DE102022000088A1 - Tearable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems, missiles - Google Patents

Tearable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems, missiles Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine abreißbare Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme, insbesondere Flugkörper, mit: einer Steckeraufnahme und einem in der Steckeraufnahme aufnehmbaren Stecker; einer Energieübertragungseinrichtung, welche zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme in einem aufgenommenen Zustand ausgebildet ist; einer Dichtungseinrichtung, welche zum lösbaren Abdichten zumindest eines Abschnitts der Steckeraufnahme mit zumindest einem Abschnitt des Steckers in dem aufgenommenen Zustand gegenüber Umgebungsmedien ausgebildet ist; und einer Datenübertragungseinrichtung, welche in dem aufgenommenen Zustand innerhalb der abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme und des Steckers angeordnet und zum drahtlosen Datenaustausch zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme mittels drahtloser optischer Datenübertragung ausgebildet ist. Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen Flugkörper, insbesondere Lenkflugkörper, mit: einer Hülle; und einer in die Hülle eingelassenen Steckeraufnahme, wobei die Steckeraufnahme eine Spule zur drahtlosen Energieversorgung und eine Lichtsendeempfängereinheit zum drahtlosen optischen Datenaustausch des Flugkörpers mittels eines korrespondierenden in der Steckeraufnahme aufnehmbaren sowie zur optischen Datenübertragung und drahtlosen Energieversorgung ausgelegten Steckers aufweist.The present invention creates a detachable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems, in particular missiles, with: a plug receptacle and a plug which can be accommodated in the plug receptacle; an energy transmission device, which is designed to transmit electrical energy between the plug and the plug socket in a received state; a sealing device, which is designed to releasably seal at least one section of the plug receptacle with at least one section of the plug in the received state with respect to environmental media; and a data transmission device which, in the received state, is arranged within the sealed sections of the plug receptacle and the plug and is designed for wireless data exchange between the plug and the plug receptacle by means of wireless optical data transmission. Furthermore, the present invention provides a missile, in particular a guided missile, with: a shell; and a plug receptacle embedded in the casing, the plug receptacle having a coil for wireless power supply and a light transceiver unit for wireless optical data exchange of the missile by means of a corresponding plug that can be accommodated in the plug receptacle and is designed for optical data transmission and wireless power supply.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine abreißbare Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme, insbesondere Flugkörper, sowie einen Flugkörper, insbesondere Lenkflugkörper.The present invention relates to a detachable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems, in particular missiles, and a missile, in particular guided missiles.

Obwohl die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend in Bezug auf Flugkörper näher beschrieben wird, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige autonome elektronische Systeme, insbesondere auch andersartige autonom bewegbare Vehikel mit elektronischen Systemen, wie Abwurfsysteme, Wasserfortbewegungssysteme (autonome Boote, U-Boote, Torpedos oder dergleichen) oder Landfortbewegungssysteme (autonome Roboter, Fahrzeuge oder dergleichen) übertragbar.Although the present invention and the problems on which it is based are described in more detail below in relation to missiles, it is not limited to this, but rather to a wide range of autonomous electronic systems, in particular also other types of autonomously movable vehicles with electronic systems, such as launch systems, water locomotion systems (autonomous boats, Submarines, torpedoes or the like) or land locomotion systems (autonomous robots, vehicles or the like) transferable.

Bei Flugkörpern besteht vor der Startphase eine generelle Notwendigkeit einer elektrischen Verbindung zur externen Energieversorgung bis zum Start. Ferner ist es erstrebenswert, dass eine Schnittstelle der elektrischen Verbindung sich beim Start automatisch löst.In the case of missiles, before the launch phase, there is a general need for an electrical connection to the external power supply until launch. Furthermore, it is desirable that an interface of the electrical connection automatically disconnects at the start.

Die DE 10 2019 002 847 A1 beschreibt eine abreißbare elektrische Verbindungsanordnung für einen Flugkörper zur Versorgung des Flugkörpers bis zum Start und automatischem Abreißen bei dem Start. Die Verbindungsanordnung weist einen Magnetstecker mit zwei Magneten auf, welche ferner als Leiter zur Versorgung des Flugkörpers mit Energie und/oder Signalen ausgebildet sind.The DE 10 2019 002 847 A1 describes a breakable electrical connector assembly for a missile for powering the missile until launch and automatically breaking at launch. The connection arrangement has a magnetic plug with two magnets, which are also designed as conductors for supplying the missile with energy and/or signals.

