübertragungsschnittstelle 103 des Verbinders 200 dadurch, dass die in 3 gezeigte optische Datenübertragungsschnittstelle ausgebildet ist, um eine opto-optische Signalformung durchzuführen. Mit anderen Worten werden von der optischen Datenübertragungsschnittstelle Daten optisch empfangen und optisch weitergeleitet und zwar sowohl zu einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder als auch zu einem mit dem Verbinder 300 verbundenen Lichtwellenleiter 115. Mit anderen Worten ist bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die Datenübertragungsleitung 115 ein Lichtwellenleiter 115, welcher ausgebildet ist, Signale (beispielsweise Datensignale) optisch zu übertragen.Another possible embodiment of the optical data transmission interface of the signal transmission device 103 is by a connector 300 according to another embodiment of the present invention in 3 shown. The optical communication interface of the signal transmission device 103 of in 3 shown connector 300 differs from the optical communication interface 103 of the connector 200 in that the in 3 shown optical data transmission interface is designed to perform an opto-optical signal shaping. In other words, data is optically received and optically relayed by the optical communication interface to both a second identically constructed connector and one to the connector 300 connected optical waveguide 115 , In other words, in the case of 3 embodiment shown, the data transmission line 115 an optical fiber 115 which is designed to transmit signals (for example data signals) optically.
  • Der Lichtwellenleiter 115 kann zusammen mit dem elektrisch leitfähigen Leiter 113 in einem gemeinsamen Kabel integriert werden, wobei sich der Verbinder 300 an einem Ende des Kabels befindet. Zur Ankopplung des Lichtwellenleiters 115 an den Verbinder 300 bietet sich dabei eine passive Anbindung an oder eine aktive Anbindung. 3 zeigt eine solche aktive Anbindung des Lichtwellenleiters 115 an die Signalübertragungsvorrichtung 103.The optical fiber 115 can work together with the electrically conductive conductor 113 be integrated in a common cable, wherein the connector 300 located at one end of the cable. For coupling the optical waveguide 115 to the connector 300 offers a passive connection to or an active connection. 3 shows such an active connection of the optical waveguide 115 to the signal transmission device 103 ,
  • Die bidirektionale Datenübertragungsschnittstelle der Signalübertragungsvorrichtung 103 weist daher zusätzlich zu dem Sendeempfänger 225, dessen Sendeeinheit 225a und dessen Empfangseinheit 225b in Richtung der Berührungsfläche 105 gerichtet sind, einen weiteren Sendeempfänger 331 auf, dessen Sendeeinheit 33la und dessen Empfangseinheit 331b in Richtung des Datenübertragungsanschlusses 111 gerichtet sind, an den der Lichtwellenleiter 115 angeschlossen ist oder anschließbar ist.The bidirectional data transmission interface of the signal transmission device 103 Therefore, in addition to the transceiver 225 , whose transmitting unit 225a and its receiving unit 225b in the direction of the contact surface 105 directed, another transceiver 331 on, whose transmitting unit 33La and its receiving unit 331b in the direction of the data transfer connection 111 are directed to the optical fiber 115 is connected or connectable.
  • Ferner weist die bidirektionale Datenübertragungsschnittstelle der Signalübertragungsvorrichtung 103 eine Signalverarbeitungseinheit 334 auf, welche zwischen den optischen Sendeempfänger 225 und den weiteren optischen Sendeempfänger 331 geschaltet ist. Die Signalverarbeitungseinrichtung 334 ist ausgebildet, um von der Empfangseinheit 225b empfangene Signale aufzubereiten und diese der Sendeeinheit 331a zur Weiterleitung bereitzustellen. Ferner ist die Signalverarbeitungseinrichtung 334 ausgebildet, um von der Empfangseinheit 331b empfangene Signale aufzubereiten und der Sendeeinheit 225a zur Weiterleitung bereitzustellen. Die Signalverarbeitungseinrichtung 334 kann beispielsweise ausgebildet sein, um die von den optischen Sendeempfängern 225, 331 empfangenen Signale auf elektrischer Ebene zu tunen, zu modellieren, zu demodellieren und zu verstärken. Ferner kann die Signalverarbeitungseinrichtung 334 ausgebildet sein, um eine Fehlererkennung, Fehlerbehebung sowie eine Verbindungs- und Flusskontrolle durchzuführen.Furthermore, the bidirectional data transmission interface of the signal transmission device 103 a signal processing unit 334 on which between the optical transceiver 225 and the other optical transceiver 331 is switched. The signal processing device 334 is designed to be received by the receiving unit 225b to process received signals and those of the transmitting unit 331a to provide for forwarding. Furthermore, the signal processing device 334 trained to receive from the receiving unit 331b to process received signals and the transmitting unit 225a to provide for forwarding. The signal processing device 334 For example, it may be designed to be that of the optical transceivers 225 . 331 to tune, model, demodulate and amplify received signals at the electrical level. Furthermore, the signal processing device 334 be configured to perform an error detection, troubleshooting and a connection and flow control.
  • Der Lichtwellenleiter 115 kann mindestens zwei Fasern aufweisen (beispielsweise eine erste Faser 132 für eine von dem Verbinder 300 aus gesehene Senderichtung und eine zweite Faser 133 für eine von dem Verbinder 300 aus gesehene Empfangsrichtung). Die erste Faser 132 ist daher typischerweise mit der Sendeeinheit 331a des weiteren optischen Sendeempfängers 331 gekoppelt und die zweite Faser 133 ist mit der Empfangseinheit 331b des weiteren optischen Sendeempfängers 331 gekoppelt.The optical fiber 115 may comprise at least two fibers (for example, a first fiber 132 for one of the connector 300 from seen transmission direction and a second fiber 133 for one of the connector 300 seen receiving direction). The first fiber 132 is therefore typically with the transmitting unit 331a further optical transceiver 331 coupled and the second fiber 133 is with the receiving unit 331b the further optical transceiver 331 coupled.
  • Zusammenfassend ist die Signalübertragungsvorrichtung 103 ausgebildet, um Datensignale optisch zu empfangen (sowohl von einem mit dem Verbinder 300 mechanisch fixierten weiteren Verbinder als auch von dem Lichtwellenleiter 115), diese empfangenen Signale in elektrische Signale zu überführen und aufzubereiten und nach der Aufbereitung als optische Signale (beispielsweise an den weiteren mit dem Verbinder 300 mechanisch fixierten Verbinder oder an den Lichtwellenleiter 115) weiterzuleiten.In summary, the signal transmission device 103 configured to optically receive data signals (both from one to the connector 300 mechanically fixed another connector as well as the optical fiber 115 ), to convert these received signals into electrical signals and to process and after the processing as optical signals (for example to the other with the connector 300 mechanically fixed connector or to the optical fiber 115 ) forward.
  • Mit anderen Worten führt die Signalübertragungsvorrichtung 103 eine opto-elektrisch-optische Signalformung durch.In other words, the signal transmission device performs 103 an opto-electrical-optical signal shaping by.
  • Wie bereits beschrieben, gibt es gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sowohl die Möglichkeit einer aktiven Lichtwellenleiterankopplung als auch einer passiven Lichtwellenleiterankopplung. Nachdem im Obigen eine beispielhafte Implementierung für eine aktive Lichtwellenleiterankopplung beschrieben wurde, wird im Folgenden noch ein Beispiel für eine passive Lichtwellenleiterankopplung anhand eines Verbinders 400 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel beschrieben.As already described, according to embodiments of the present invention, there is both the possibility of an active optical fiber coupling and a passive optical fiber coupling. Having described an exemplary implementation for an active optical waveguide coupling in the above, an example of a passive optical waveguide coupling using a connector will be described below 400 described according to another embodiment.