Für die Übertragung höherer Datenübertragungsraten und für baukleinere Anwendungen wird bisweilen aber nach wie vor auf standardisierte Pin-Abreißstecker zurückgegriffen, beispielsweise gemäß dem Standard MIL-STD-1760 des Department of Defense der USA (sogenannte „NATO Abreißstecker“). Diese Pin-Abreißstecker weisen mehrere eingebettete herkömmliche galvanische elektrische Steckverbindungen auf, die je nach Auslegung auch als Koaxialverbindung ausgebildet sein können, und somit kleiner sind und bereits deutlich höhere Datenraten erlauben.For the transmission of higher data transmission rates and for smaller applications, however, standardized pin tear-off plugs are sometimes still used, for example according to the MIL-STD-1760 standard of the US Department of Defense (so-called "NATO tear-off plugs"). These pin tear-off plugs have a number of embedded conventional galvanic electrical plug-in connections which, depending on the design, can also be in the form of a coaxial connection, and are therefore smaller and already allow significantly higher data rates.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Abreißverbindungsanordnung für die Versorgung von autonomen Systemen, insbesondere für die Energie- und Datenübertragung zur Versorgung eines Flugkörpers vor dem Start, bereitzustellen.Against this background, the object of the present invention is to provide an improved tear-off connection arrangement for the supply of autonomous systems, in particular for the energy and data transmission for supplying a missile before launch.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine abreißbare Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme, insbesondere Flugkörper, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und durch einen Flugkörper, insbesondere Lenkflugkörper mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.According to the invention, this object is achieved by a detachable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems, in particular missiles, with the features of patent claim 1, and by a missile, in particular guided missile with the features of patent claim 15.

Demgemäß ist eine abreißbare Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme, insbesondere Flugkörper, vorgesehen, mit: einer Steckeraufnahme und einem in der Steckeraufnahme aufnehmbaren Stecker; einer Energieübertragungseinrichtung, welche zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme in einem aufgenommenen Zustand ausgebildet ist; einer Dichtungseinrichtung, welche zum lösbaren Abdichten zumindest eines Abschnitts der Steckeraufnahme mit zumindest einem Abschnitt des Steckers in dem aufgenommenen Zustand gegenüber Umgebungsmedien ausgebildet ist; und einer Datenübertragungseinrichtung, welche in dem aufgenommenen Zustand innerhalb der abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme und des Steckers angeordnet und zum drahtlosen Datenaustausch zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme mittels drahtloser optischer Datenübertragung ausgebildet ist.Accordingly, a tear-off connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems, in particular missiles, is provided, with: a plug receptacle and a plug that can be accommodated in the plug receptacle; an energy transmission device, which is designed to transmit electrical energy between the plug and the plug socket in a received state; a sealing device, which is designed to releasably seal at least one section of the plug receptacle with at least one section of the plug in the received state with respect to environmental media; and a data transmission device which, in the received state, is arranged within the sealed sections of the plug receptacle and the plug and is designed for wireless data exchange between the plug and the plug receptacle by means of wireless optical data transmission.