  • Die Signalverarbeitungseinrichtung 103 des in 4 gezeigten Verbinders 400 unterscheidet sich daher von der Signalverarbeitungseinrichtung 103 des in 3 gezeigten Verbinders 300 dadurch, dass keine zusätzlichen aktiven Elemente (wie beispielsweise die Sendeempfänger 225, 331 und die Signalverarbeitungseinrichtung 334) in dem Verbinder 400 vorgesehen sind. Der Verbinder 400 weist einen optischen Konzentrator 450 auf. Dieser optische Konzentrator 450 weist einen parabolisch geformten Reflektor 452, einen Spiegel 451 und ein Loch oder eine Öffnung 453 oder allgemein eine Schnittstelle 453 zur Ein- und Auskopplung auf. Der Spiegel 451 ist dabei im Brennpunkt des parabolisch geformten Reflektors 452 angeordnet. Die Nutzung des in 4 gezeigten optischen Konzentrators 450 ermöglicht den Aufbau einer optischen Signalübertragungsstrecke zwischen dem Verbinder 400 und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder, der mit dem Verbinder 400 mechanisch fixiert ist, ohne dass der Verbinder 400 und der zweite identisch aufgebaute Verbinder in einer bestimmten Ausrichtung zueinander angeordnet sind, da durch die Öffnung 240 in der Spule 221 kommende optische Strahlen von dem parabolisch geformten Reflektor 452 auf den Spiegel 451 im Brennpunkt des parabolisch geformten Reflektors 452 geleitet werden und dann automatisch auf das Loch 453 zur Einkopplung und Auskopplung weitergeleitet werden. Mit anderen Worten wird keine direkt gegenüberliegende Platzierung eines Sendeelements des Verbinders 400 und eines Empfangselements eines zweiten identisch aufgebauten Verbinders benötigt, da unabhängig von der Platzierung des Sendeelements und des entsprechenden Empfangselements zueinander bei mechanischer Fixierung des Verbinders 400 und des zweiten identisch aufgebauten Verbinders immer eine (bidirektionale) optische Signalübertragungsstecke gebildet wird.The signal processing device 103 of in 4 shown connector 400 therefore differs from the signal processing device 103 of in 3 shown connector 300 in that no additional active elements (such as the transceivers 225 . 331 and the signal processing device 334 ) in the connector 400 are provided. The connector 400 has an optical concentrator 450 on. This optical concentrator 450 has a parabolic shaped reflector 452 , a mirror 451 and a hole or an opening 453 or generally an interface 453 for coupling and decoupling. The mirror 451 is at the focal point of the parabolic reflector 452 arranged. The use of in 4 shown optical concentrator 450 allows the construction of an optical signal transmission path between the connector 400 and a second identically constructed connector connected to the connector 400 mechanically fixed without the connector 400 and the second identically constructed connector are arranged in a certain orientation relative to each other through the opening 240 in the coil 221 coming optical rays from the parabolic reflector 452 on the mirror 451 at the focal point of the parabolic reflector 452 be routed and then automatically on the hole 453 be forwarded for coupling and decoupling. In other words, there will be no directly opposite placement of a transmitting element of the connector 400 and a receiving element of a second identically constructed connector required because regardless of the placement of the transmitting element and the corresponding receiving element to each other with mechanical fixation of the connector 400 and the second identically constructed connector, a (bidirectional) optical signal transmission patch is always formed.
  • Bei dem in 4 gezeigten Verbinder 400 ist an das Loch 453 zur Ein- und Auskopplung direkt der Lichtwellenleiter 115 angeschlossen. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist es aber auch möglich, eine Kombination aus einem Gitterkoppler, einem sogenannten Taper (Kegel) und einem weiteren Lichtwellenleiter zwischen den Lichtwellenleiter 115 und das Loch 453 zur Ein- und Auskopplung zu schalten, wie es beispielsweise anhand von 5a gezeigt ist.At the in 4 shown connector 400 is at the hole 453 for coupling and decoupling directly the optical fibers 115 connected. According to further embodiments, it is also possible, a combination of a grating coupler, a so-called taper (cone) and another optical fiber between the optical waveguide 115 and the hole 453 to switch for coupling and decoupling, as for example with reference to 5a is shown.
  • Ferner lässt sich der in 4 gezeigte optische Konzentrator auch bei denen in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen einsetzen. So kann beispielsweise die Sendeeinheit 225a und die Empfangseinheit 225b des Sendeempfängers 225 direkt an das Loch 453 zur Ein- und Auskopplung angeschlossen werden, womit eine Ausrichtung von Sende- und Empfangseinheit zwei miteinander gekoppelter Verbinder nicht mehr benötigt wird.Furthermore, the in 4 shown optical concentrator also in those in the 2 and 3 use shown embodiments. For example, the transmitting unit 225a and the receiving unit 225b the transceiver 225 directly to the hole 453 be connected for coupling and decoupling, whereby an alignment of the transmitting and receiving unit two interconnected connector is no longer needed.
  • Die in 4 gezeigte Anordnung mit dem optischen Konzentrator 450 funktioniert bidirektional.In the 4 shown arrangement with the optical concentrator 450 works bidirectionally.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der parabolisch geformte Reflektor 452 einen Licht reflektierenden parabolischen Oberflächenbereich aufweisen, in welchem zusätzlich durch Beschichtung dieses Oberflächenbereichs optische Filter integriert sind, um so einen Bandpassfilter umzusetzen und Störstrahlung zu minimieren.According to further embodiments, the parabolic reflector 452 have a light-reflecting parabolic surface area, in which in addition by coating this surface area optical filters are integrated so as to implement a band-pass filter and to minimize spurious radiation.
  • Der Konzentrator 450 kann beispielsweise auch ein sogenannter CPC (CPC – compound parabolic concentrator, parabolischer Verbundkonzentrator) oder ein DTIRC sein (DTIRC – dielectric total internal reflection concentrator, dielektrischer Totalreflexionskonzentrator).The concentrator 450 For example, it may also be a CPC (compound parabolic concentrator) or a DTIRC (DTIRC - dielectric total internal reflection concentrator).
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Ein- und Auskopplung zwischen dem Lichtwellenleiter 115 und dem drahtlosen optischen Kanal zwischen dem Verbinder 400 und einem weiteren identisch aufgebauten Verbinder auch über andere Optiken erfolgen. Dies können beispielsweise sphärische Linsen oder auch Gitterkoppler sein. Mit anderen Worten kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung der optische Konzentrator 450 durch andere optische Elemente, wie beispielsweise sphärische Linsen oder Gitterkoppler ersetzt werden.According to further embodiments, the coupling and decoupling between the optical waveguide 115 and the wireless optical channel between the connector 400 and another identically constructed connector via other optics. These may be, for example, spherical lenses or also grating couplers. In other words, according to some embodiments of the present invention, the optical concentrator 450 be replaced by other optical elements such as spherical lenses or grating couplers.
  • Die Gitterkoppler können beispielsweise über Taper mit dem Lichtwellenleiter 115 verbunden werden (dadurch wird eine optische Flächenanpassung des Gitters zu den Lichtwellenleiterfasern 132, 133 ermöglicht). Alternativ kann das Ende des Tapers auch mit einem zweiten Gitterkoppler verbunden sein. Dieser wird dann mit der Lichtwellenleiterfaser verbunden. Dadurch lässt sich eine günstige optische Flächenanpassung des optischen Übertragungsmediums erreichen, da Lichtwellenleiterfasern meistens einen viel kleineren Querschnitt haben als die vorgeschalteten Optiken. So wird ermöglicht, dass die Optiken möglichst groß gewählt werden, um die Sensitivität des Systems auf der Empfängerseite zu verbessern. Zusätzlich können Gitterkoppler auch als Filterstruktur eingesetzt werden und Störstrahlungen können so unterdrückt werden. Der Konzentrator 450 oder allgemein die Ein- und Auskoppeleinheit 450 kann in der Durchgangsöffnung 240, also beispielsweise in der Ferritkernbohrung 240, an der Frontseite (an der Berührungsfläche 105 innen) des steckerlosen Verbinders 400 angeordnet sein. The grating couplers can, for example, via taper with the optical waveguide 115 be connected (this is an optical surface adaptation of the grating to the optical fibers 132 . 133 enabled). Alternatively, the end of the taper may also be connected to a second grating coupler. This is then connected to the optical fiber. This makes it possible to achieve a favorable optical surface adaptation of the optical transmission medium, since optical fiber fibers usually have a much smaller cross-section than the upstream optics. This allows the optics to be as large as possible to improve the sensitivity of the system on the receiver side. In addition, grating couplers can also be used as a filter structure and interference radiation can thus be suppressed. The concentrator 450 or generally the coupling and decoupling unit 450 can in the passage opening 240 So for example in the ferrite core hole 240 , at the front (at the contact surface 105 inside) of the plugless connector 400 be arranged.