Ferner ist ein Flugkörper, insbesondere Lenkflugkörper, vorgesehen, mit: einer Hülle; und einer in die Hülle eingelassenen Steckeraufnahme, wobei die Steckeraufnahme eine Spule zur drahtlosen Energieversorgung und eine Lichtsendeempfängereinheit zum drahtlosen optischen Datenaustausch des Flugkörpers mittels eines korrespondierenden in der Steckeraufnahme aufnehmbaren sowie zur optischen Datenübertragung und drahtlosen Energieversorgung ausgelegten Steckers aufweist.Furthermore, a missile, in particular a guided missile, is provided, having: a casing; and a plug receptacle embedded in the casing, the plug receptacle having a coil for wireless power supply and a light transceiver unit for wireless optical data exchange of the missile by means of a corresponding plug that can be accommodated in the plug receptacle and is designed for optical data transmission and wireless power supply.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass drahtlose optische Datenübertragung auch unter widrigen Umgebungsbedingungen einsetzbar ist, wenn der drahtlose Lichtübertragungsweg gegenüber Umgebungsmedien abgedichtet ist.The finding on which the present invention is based is that wireless optical data transmission can also be used under adverse environmental conditions if the wireless light transmission path is sealed off from environmental media.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht nun darin, die bisherigen galvanischen Verbindungen zur Signalübertragung in einem Abreißstecker durch eine drahtlose optische Datenübertragung in Verbindung mit einer Dichtungseinrichtung zu ersetzen, so dass in einem aufgenommenen Zustand des Steckers in der Steckeraufnahme innerhalb eines abgedichteten Abschnitts ein drahtloser Datenaustausch zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme mittels drahtloser optischer Datenübertragung ermöglicht ist.The idea on which the present invention is based is to replace the previous galvanic connections for signal transmission in a tear-off plug with wireless optical data transmission in conjunction with a sealing device, so that when the plug is in the plug receptacle within a sealed section, a wireless Data exchange between the connector and the connector receptacle is made possible by means of wireless optical data transmission.

Üblicherweise enthält eine Datenübertragungseinrichtung zur drahtlosen optischen Datenübertragung mit Licht zumindest einem Transmitter und einen Receiver. Der Receiver empfängt Daten von einer Datenquelle, wie beispielsweise Ethernet. Mithilfe eines Modulators wird der Sender, typischerweise eine Leucht- oder Laserdiode, schnell ein- und ausgeschaltet. Der Treiberschaltkreis steuert die Senderdiode, welche die optische Strahlung emittiert. Die drahtlose Übertragungstechnologie arbeitet im Lichtspektrum und lässt dabei deutlich höhere Bandbreiten als beispielsweise funkbasierte Technologien zu. Im Vergleich zur Funkübertragung ist die drahtlose optische Datenübertragung außerdem robuster gegenüber elektromagnetischen Interferenzen. Als weiterer Vorteil ist die Bandbreite des sichtbaren und unsichtbaren Lichts von 200 bis 1600 nm nicht reguliert. Ferner werden Aspekte der kontaktgebundenen Datenübertragung, wie der in vielen Fällen höhere Integrationsaufwand und die Verschleißanfälligkeit, vorteilhaft vermieden.A data transmission device for wireless optical data transmission using light usually contains at least one transmitter and one receiver. The receiver is receiving data from a data source such as Ethernet. The transmitter, typically a light emitting diode or laser diode, is quickly switched on and off using a modulator. The driver circuit controls the transmitter diode, which emits the optical radiation. The wireless transmission technology works in the light spectrum and allows significantly higher bandwidths than, for example, radio-based technologies. Compared to radio transmission, wireless optical data transmission is also more robust against electromagnetic interference. As a further advantage, the bandwidth of visible and invisible light from 200 to 1600 nm is not regulated. Furthermore, aspects of contact-bound data transmission, such as the higher integration effort in many cases and the susceptibility to wear, are advantageously avoided.

Erfindungsgemäß wird eine kompakte, reversibel lösbare und dennoch robuste Auslegung einer abreißbaren Verbindungsanordnung mit hoher Datenrate durch eine Kombination einer Energieübertragungseinrichtung und einer Datenübertragungseinrichtung zur drahtlosen optischen Datenübertragung mit einer Dichtungseinrichtung innerhalb einer Steckeraufnahme und eines in der Steckeraufnahme aufnehmbaren Steckers erreicht, indem zumindest die Datenübertragungseinrichtung in einem aufgenommenen Zustand innerhalb der abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme und des Steckers angeordnet ist.According to the invention, a compact, reversibly detachable and yet robust design of a detachable connection arrangement with a high data rate is achieved by combining an energy transmission device and a data transmission device for wireless optical data transmission with a sealing device within a plug receptacle and a plug that can be accommodated in the plug receptacle, in that at least the data transmission device is in one received state is arranged within the sealed portions of the connector receptacle and the connector.