  • 5a zeigt die oben beschriebene Kopplung zwischen dem Lichtwellenleiter 115 und dem optischen Konzentrator 450 mittels eines Gitterkopplers 561, eines Tapers 562 und eines weiteren Lichtwellenleiters 563. So kann gemäß weiteren Ausführungsbeispielen bei dem in 4 gezeigten Verbinder 400 der Lichtwellenleiter 563 an das Loch 453 zur Ein- und Auskopplung des optischen Konzentrators 450 angeschlossen sein. An ein anderes Ende des weiteren Lichtwellenleiters 563 ist der Taper 562 angeschlossen. An den Taper 562 wiederum schließt sich der optische Gitterkoppler 561 an, welcher dann mit dem Lichtwellenleiter 115 (bzw. mit dessen beiden Fasern 132, 133) verbunden ist. Mit anderen Worten kann ein Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen optischen Kanal aufweisen, welcher eine Reihenschaltung aus einem Gitterkoppler 561, einem Taper 562 und einem zusätzlichen Lichtwellenleiter 563 aufweist, die zwischen den Datenübertragungsanschluss 111 und das Loch 453 zur Einkopplung und Auskopplung des optischen Konzentrators 450 geschaltet sind. 5a shows the coupling between the optical waveguide described above 115 and the optical concentrator 450 by means of a grating coupler 561 , a tapers 562 and another optical fiber 563 , Thus, according to further embodiments in the in 4 shown connector 400 the optical fiber 563 to the hole 453 for coupling and decoupling the optical concentrator 450 be connected. To another end of the other fiber optic cable 563 is the taper 562 connected. To the taper 562 in turn, the optical grating coupler closes 561 on, which then with the optical waveguide 115 (or with its two fibers 132 . 133 ) connected is. In other words, a connector according to an embodiment of the present invention may include an optical channel which is a series combination of a grating coupler 561 , a taper 562 and an additional optical fiber 563 that is between the data transfer port 111 and the hole 453 for coupling and decoupling of the optical concentrator 450 are switched.
  • Wie bereits beschrieben, kann der optische Konzentrator 450 auch durch andere Optiken ausgetauscht werden, sodass gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch eine andere Optik (beispielsweise eine Linse) angeordnet sein kann. Alternativ können anstatt des optischen Konzentrators 450 auch ein weiterer Taper und ein weiterer Gitterkoppler an dem Ende des weiteren Lichtwellenleiters 563 angeordnet sein. So wird eine günstige Anpassung des Lichtwellenleiters 115 an den optischen Übertragungskanal des Verbinders 400, sogar ohne die Nutzung des optischen Konzentrators 450, ermöglicht.As already described, the optical concentrator 450 be replaced by other optics, so that according to further embodiments, a different optics (for example, a lens) may be arranged. Alternatively, instead of the optical concentrator 450 also another taper and a further grating coupler at the end of the further optical waveguide 563 be arranged. This is a favorable adaptation of the optical waveguide 115 to the optical transmission channel of the connector 400 even without the use of the optical concentrator 450 , allows.
  • 5b zeigt eine weitere Möglichkeit zur Ankopplung des weiteren Sendeempfängers 331 des in 3 gezeigten Verbinders 300 an den Lichtwellenleiter 115. Der in 5b gezeigte Signalpfad, welcher zwischen den Datenübertragungsanschluss 111 des Verbinders 300 und den weiteren optischen Sendeempfänger 331 geschaltet werden kann, weist einen Gitterkoppler 561, einen dahinter geschalteten Taper 562, einen hinter den Taper 562 geschalteten weiteren Lichtwellenleiter 563 und eine hinter den weiteren Lichtwellenleiter 563 geschaltete optische Weiche 571 auf. Ohne den in 5b gezeigten optischen Sendeempfänger 331 lässt sich das in 5b gezeigte Konzept auch für die passive Lichtwellenleiteranbindung nutzen (beispielsweise ohne den optischen Konzentrator 450). 5b shows a further possibility for coupling the further transceiver 331 of in 3 shown connector 300 to the optical fiber 115 , The in 5b shown signal path, which between the data transmission connection 111 of the connector 300 and the other optical transceiver 331 can be switched, has a grating coupler 561 , a taper behind it 562 , one behind the taper 562 switched another optical fiber 563 and one behind the other optical fiber 563 Switched optical switch 571 on. Without the in 5b shown optical transceiver 331 can that be in 5b used concept for passive fiber optic connection (for example, without the optical concentrator 450 ).
  • Obwohl bei den in den 24 beschriebenen Ausführungsbeispielen die Verbinder jeweils ausgebildet waren, um sowohl Daten als auch Energie zu übertragen, so können natürlich weitere Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein, um nur Daten oder nur Energie zu übertragen. Die stecker- und buchsenlosen Verbinder sind dann entsprechend in der Funktionalität abzurüsten. Alternativ können nicht verwendete oder nicht benutzte Komponenten natürlich auch funktionell abgeschaltet werden.Although in the in the 2 - 4 As has been described, for example, where the connectors were each designed to transmit both data and power, other connectors according to embodiments of the present invention may be configured to transmit only data or only power. The plug-in and socket-free connectors must then be appropriately upgraded in terms of functionality. Alternatively, unused or unused components can of course also be switched off functionally.
  • Nachdem im Obigen die Signalübertragungsvorrichtung 103 und deren mögliche Ausgestaltungen beschrieben wurden, wird im Folgenden detaillierter auf den magnetischen Verbindungsmechanismus der stecker- und buchsenlosen Verbinder eingegangen.After in the above, the signal transmission device 103 and their possible embodiments have been described, will be discussed in more detail below on the magnetic connection mechanism of the male and female connectors.
  • Wie bereits beschrieben wurde, weisen die stecker- und buchsenlosen Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung einen magnetischen Verbindungsmechanismus (welcher auf der Permanentmagnetanordnung 101 basiert) auf.As already described, the male and female connectors according to embodiments of the present invention have a magnetic connection mechanism (which is mounted on the permanent magnet assembly 101 based on.
  • Eine mechanische Fixierung zweier Verbinder wird über eine magnetische Fixierung realisiert. Ferner können die Verbinder magnetisch gleich aufgebaut sein. Daher gibt es keine Unterscheidung mehr zwischen „Stecker und Buchse” und es wird ein steckerloser und buchsenloser Verbinder ermöglicht, der mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder gekoppelt (verbunden) werden kann. Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können daher an der mechanischen Kontaktstelle (wie beispielsweise an der Berührungsfläche 105 außen) flach ausgeführt sein, also keine Nuten oder Federn aufweisen.A mechanical fixation of two connectors is realized by a magnetic fixation. Furthermore, the connectors may be magnetically identical. Therefore, there is no longer a distinction between "male and female" and a male and female connector is provided which can be coupled (connected) to a second identically constructed connector. Connectors according to embodiments of the present invention may therefore be located at the mechanical contact location (such as at the interface 105 outside) be made flat, so have no grooves or springs.
  • Je nachdem, wie die mechanische Kontaktoberfläche aussieht, können die magnetischen, elektrischen und optischen Eigenschaften des Verbinders ausgelegt werden. Wird beispielsweise eine hohe mechanische Fixierung zwischen zwei Verbindern benötigt, so kann die Permanentmagnetanordnung beispielsweise eine hohe magnetische Komplexität und/oder hohe magnetische Anziehungskräfte aufweisen.Depending on how the mechanical contact surface looks like, the magnetic, electrical and optical properties of the Connector are designed. If, for example, a high mechanical fixation between two connectors is required, then the permanent magnet arrangement can, for example, have a high magnetic complexity and / or high magnetic attraction forces.
  • Wie bereits erwähnt, erfolgt die mechanische Fixierung zwischen zwei Verbindern (welche identisch aufgebaut sind) mit Hilfe der Permanentmagnetanordnung 101.As already mentioned, the mechanical fixation between two connectors (which are identically constructed) by means of the permanent magnet arrangement 101 ,
  • Daher sollen im Folgenden verschiedene mögliche Implementierungen für die Permanentmagnetanordnung 101 bei Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung aufgezeigt werden.Therefore, the following are various possible implementations for the permanent magnet arrangement 101 in connectors according to embodiments of the present invention.
  • 6a zeigt eine erste mögliche Anordnung von einzelnen Magneten der Permanentmagnetanordnung 101 am Beispiel der Verbinder 200, 300. Bei dem in 6a gezeigten Beispiel weist die Permanentmagnetanordnung 101 einen ersten Magnetpol 601 mit einer ersten magnetischen Polarität, einen zweiten Magnetpol 602 mit der ersten magnetischen Polarität, einen dritten Magnetpol 603 mit einer zweiten magnetischen Polarität und einen vierten Magnetpol 604 mit der zweiten magnetischen Polarität auf. Die erste und die zweite magnetische Polarität sind dabei entgegengesetzt zueinander. Beispielsweise kann die erste magnetische Polarität ein Nordpol sein und die zweite magnetische Polarität ein Südpol sein. Die Magnetpole 601604 sind derart angeordnet, dass, wenn der in 6a gezeigte Verbinder 200, 300 mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder verbunden wird, sich jeweils Magnetpole entgegengesetzter Polarität gegenüber liegen. Wird beispielsweise der in 6a gezeigte Verbinder 200, 300 mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder verbunden, so ist der erste Magnetpol 601 gegenüber einem entsprechenden dritten Magnetpol des zweiten identisch aufgebauten Verbinders angeordnet, der zweite Magnetpol 602 gegenüber einem entsprechenden vierten Magnetpol des zweiten identisch aufgebauten Verbinders angeordnet, der dritte Magnetpol 603 gegenüber einem entsprechenden ersten Magnetpol des zweiten identisch aufgebauten Verbinders angeordnet und der vierte Magnetpol 604 gegenüberliegend einem entsprechenden zweiten Magnetpol des zweiten identisch aufgebauten Verbinders angeordnet. Durch die in 6a gezeigte Anordnung der Magnetpole 601604 lässt sich somit ein Verpolschutz erreichen, da eine andere mechanische Fixierung des Verbinders 200, 300 mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder vermieden wird. So kann ferner sichergestellt werden, dass die (bidirektionale) optische Datenübertragungsstrecke zwischen dem optischen Sendeempfänger 225 des Verbinders 200, 300 und dem entsprechenden optischen Sendeempfänger 225' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders bei mechanischer Fixierung dieser beiden Verbinder hergestellt wird. 6a shows a first possible arrangement of individual magnets of the permanent magnet assembly 101 the example of the connector 200 . 300 , At the in 6a The example shown has the permanent magnet arrangement 101 a first magnetic pole 601 with a first magnetic polarity, a second magnetic pole 602 with the first magnetic polarity, a third magnetic pole 603 with a second magnetic polarity and a fourth magnetic pole 604 with the second magnetic polarity. The first and the second magnetic polarity are opposite to each other. For example, the first magnetic polarity may be a north pole and the second magnetic polarity may be a south pole. The magnetic poles 601 - 604 are arranged such that when the in 6a shown connector 200 . 300 is connected to a second identically constructed connector, each opposite to magnetic poles of opposite polarity. For example, if the in 6a shown connector 200 . 300 connected to a second identically constructed connector, the first magnetic pole 601 arranged opposite a corresponding third magnetic pole of the second identically constructed connector, the second magnetic pole 602 arranged opposite a corresponding fourth magnetic pole of the second identically constructed connector, the third magnetic pole 603 arranged opposite a corresponding first magnetic pole of the second identically constructed connector and the fourth magnetic pole 604 arranged opposite a corresponding second magnetic pole of the second identically constructed connector. By the in 6a shown arrangement of the magnetic poles 601 - 604 Thus, a polarity reversal protection can be achieved because of a different mechanical fixation of the connector 200 . 300 is avoided with a second identically constructed connector. Thus, it can further be ensured that the (bidirectional) optical data transmission path between the optical transceiver 225 of the connector 200 . 300 and the corresponding optical transceiver 225 ' the second identically constructed connector is produced with mechanical fixation of these two connectors.
  • Beispielsweise kann eine Anordnung der Magnetpole derart erfolgen, dass jeweils ein Magnetpol der ersten Polarität und ein Magnetpol der zweiten Polarität symmetrisch zueinander bezüglich einer Symmetrieachse 605 des Verbinders 200, 300 an der Berührungsfläche 105 angeordnet sind. Ferner können dementsprechend auch das Sendeelement 225a und das Empfangselement 225b des optischen Sendeempfängers 225 symmetrisch zueinander bezüglich dieser selben Symmetrieachse 605 angeordnet sein. Bei dem in 6a gezeigten Ausführungsbeispiel sind der erste Magnetpol 601 und der dritte Magnetpol 603 symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet und ferner sind der zweite Magnetpol 602 und der vierte Magnetpol 604 symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet.For example, an arrangement of the magnetic poles can be such that in each case one magnetic pole of the first polarity and one magnetic pole of the second polarity are symmetrical to one another with respect to an axis of symmetry 605 of the connector 200 . 300 at the contact surface 105 are arranged. Furthermore, accordingly, the transmitting element 225a and the receiving element 225b of the optical transceiver 225 symmetrical to each other with respect to this same axis of symmetry 605 be arranged. At the in 6a shown embodiment, the first magnetic pole 601 and the third magnetic pole 603 symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 arranged and further are the second magnetic pole 602 and the fourth magnetic pole 604 symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 arranged.
  • Die Magnetpole 601604 können beispielsweise Magnetpole von Blockmagneten oder Stabmagneten sein, wobei jeweils ein Magnetpol eines solchen Blockmagnets oder Stabmagnets (beispielsweise einer der Magnetpole 601604) zu der Berührungsfläche 105 zugewandt angeordnet ist, während der andere Magnetpol eines solchen Stabmagnets oder Blockmagnets von der Berührungsfläche 105 abgewandt angeordnet ist.The magnetic poles 601 - 604 For example, magnetic poles of block magnets or bar magnets may be used, with one magnetic pole each of such block magnet or bar magnet (for example, one of the magnetic poles 601 - 604 ) to the interface 105 is arranged facing, while the other magnetic pole of such a bar magnet or block magnet from the contact surface 105 is disposed away.
  • Wie in 6a gezeigt, können die Magnetpole 601604 verteilt an der Berührungsfläche 105 des Verbinders 200, 300 innen angeordnet sein, beispielsweise verteilt um die Spule 221 herum.As in 6a shown, the magnetic poles 601 - 604 distributed at the interface 105 of the connector 200 . 300 be arranged inside, for example distributed around the coil 221 around.
  • Ferner kann die Symmetrieachse 605, bezüglich welcher die entgegengesetzt polarisierten Magnetpole jeweils angeordnet sind, senkrecht zu einer weiteren Symmetrieachse 607 des Verbinders 200, 300 stehen. Entlang dieser weiteren Symmetrieachse 607 sind die Sendeeinheit 225a und die Empfangseinheit 225b symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet.Furthermore, the symmetry axis 605 with respect to which the oppositely polarized magnetic poles are respectively arranged, perpendicular to a further axis of symmetry 607 of the connector 200 . 300 stand. Along this further symmetry axis 607 are the sending unit 225a and the receiving unit 225b symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 arranged.
  • Ferner zeigt 6b eine weitere möglicherweise Implementierung der Permanentmagnetanordnung 101 unter der Nutzung von lediglich zwei Magneten. So ist ein erster Magnetpol 611 (beispielsweise eines ersten Blockmagnets oder Stabmagnets) mit der ersten magnetischen Polarität auf der weiteren Symmetrieachse 607 angeordnet und ein zweiter Magnetpol 612 (beispielsweise eines zweiten Stabmagnets oder Blockmagnets) mit der zweiten Polarität ist symmetrisch zu dem ersten Magnetpol 611 bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet.Further shows 6b another possibly implementation of the permanent magnet arrangement 101 using only two magnets. So is a first magnetic pole 611 (For example, a first block magnet or bar magnet) with the first magnetic polarity on the other axis of symmetry 607 arranged and a second magnetic pole 612 (For example, a second bar magnet or block magnet) with the second polarity is symmetrical to the first magnetic pole 611 with respect to the axis of symmetry 605 arranged.
  • Wie aus den 6a und 6b ersichtlich, kann die Anzahl der verwendeten Magnetpole, welche an der Berührungsfläche 105 angeordnet sind, variieren und insbesondere in Abhängigkeit davon gewählt werden, wie stark die mechanische Fixierung zwischen zwei Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sein soll.Like from the 6a and 6b can be seen, the number of magnetic poles used, which at the interface 105 are arranged, vary and in particular be chosen depending on how strong the mechanical fixation between two connectors according to embodiments of the present invention should be.