Bei der Dichtungseinrichtung kann es sich um eine zur hermetischen Abdichtung, das heißt eine in dem aufgenommenen Zustand insbesondere einen Austausch von Luft oder Wasser verhindernde, Dichtungseinrichtung handeln. Auf diese Weise bleibt die Datenübertragung mit sehr hoher Datenrate dennoch robust gegen sämtliche Umwelteinflüsse, insbesondere elektromagnetische Strahlung, Wasser oder Schmutz.The sealing device can be a sealing device for hermetic sealing, that is to say a sealing device which, in the received state, prevents in particular an exchange of air or water. In this way, the data transmission with a very high data rate remains robust against all environmental influences, in particular electromagnetic radiation, water or dirt.

Bei der Energieübertragungseinrichtung kann es sich um eine kontaktlose, beispielsweise induktive, Energieübertragung handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um lösbare galvanische Kontakte zur Energieübertragung handeln. Insbesondere kommen schleifende, klemmende, gefederte und/oder magnetische Kontakte in Frage. Darüber hinaus können Kontakte zur Übertragung von einem oder mehreren Erdungspotentialen vorgesehen sein.The energy transmission device can be a contactless, for example inductive, energy transmission. Alternatively or additionally, there can be detachable galvanic contacts for energy transmission. In particular, sliding, jamming, spring-loaded and/or magnetic contacts come into consideration. In addition, contacts can be provided for the transmission of one or more ground potentials.

Unter einem autonomen System ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein bewegliches lenkbares Objekt oder System zu verstehen, welches vorzugsweise vollautonom oder ferngesteuert lenkbar ist, beispielsweise in der Luft oder im Wasser oder in einem anderen Medium. Denkbar wäre ferner ein lenkbar rollendes oder schwimmendes oder auf Schienen bewegbares Objekt oder System.In the context of the present invention, an autonomous system is to be understood as meaning a movable steerable object or system which can preferably be steered fully autonomously or by remote control, for example in the air or in water or in another medium. A steerable, rolling or floating object or system, or one that can be moved on rails, would also be conceivable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous refinements and developments result from the further dependent claims and from the description with reference to the figures.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Energieübertragungseinrichtung zur kontaktfreien Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme ausgebildet. Die Energieübertragungseinrichtung kann dabei bei einer Ausführungsform ebenfalls innerhalb der abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme und des Steckers angeordnet und zum drahtlosen Energieaustausch zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme mittels drahtloser Energieübertragung ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich um eine integrierte Bauweise handeln, wobei die Energieübertragungseinrichtung und die Datenübertragungseinrichtung ineinander verschachtelt angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich die Abreißverbindungsanordnung besonders kompakt ausbilden. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die kontaktfreie Energieübertragungseinrichtung und die Datenübertragungseinrichtung an vorbestimmten unterschiedlichen Seiten des Steckers und der Steckeraufnahme vorgesehen. Auf diese Weise lässt sich der jeweils vorgesehene Spalt auf die jeweilige Übertragungsart optimal abstimmen.According to a further development, the energy transmission device is designed for contact-free transmission of electrical energy between the plug and the plug receptacle. In one embodiment, the energy transmission device can likewise be arranged inside the sealed sections of the plug socket and the plug and can be designed for wireless energy exchange between the plug and the plug socket by means of wireless energy transmission. In particular, an integrated design can be involved, with the energy transmission device and the data transmission device being arranged nested in one another. In this way, the tear-off connection arrangement can be made particularly compact. In a further embodiment, the non-contact energy transmission device and the data transmission device are provided on predetermined different sides of the plug and the plug socket. In this way, the respectively provided gap can be optimally matched to the respective type of transmission.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Energieübertragungseinrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie jeweils eine in den Stecker integrierte Spule und eine in die Steckeraufnahme integrierte Spule auf. Beispielsweise handelt es sich um drahtlose Leistungs-Ladespulen, die über eine hohe Induktivität, einen hohen Q-Faktor und einen hohen DC-Widerstand (DCR) verfügen. Derartige Spulen werden auch als WPCC (Wireless Power Charging Coils) bezeichnet. Die Spulen (WPCC) ermöglichen somit die drahtlose Stromversorgung über eine induktive Kopplung zwischen Stecker und Steckeraufnahme.According to one embodiment, the energy transmission device for the inductive transmission of electrical energy has a coil integrated in the plug and a coil integrated in the plug receptacle. For example, these are wireless power charging coils that have high inductance, high Q-factor, and high DC resistance (DCR). Such coils are also referred to as WPCC (Wireless Power Charging Coils). The coils (WPCC) thus enable wireless power supply via an inductive coupling between the connector and connector receptacle.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Spulenachsen der Spulen jeweils quer zu einer vorbestimmten Abzugsrichtung des Steckers angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind die Spulenachsen der Spulen jeweils quer zu einer vorbestimmten Bewegungsrichtung eines mit der Steckeraufnahme gekoppelten autonomen Systems angeordnet. Auf diese Weise lässt sich einerseits die Geometrie und andererseits der jeweils vorgesehene Spalt auf die jeweilige Übertragungsart optimal abstimmen. Beispielsweise sind auf diese Weise sehr flache Steckerbauweisen ermöglicht.According to one embodiment, the coil axes of the coils are each arranged transversely to a predetermined direction of removal of the plug. Alternatively or additionally, the coil axes of the coils are each arranged transversely to a predetermined direction of movement of an autonomous system coupled to the connector receptacle. In this way, on the one hand, the geometry and, on the other hand, the respectively provided gap can be optimally matched to the respective type of transmission. For example, very flat connector designs are made possible in this way.