  • 6c zeigt eine weitere mögliche Implementierung der Permanentmagnetanordnung 101, wobei sich die in 6c gezeigte Implementierung von denen in 6a und 6b gezeigten Implementierungen dadurch unterscheidet, dass bei der in 6c gezeigten Implementierung die Blockmagneten oder Stabmagneten derart an der Berührungsfläche 105 angeordnet sind, dass sowohl deren Nordpol als auch deren Südpol zu der Berührungsfläche 105 hin gewandt sind. Während daher bei den in 6a und 6b gezeigten Implementierungen jeweils nur ein Magnetpol der Blockmagnete oder Stabmagnete der Berührungsfläche 105 zugewandt war, so sind bei der in 6c gezeigten Implementierung jeweils beide Magnetpole der Berührungsfläche 105 zugewandt. 6c shows a further possible implementation of the permanent magnet arrangement 101 , where the in 6c shown implementation of those in 6a and 6b shown implementations differs in that in the in 6c As shown implementation, the block magnets or bar magnets on the contact surface 105 are arranged, that both its north pole and its south pole to the contact surface 105 turned back. While therefore at the in 6a and 6b implementations shown in each case only one magnetic pole of the block magnets or bar magnets of the contact surface 105 was facing, so are in the in 6c each implementation shown both magnetic poles of the interface 105 facing.
  • Im Folgenden kann ein Stab- oder Blockmagnet auch vereinfacht als Magnet bezeichnet werden.In the following, a rod or block magnet can also be referred to simply as a magnet.
  • Im Detail weist die in 6c gezeigte Implementierung der Permanentmagnetanordnung 101 einen ersten Magneten 621, einen zweiten Magneten 623 und einen dritten Magneten 625 auf, welche an der Berührungsfläche 105 des Verbinders 200, 300 angeordnet sind. Wie auch bei den anderen Implementierungen bereits gezeigt, sind die Magnete 621625 derart angeordnet, dass jeweils ein Magnetpol erster magnetischer Polarität und ein Magnetpol zweiter magnetischer Polarität symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet sind. So ist beispielsweise der Südpol des ersten Magneten 621 symmetrisch zu dem Nordpol des ersten Magneten 621 bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet. Ferner sind der Nordpol des zweiten Magneten 623 und der Südpol des dritten Magneten 625 symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet und der Nordpol des dritten Magneten 625 und der Südpol des zweiten Magneten 623 symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet.In detail, the in 6c shown implementation of the permanent magnet arrangement 101 a first magnet 621 , a second magnet 623 and a third magnet 625 on which at the contact surface 105 of the connector 200 . 300 are arranged. As already shown in the other implementations, the magnets are 621 - 625 arranged such that in each case a magnetic pole of the first magnetic polarity and a magnetic pole of the second magnetic polarity are symmetrical to one another with respect to the axis of symmetry 605 are arranged. For example, the south pole of the first magnet 621 symmetrical to the north pole of the first magnet 621 with respect to the axis of symmetry 605 arranged. Further, the north pole of the second magnet 623 and the south pole of the third magnet 625 symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 arranged and the north pole of the third magnet 625 and the south pole of the second magnet 623 symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 arranged.
  • In einem einfachsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es ausreichend sein, nur den ersten Magneten 621 vorzusehen, der derart angeordnet ist, dass sein Südpol auf einer ersten Seite bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet ist und sein Nordpol auf einer zweiten Seite bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet ist. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann ein Verbinder daher genau einen Magneten 621 aufweisen, dessen entgegengesetzte Magnetpole symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet sind.In a simplest embodiment of the present invention, it may be sufficient to use only the first magnet 621 to be provided, which is arranged such that its south pole on a first side with respect to the axis of symmetry 605 is arranged and its north pole on a second side with respect to the axis of symmetry 605 is arranged. Therefore, according to some embodiments of the present invention, a connector may be exactly one magnet 621 have, the opposite magnetic poles symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 are arranged.
  • 6d zeigt eine weitere mögliche Implementierung der Permanentmagnetanordnung 101 unter Nutzung eines Ringmagnets 631, welcher an der Berührungsfläche 105 des Verbinders 200, 300 angeordnet ist. Ein Nordpol des Ringmagnets 631 und ein Südpol des Ringmagnets 631 sind symmetrisch zueinander bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet. So ist der Nordpol auf einer ersten Seite bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet und der Südpol auf einer zweiten Seite bezüglich der Symmetrieachse 605 angeordnet. 6d shows a further possible implementation of the permanent magnet arrangement 101 using a ring magnet 631 , which at the contact surface 105 of the connector 200 . 300 is arranged. A north pole of the ring magnet 631 and a south pole of the ring magnet 631 are symmetrical to each other with respect to the axis of symmetry 605 arranged. So the north pole is on a first side with respect to the symmetry axis 605 arranged and the south pole on a second side with respect to the axis of symmetry 605 arranged.
  • Die in den 6a6d gezeigten möglichen Implementierungen für die Permanentmagnetanordnung 101 bieten jeweils einen Verpolschutz, d. h. die Verbinder 200, 300, wie sie in den 6a6d gezeigt sind, lassen sich nur jeweils in einer bestimmten Position mit einem identischen Verbinder verbinden. Dadurch wird gewährleistet, dass die optische Übertragungsstrecke zwischen dem optischen Sendeempfänger 225 und dem entsprechenden Sendeempfänger 225' des zweiten identisch aufgebauten Verbinders bei mechanischer Fixierung des Verbinders 200, 300 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder hergestellt wird.The in the 6a - 6d shown possible implementations for the permanent magnet arrangement 101 each offer a polarity reversal protection, ie the connector 200 . 300 as they are in the 6a - 6d are shown, can only connect in each case in a specific position with an identical connector. This ensures that the optical transmission path between the optical transceiver 225 and the corresponding transceiver 225 ' the second identically constructed connector with mechanical fixation of the connector 200 . 300 is made with the second identically constructed connector.
  • Nichtsdestotrotz kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auf diesen Verpolschutz verzichtet werden, beispielsweise unter Nutzung des anhand von 4 beschriebenen optischen Konzentrators 450. In 6e ist anhand des Verbinders 400 eine weitere mögliche Implementierung für die Permanentmagnetanordnung 101 gezeigt, welche auf einen Verpolschutz verzichtet. Auch bei der in 6e gezeigten Implementierung ist ein Ringmagnet 641 an der Berührungsfläche 105 des Verbinders 400 angeordnet. Im Gegensatz zu dem in 6d gezeigten Ringmagneten 631 ist jedoch der Ringmagnet 641 sektorenförmig magnetisiert. Durch die in 6e gezeigte Anordnung der Magnetpole des Ringmagnets 641 wird ermöglicht, dass der Verbinder 400 in verschiedenen Positionen mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder verbunden werden kann.Nonetheless, according to some embodiments of the present invention, this reverse polarity protection can be dispensed with, for example using the method of FIG 4 described optical concentrator 450 , In 6e is by the connector 400 another possible implementation for the permanent magnet arrangement 101 shown, which waives a reverse polarity protection. Also at the in 6e The implementation shown is a ring magnet 641 at the contact surface 105 of the connector 400 arranged. Unlike the in 6d shown ring magnets 631 however, it is the ring magnet 641 magnetised sector-shaped. By the in 6e shown arrangement of the magnetic poles of the ring magnet 641 will allow the connector 400 can be connected in different positions with a second identically constructed connector.
  • Natürlich lässt sich der Verbinder 400 auch mit einer Permanentmagnetanordnung, wie sie in den 6a6d beschrieben wurde, ausstatten, sodass auch für den Verbinder 400 ein Verpolschutz realisiert werden kann.Of course, the connector can be 400 also with a permanent magnet arrangement, as in the 6a - 6d outfit, so that also for the connector 400 a polarity reversal protection can be realized.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, das in 6e gezeigte Konzept (kein Verpolschutz) auf die Verbinder 200, 300 anzuwenden. In diesem Fall kann die Signalübertragungsvorrichtung 103 ausgebildet sein, um bei mechanischer Verbindung des Verbinders 200, 300 mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder die optische Datenübertragungsschnittstelle (beispielsweise den optischen Sendeempfänger 225) derart innerhalb des Verbinders 200, 300 (beispielsweise innerhalb der Öffnung 240 des Verbinders 200, 300) auszurichten, dass die leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen dem Verbinder 200, 300 und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder entsteht. So kann die Signalübertragungsvorrichtung 103 beispielsweise einen integrierten Antrieb aufweisen, welcher den Sendeempfänger 225 innerhalb der Öffnung 240 drehen kann.According to further embodiments, it is also possible that in 6e shown concept (no reverse polarity protection) on the connectors 200 . 300 apply. In this case, the signal transmission device 103 be formed to mechanical connection of the connector 200 . 300 with the second identically constructed connector, the optical communication interface (for example, the optical transceiver 225 ) like this inside the connector 200 . 300 (for example, inside the opening 240 of the connector 200 . 300 ) that the line-unbound signal transmission path between the connector 200 . 300 and the second identically constructed connector is formed. Thus, the signal transmission device 103 For example, have an integrated drive, which the transceiver 225 inside the opening 240 can turn.
  • Zusammenfassend wird durch die magnetische Fixierung bzw. die Permanentmagnetanordnung 101 ermöglicht, dass „Stecker und Buchse” gleich aufgebaut sind, also kein klassisches Stecker-Buchse-System vorliegt. In der Permanentmagnetanordnung 101 können beispielsweise Stabmagneten (mit einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Polarisierung) Anwendung finden oder aber auch Ringmagneten. Die 6a6d zeigen dazu eine mögliche Anordnung der Magnetpole bei der Permanentmagnetanordnung 101 mit einer Ausrichtung, wobei jeweils der Sendeempfänger 225 und die Spule 221 bzw. deren Ferritkern 222 zur drahtlosen Daten- und Energieübertragung mittig angeordnet sind. In 6e wurde zusätzlich eine magnetische Fixierung ohne eine Ausrichtung beschrieben. Die Magnete können daher z. B. kreisförmig beliebig angeordnet werden oder aber es kann, wie in 6e gezeigt, ein sektorenförmig magnetisierter Ringmagnet 641 verwendet werden. Dies hat für den Nutzer den Vorteil, dass eine Ausrichtung des Verbinders von außen nicht mehr durchgeführt werden muss. Der optische Sendeempfänger 225 kann entweder automatisch ausgerichtet werden oder es kann der in 4 gezeigte Konzentrator 450 verwendet werden, sodass eine solche automatische Ausrichtung des optischen Sendeempfängers 225 gar nicht benötigt wird.In summary, by the magnetic fixation or the permanent magnet arrangement 101 allows "plug and socket" are the same structure, so there is no classic plug-socket system. In the permanent magnet arrangement 101 For example, bar magnets (with a different arrangement and / or polarization) can be used or even ring magnets. The 6a - 6d show a possible arrangement of the magnetic poles in the permanent magnet assembly 101 with an orientation, wherein in each case the transceiver 225 and the coil 221 or their ferrite core 222 are arranged centrally for wireless data and energy transmission. In 6e In addition, a magnetic fixation without an alignment was described. The magnets can therefore z. B. can be arranged arbitrarily circular or it can, as in 6e shown, a sector-shaped magnetized ring magnet 641 be used. This has the advantage for the user that an alignment of the connector from the outside need not be performed. The optical transceiver 225 can either be automatically aligned or it can be in the 4 shown concentrator 450 be used so that such automatic alignment of the optical transceiver 225 not needed at all.
  • Obwohl die in den 6a6e gezeigten Verbinder jeweils einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, sind natürlich auch andere Querschnitte (beispielsweise rechteckige Querschnitte oder Querschnitte mit abgerundeten Kanten) verwendbar.Although in the 6a - 6e each connector shown have a circular cross-section, of course, other cross-sections (for example, rectangular cross-sections or cross-sections with rounded edges) can be used.
  • Im Folgenden sollen verschiedene mögliche Beispiele für Anwendungen von Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und deren magnetischen Verbindungsmechanismus beschrieben werden.In the following, various possible examples of applications of connectors according to embodiments of the present invention and their magnetic connection mechanism will be described.
  • Wie bereits beschrieben, können mittels Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Kabelkupplungen über eine magnetische Fixtur realisiert werden. Die Verbinder können daher magnetisch gleich aufgebaut sein. Es gibt keine Unterscheidung mehr zwischen Stecker und Buchse. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Verbinder an der mechanischen Kontaktstelle (beispielsweise an der Berührungsfläche 105 außen) flach ausgeführt sein. Mit anderen Worten ist an der Berührungsfläche 105 kein mechanischer Rast-, Steck- oder Klemmmechanismus zur weiteren mechanischen Fixierung des Verbinders mit dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder angeordnet, da die mechanische Fixierung zwischen zwei Verbindern magnetisch erfolgt.As already described, by means of connectors according to embodiments of the present invention, cable couplings can be realized via a magnetic fixture. The connectors can therefore be magnetically identical. There is no distinction between plug and socket. According to embodiments of the present invention, the connectors may be attached to the mechanical pad (eg, at the interface 105 outside) be made flat. In other words, it is at the interface 105 no mechanical latching, plugging or clamping mechanism for further mechanical fixation of the connector with the second identically constructed connector, since the mechanical fixation between two connectors is magnetic.
  • Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können direkt in ein Gerät integriert werden oder mit einem Kabel verbunden werden.Connectors according to embodiments of the present invention may be integrated directly into a device or connected to a cable.
  • 7a zeigt dazu ein Beispiel, in dem ein erster Verbinder 100 in einem Gehäuse 701 angeordnet ist. Ein Kabel 703, das zumindest an einem seiner Enden einen weiteren Verbinder 100 aufweist, kann dann direkt an der Oberfläche des Geräts 701, ohne zusätzliche Maßnahmen, mittels des Verbinders 100 im Gerät und des Verbinders 100 am Kabel 703 fixiert werden. Wie aus 7a ersichtlich, kann das Kabel 703 an beiden Enden zueinander identische Verbinder 100 aufweisen. 7a shows an example in which a first connector 100 in a housing 701 is arranged. A cable 703 that at least at one of its ends another connector 100 can then be directly on the surface of the device 701 without additional measures, by means of the connector 100 in the device and the connector 100 on the cable 703 be fixed. How out 7a can be seen, the cable 703 identical connectors at both ends 100 exhibit.
  • Das Kabel 703 kann beispielsweise den Lichtwellenleiter 115 und den elektrisch leitfähigen Leiter 113 beinhalten. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen daher ein Kabel 703, das an einem ersten Ende einen ersten Verbinder 100 und an einem zweiten Ende einen identisch aufgebauten Verbinder 100 aufweist, und wobei die beiden identisch aufgebauten Verbinder 100 mittels eines oder mehrerer Lichtwellenleiter 115 und/oder eines oder mehrerer elektrisch leitfähiger Leiter 113 verbunden sind.The cable 703 For example, the optical fiber 115 and the electrically conductive conductor 113 include. Embodiments of the present invention therefore provide a cable 703 having a first connector at a first end 100 and at a second end an identically constructed connector 100 and wherein the two identically constructed connectors 100 by means of one or more optical fibers 115 and / or one or more electrically conductive conductors 113 are connected.
  • Da das Kabel 703 an beiden Enden mit demselben stecker- und buchsenlosen Verbinder 100 ausgerüstet sein kann, kann es sowohl an das Gehäuse 701 als auch an ein weiteres Kabel 703 angeschlossen werden. 7b zeigt dazu ein Beispiel, wie sich das Kabel 703 mit einem weiteren Kabel 703 aufgrund der Anordnung der beiden steckerlosen und buchsenlosen Verbinder 100 an beiden Kabelenden verbinden lässt.Because the cable 703 at both ends with the same plug and socket connector 100 can be equipped, it can be both to the housing 701 as well as another cable 703 be connected. 7b shows an example of how the cable 703 with another cable 703 due to the arrangement of the two plugless and socketless connectors 100 connect at both ends of the cable.