Gemäß einer Ausführungsform sind an dem Stecker und an der Steckeraufnahme jeweils beidseitig Spulen vorgesehen. Auf diese Weise kann die übertragbare elektrische Leistung erhöht werden.According to one embodiment, coils are provided on both sides of the plug and the plug receptacle. In this way, the electrical power that can be transmitted can be increased.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Datenübertragungseinrichtung eine in den Stecker integrierte erste Lichtsendeempfängereinheit und eine in die Steckeraufnahme integrierte zweite Lichtsendeempfängereinheit auf. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die entsprechend Lichtsendeempfängereinheit sowohl einen Transmitter als auch einen Receiver auf, sodass sie als sogenannte Transceiver zur bidirektionalen Kommunikation ausgebildet sind. Vorteilhaft erlaubt die die Datenübertragungseinrichtung somit eine bidirektionale Kommunikation zwischen Stecker und Steckeraufnahme. Selbstverständlich wäre aber auch eine räumliche Aufteilung von Transmitter und Receiver denkbar.According to one embodiment, the data transmission device has a first light transceiver unit integrated into the plug and a second light transceiver unit integrated into the plug receptacle. In an advantageous embodiment, the corresponding light transceiver units have both a transmitter and a receiver, so that they are designed as so-called transceivers for bidirectional communication. The data transmission device thus advantageously allows bidirectional communication between the connector and the connector receptacle. Of course, a spatial division of transmitter and receiver would also be conceivable.