  • 7c zeigt eine weitere mögliche Anwendung von Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. So ist es nicht zwangsläufig nötig, dass ein Kabel an beiden Enden gleiche Verbinder 100 aufweist. Vielmehr kann es auch sein, dass ein Kabel an einem Ende einen Verbinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist und an einem anderen Ende einen herkömmlichen Steckverbinder aufweist, wie beispielsweise USB, Ethernet, Powerline, Lichtwellenleiter oder andere. In 7c ist daher ein Kabel 705 gezeigt, welches an seinem einen Ende den Verbinder 100 aufweist und an seinem anderen Ende einen herkömmlichen Steckverbinder 707 aufweist. 7c shows another possible application of connectors according to embodiments of the present invention. So it is not necessarily necessary that a cable at both ends of the same connector 100 having. Rather, a cable may have a connector at one end in accordance with an embodiment of the present invention and a conventional connector at another end, such as USB, Ethernet, powerline, optical fibers, or others. In 7c is therefore a cable 705 shown, which at one end the connector 100 has and at its other end a conventional connector 707 having.
  • Ferner ermöglicht die Nutzung von Verbindern gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auch eine Verbindung von zwei Geräten direkt miteinander. Ein solches Beispiel ist in 7d gezeigt mit dem Gerät 701, das den Verbinder 100 aufweist, und einem weiteren Gerät 709, das einen weiteren Verbinder 100 aufweist. Über die integrierten Verbinder 100 können die Gerät 701, 709 direkt miteinander verbunden werden und zwar ohne zusätzliche Kabel. Die Geräte 701, 709 können portabel (z. B. Telefon, externe Festplatte, Tablet) oder fest installiert (z. B. Computer, Dockingstation, Kiosk) sein.Furthermore, the use of connectors according to embodiments of the present invention also allows a connection of two devices directly to each other. One such example is in 7d shown with the device 701 that the connector 100 has, and another device 709 That's another connector 100 having. About the integrated connectors 100 can the device 701 . 709 be directly connected with each other and without additional cables. The devices 701 . 709 can be portable (eg, phone, external hard drive, tablet) or permanently installed (eg, computer, docking station, kiosk).
  • Zusammenfassend ermöglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung einen Verbindungsmechanismus, welcher über keinen zusätzlichen Einrast-, Steck- oder Klemmmechanismus verfügt, basierend auf einer magnetischen Fixtur. Ferner wird durch die Nutzung von drahtlosen Signalübertragungsverfahren ermöglicht, dass Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vollständig abgeschlossen sind und daher sich auch in harschen Umgebungsbedingungen einsetzen lassen, wie beispielsweise unter Wasser. Ferner lässt sich durch eine geschickte Anordnung der Magneten der Permanentmagnetanordnung erreichen, dass Verbinder gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verpolsicher sind, ohne dass die Verbinder einen Steckmechanismus, Rastmechanismus oder Klemmmechanismus aufweisen. Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen daher einen steckerlosen und buchsenlosen Verbinder mit einer leitungsungebundenen Signalübertragung und einem Verpolschutz.In summary, embodiments of the present invention provide a linkage mechanism that does not have an additional latch, plug, or clamp mechanism based on a magnetic fixture. Further, the use of wireless signal transmission techniques allows connectors according to embodiments of the present invention to be completely terminated and therefore can be used in harsh environmental conditions, such as under water. Furthermore, by a clever arrangement of the magnets of the permanent magnet arrangement, it is possible for connectors according to embodiments of the present invention to be protected against polarity reversal, without the connectors having a plug-in mechanism, latching mechanism or clamping mechanism. Therefore, some embodiments of the present invention provide a male and female connector having a non-wireline signal transmission and reverse polarity protection.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird über die Permanentmagnetanordnung 101 eine Ausrichtung der leitungsungebundenen Signalübertragungsvorrichtung 103 zu einer entsprechenden leitungsungebundenen Signalübertragungsvorrichtung eines zweiten identisch aufgebauten Verbinders ermöglicht und dadurch eine optische Datenübertragung und/oder Energieübertragung sichergestellt, ohne verrutschen zu können.According to some embodiments, via the permanent magnet arrangement 101 an orientation of the line-bound signal transmission device 103 to a corresponding line-unbound signal transmission device of a second identically constructed connector and thereby ensures an optical data transmission and / or energy transfer, without being able to slip.

Claims (11)

  1. Verbinder (100; 200; 300; 400) zur leitungsungebundenen Signalübertragung mit folgenden Merkmalen: einer Permanentmagnetanordnung (101) zur mechanischen Fixierung des Verbinders (100; 200; 300; 400) mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (100'; 200'); einer Signalübertragungsvorrichtung (103) zur leitungsungebundenen Signalübertragung zwischen dem Verbinder (100; 200; 300; 400) und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (100'; 200'); und einer Berührungsfläche (105) zur Herstellung eines mechanischen Kontakts mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (100'; 200'); wobei die Permanentmagnetanordnung (101) derart an der Berührungsfläche (105) angeordnet ist, dass bei einem hergestellten mechanischen Kontakt zwischen dem Verbinder (100; 200; 300; 400) und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (100'; 200') der Verbinder (100; 200; 300; 400) und der zweite identisch aufgebaute Verbinder (100'; 200') miteinander mechanisch fixiert sind und ferner eine leitungsungebundene Signalübertragungsstrecke zwischen dem Verbinder (100; 200; 300; 400) und dem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (100'; 200') besteht; wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) eine an der Berührungsfläche (105) angeordnete Spule (221) aufweist; wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) ausgebildet ist, um bei mechanischer Fixierung des Verbinders (200; 300; 400) mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (200') Energie zwischen der Spule (221) und einer entsprechenden Spule (221') des zweiten identisch aufgebauten Verbinders (200') zu übertragen; wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) eine Datenübertragungsschnittstelle zur optischen Datenübertragung zwischen dem Verbinder (200; 300; 400) und einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (200') aufweist; und wobei ein Kern (222) der Spule (221) eine Öffnung (240) aufweist und ein Sendeelement (225a) und/oder ein Empfangselement (225b) der Datenübertragungsschnittstelle an oder in der Öffnung (240) angeordnet ist oder sind, derart, dass bei mechanischer Fixierung des Verbinders (200; 300; 400) mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (200') eine optische Datenübertragungsstrecke entlang der Öffnung (240) und einer entsprechenden Öffnung (240') des zweiten identisch aufgebauten Verbinders (200') verläuft.Interconnects ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) for line-bound signal transmission with the following features: a permanent magnet arrangement ( 101 ) for mechanically fixing the connector ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) with a second identically constructed connector ( 100 '; 200 ' ); a signal transmission device ( 103 ) for cable-free signal transmission between the connector ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) and a second identically constructed connector ( 100 '; 200 ' ); and a touchpad ( 105 ) for making a mechanical contact with a second identically constructed connector ( 100 '; 200 ' ); the permanent magnet arrangement ( 101 ) at the interface ( 105 ) is arranged such that when a mechanical contact is established between the connector ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) and a second identically constructed connector ( 100 '; 200 ' ) the connector ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) and the second identically constructed connector ( 100 '; 200 ' ) are mechanically fixed to each other and also a line-unbound signal transmission path between the connector ( 100 ; 200 ; 300 ; 400 ) and the second identically constructed connector ( 100 '; 200 ' ) consists; the signal transmission device ( 103 ) one at the interface ( 105 ) arranged coil ( 221 ) having; the signal transmission device ( 103 ) is formed in order to mechanically fix the connector ( 200 ; 300 ; 400 ) with a second identically constructed connector ( 200 ' ) Energy between the coil ( 221 ) and a corresponding coil ( 221 ' ) of the second identically constructed connector ( 200 ' ) transferred to; the signal transmission device ( 103 ) a data transmission interface for optical data transmission between the connector ( 200 ; 300 ; 400 ) and a second identically constructed connector ( 200 ' ) having; and where a core ( 222 ) of the coil ( 221 ) an opening ( 240 ) and a transmitting element ( 225a ) and / or a receiving element ( 225b ) of the data transfer interface at or in the opening ( 240 ) is or are such that when mechanical fixing of the connector ( 200 ; 300 ; 400 ) with a second identically constructed connector ( 200 ' ) an optical data transmission path along the opening ( 240 ) and a corresponding opening ( 240 ' ) of the second identically constructed connector ( 200 ' ) runs.
  2. Verbinder (200; 300; 400) gemäß Anspruch 1, wobei die Permanentmagnetanordnung (101) einen ersten Magnetpol (601, 602; 611) mit einer ersten magnetischen Polarität aufweist und einen zweiten Magnetpol (603, 604; 612) mit einer zweiten, zu der ersten magnetischen Polarität entgegengesetzten Polarität aufweist; und wobei der erste Magnetpol (601, 602; 611) und der zweite Magnetpol (603, 604; 612) symmetrisch zueinander bezüglich einer Symmetrieachse (605) des Verbinders (200; 300) angeordnet sind.Interconnects ( 200 ; 300 ; 400 ) according to claim 1, wherein the permanent magnet arrangement ( 101 ) a first magnetic pole ( 601 . 602 ; 611 ) having a first magnetic polarity and a second magnetic pole ( 603 . 604 ; 612 ) having a second polarity opposite to the first magnetic polarity; and wherein the first magnetic pole ( 601 . 602 ; 611 ) and the second magnetic pole ( 603 . 604 ; 612 ) symmetrical to one another with respect to an axis of symmetry ( 605 ) of the connector ( 200 ; 300 ) are arranged.
  3. Verbinder (200; 300; 400) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Permanentmagnetanordnung (101) eine Mehrzahl von Magnetpolen (601604; 611, 612) aufweist, welche an der Berührungsfläche (105) verteilt angeordnet sind, wobei für jeden Magnetpol (601, 602; 611) einer ersten magnetischen Polarität ein bezüglich einer Symmetrieachse (605) des Verbinders (200; 300; 400) symmetrisch zu dem Magnetpol (601, 602; 611) angeordneter weiterer Magnetpol (603, 604; 612) der Mehrzahl von Magnetpolen (601604; 611, 612) einer zweiten, zu der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität angeordnet ist.Interconnects ( 200 ; 300 ; 400 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the permanent magnet arrangement ( 101 ) a plurality of magnetic poles ( 601 - 604 ; 611 . 612 ), which at the contact surface ( 105 ) are distributed, wherein for each magnetic pole ( 601 . 602 ; 611 ) a first magnetic polarity with respect to an axis of symmetry ( 605 ) of the connector ( 200 ; 300 ; 400 ) symmetrical to the magnetic pole ( 601 . 602 ; 611 ) arranged further magnetic pole ( 603 . 604 ; 612 ) of the plurality of magnetic poles ( 601 - 604 ; 611 . 612 ) is arranged a second, opposite to the first polarity polarity.
  4. Verbinder (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) einen Sendeempfänger (225) mit einem Sendeelement (225a) und einem Empfangselement (225b) aufweist; und wobei das Sendeelement (225a) und das Empfangselement (225b) symmetrisch zueinander bezüglicher einer Symmetrieachse (605) des Verbinders (200; 300) angeordnet sind.Interconnects ( 200 ; 300 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the signal transmission device ( 103 ) a transceiver ( 225 ) with a transmitting element ( 225a ) and a receiving element ( 225b ) having; and wherein the transmitting element ( 225a ) and the receiving element ( 225b ) symmetrical to each other with respect to an axis of symmetry ( 605 ) of the connector ( 200 ; 300 ) are arranged.
  5. Verbinder (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Datenübertragungsschnittstelle einen optischen Konzentrator (450) aufweist.Interconnects ( 400 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the data transmission interface comprises an optical concentrator ( 450 ) having.
  6. Verbinder (400) gemäß Anspruch 5, wobei der optische Konzentrator (450) einen parabolisch geformten Reflektor (452) und einen in dem Brennpunkt des parabolisch geformten Reflektors (452) angeordneten weiteren Reflektor (451) und eine optische Schnittstelle (453) zur Auskopplung und/oder Einkopplung aufweist; und wobei die optische Schnittstelle (453) zur Auskopplung und/oder Einkopplung derart angeordnet ist, dass optische Strahlen, welche von dem parabolisch geformten Reflektor (452) in dessen Brennpunkt fokussieren werden von dem weiteren Reflektor (451) reflektiert werden, um auf die optische Schnittstelle (453) zur Auskopplung und/oder Einkopplung zu treffen.Interconnects ( 400 ) according to claim 5, wherein the optical concentrator ( 450 ) a parabolic reflector ( 452 ) and one in the focal point of the parabolic reflector ( 452 ) arranged further reflector ( 451 ) and an optical interface ( 453 ) for decoupling and / or coupling; and wherein the optical interface ( 453 ) is arranged for decoupling and / or coupling in such a way that optical rays emitted by the parabolic reflector ( 452 ) are focused in the focal point of the other reflector ( 451 ) are reflected on the optical interface ( 453 ) for decoupling and / or coupling.
  7. Verbinder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) einen Sendeempfänger aufweist; und wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) ausgebildet ist, um bei mechanischer Verbindung des Verbinders mit einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder den Sendeempfänger derart innerhalb des Verbinders auszurichten, dass eine leitungsungebundene Datenübertragungsstrecke zwischen dem Sendeempfänger und einem entsprechenden Sendeempfänger des zweiten identisch aufgebauten Verbinders entsteht.A connector according to any one of claims 1 to 6, wherein the signal transmission device ( 103 ) has a transceiver; and wherein the signal transmission device ( 103 ) is adapted to align the transceiver in mechanical connection of the connector with a second identically constructed connector within the connector such that a line-bound data transmission path between the transceiver and a corresponding transceiver of the second identically constructed connector arises.
  8. Verbinder (200; 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) eine Steuerung (223) aufweist, die ausgebildet ist, um selektiv zwischen einem ersten Modus und einem zweiten Modus umzuschalten, wobei in dem ersten Modus die Spule (221) Energie von einer entsprechenden Spule (221') eines zweiten identisch aufgebauten Verbinders (200') empfängt und in dem zweiten Modus die Spule (221) Energie auf die entsprechende Spule (221') des zweiten identisch aufgebauten Verbinders (200') überträgt.Interconnects ( 200 ; 300 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the signal transmission device ( 103 ) a controller ( 223 ) configured to selectively switch between a first mode and a second mode, wherein in the first mode the coil (15) 221 ) Energy from a corresponding coil ( 221 ' ) of a second identically constructed connector ( 200 ' ) and in the second mode the coil ( 221 ) Energy to the corresponding coil ( 221 ' ) of the second identically constructed connector ( 200 ' ) transmits.
  9. Verbinder (200; 300) gemäß Anspruch 8, wobei die Steuerung (223) zwischen die Spule (221) und einen Energieübertragungsanschluss (109) geschaltet ist; und wobei die Signalübertragungsvorrichtung (103) ausgebildet ist, um in dem ersten Modus an dem Energieübertragungsanschluss (109) ein Energiesignal bereitzustellen, welches auf der von der entsprechenden Spule (221') des zweiten identisch aufgebauten Verbinders (200') zur Spule (221) übertragenen Energie basiert, und um in dem zweiten Modus basierend auf einem weiteren an dem Energieübertragungsanschluss (109) empfangenen Energiesignal Energie von der Spule (221) zu der entsprechenden Spule (221') des zweiten identisch aufgebauten Verbinders (200') zu übertragen; und wobei die Steuerung (223) ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einer Last oder einem Potential an dem Energieübertragungsanschluss (109) zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten.Interconnects ( 200 ; 300 ) according to claim 8, wherein the controller ( 223 ) between the coil ( 221 ) and a power transmission connection ( 109 ) is switched; and wherein the signal transmission device ( 103 ) is adapted to be in the first mode at the power transmission terminal ( 109 ) to provide an energy signal which is on the from the corresponding coil ( 221 ' ) of the second identically constructed connector ( 200 ' ) to the coil ( 221 ) and in the second mode based on another at the energy transfer port ( 109 ) received energy signal energy from the coil ( 221 ) to the corresponding coil ( 221 ' ) of the second identically constructed connector ( 200 ' ) transferred to; and where the controller ( 223 ) is adapted to operate in response to a load or a potential at the energy transfer port ( 109 ) to switch between the first mode and the second mode.
  10. Verbinder gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9 wobei die Steuerung (223) ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einem empfangenen Steuersignal zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus umzuschalten.Connector according to one of claims 8 to 9, wherein the controller ( 223 ) is adapted to switch between the first mode and the second mode in response to a received control signal.
  11. Verbinder (200; 300) gemäß Anspruch 10, wobei die Steuerung (223) ausgebildet ist, um das Steuersignal mittels der Datenübertragungsschnittstelle von einem zweiten identisch aufgebauten Verbinder (200') zu empfangen.Interconnects ( 200 ; 300 ) according to claim 10, wherein the controller ( 223 ) is adapted to receive the control signal by means of the data transmission interface from a second identically constructed connector ( 200 ' ) to recieve.
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