Gemäß einer Weiterbildung sind die erste Lichtsendeempfängereinheit und die zweite Lichtsendeempfängereinheit jeweils in dem durch die Dichtungseinrichtung in dem aufgenommenen Zustand abgedichteten Abschnitt angeordnet. Ein Lichtübertragungsweg im Spalt zwischen den Lichtsendeempfängereinheiten ist somit stets ungestört bzw. von der Dichtungseinrichtung vor Umwelteinflüssen geschützt.According to a development, the first light transceiver unit and the second light transceiver unit are each arranged in the section sealed by the sealing device in the accommodated state. A light transmission path in the gap between the light transceiver units is thus always undisturbed or protected from environmental influences by the sealing device.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Datenübertragungseinrichtung mehrere in den Stecker integrierte erste Lichtsendeempfängereinheiten und mehrere in die Steckeraufnahme integrierte zweite Lichtsendeempfängereinheiten zur Bereitstellung mehrerer räumlich verteilter optischer Datenübertragungsstrecken auf. Auf diese Weise können entweder noch größere Datenmengen übertragen werden, beispielsweise für hochauflösende Videodaten. Alternativ oder zusätzlich können physikalisch getrennte Übertragungswege für Verschlüsselungstechnologien bereitgestellt werden, beispielsweise für ein sogenanntes rot/schwarz-Konzept. Dies beschreibt eine sichere Abschottung in kryptografischen Umgebungen zwischen unverschlüsselten (Plaintext / Klartext) heiklen oder klassifizierten Informationen (red signals / rote Signale) von den verschlüsselten Informationen, auch Ciphertext (black signals / schwarze Signale) genannt. Weiter alternativ oder zusätzlich können auch mehrere drahtlose optische (LiFi) Übertragungsstrecken auch als räumlich verteilte Redundanz eingesetzt werden.According to one embodiment, the data transmission device has a plurality of first light transceiver units integrated into the plug and a plurality of second light transceiver units integrated into the plug receptacle to provide a plurality of spatially distributed optical data transmission paths. In this way, either even larger amounts of data can be transmitted, for example for high-resolution video data. Alternatively or additionally, physically separate transmission paths for encryption technologies can be provided, for example for a so-called red/black concept. This describes a secure isolation in cryptographic environments between unencrypted (plaintext / plaintext) sensitive or classified information (red signals / red signals) from the encrypted information, also called ciphertext (black signals / black signals). Further alternatively or additionally, several wireless optical (LiFi) transmission links can also be used as spatially distributed redundancy.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Masseverbindungseinrichtung zur Kopplung der Steckeraufnahme und des Steckers an ein Erdungspotential vorgesehen. Auf diese Weise kann ein Erdungspotential (engl. Ground bzw. kurz GND) übermittelt werden. Möglich sind auch zwei oder mehr getrennte Masseverbindungseinrichtungen für mehrere Erdungspotentiale, beispielsweise getrennt für analoge Signale (AGND) und digitale Signale (DGND).According to one embodiment, a ground connection device is provided for coupling the plug socket and the plug to a ground potential. In this way, a ground potential (or GND for short) can be transmitted. Two or more separate ground connection devices for a plurality of ground potentials are also possible, for example separate for analog signals (AGND) and digital signals (DGND).

Gemäß einer Ausführungsform weist die Masseverbindungseinrichtung ein in den Stecker integriertes erstes elektrisches Kontaktelement und ein korrespondierendes in die Steckeraufnahme integriertes zweites elektrisches Kontaktelement auf. Gemäß einer Weiterbildung sind das erste und das zweite Kontaktelement als zumindest teilweise federnde Magnetkontakte ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest das erste oder das zweite Kontaktelement oder beide als federnder Flächenkontakt ausgebildet. Auf diese Weise ist eine Normalkraft zur sicheren Kontaktierung bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich können bei einer Ausführungsform zueinander korrespondierenden Kraftschlusselemente an den ersten und zweiten Kontaktelementen vorgesehen sein. Auf diese Weise wird beim Einstecken des Steckers vorteilhaft eine haptische Rückmeldung zur Verrastung des Steckers bereitgestellt.According to one embodiment, the ground connection device has a first electrical contact element integrated into the plug and a corresponding second electrical contact element integrated into the plug socket. According to a development, the first and the second contact element are designed as at least partially resilient magnetic contacts. Alternatively or additionally, at least the first or the second contact element or both is designed as a resilient surface contact. In this way, a normal force is provided for reliable contact. Alternatively or additionally, in one embodiment, force-fitting elements that correspond to one another can be provided on the first and second contact elements. In this way, when the plug is plugged in, haptic feedback on the latching of the plug is advantageously provided.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Steckeraufnahme eine Mehrzahl von Permanentmagneten zur magnetischen Befestigung des Steckers in der Steckeraufnahme auf. Alternativ oder zusätzlich weist der Stecker eine Mehrzahl von Permanentmagneten zur magnetischen Befestigung des Steckers in der Steckeraufnahme auf. Insbesondere handelt es sich zumindest teilweise um gefederte, beispielsweise stets federvorgespannt oder im gelösten Zustand kraftfrei und/oder im eingesteckten Zustand entgegen der Magnetkraft federvorgespannt gelagerte Permanentmagnete.According to one embodiment, the connector receptacle has a plurality of permanent magnets for magnetically fastening the connector in the connector receptacle. Alternatively or additionally, the connector has a plurality of permanent magnets for magnetic attachment of the connector in the connector receptacle. In particular, they are at least partially spring-mounted permanent magnets, for example always spring-loaded or force-free in the released state and/or spring-loaded against the magnetic force in the inserted state.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Permanentmagnete als Leiterkontakte zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder Signalen und/oder Potentialen ausgebildet und vorgesehen. Beispielsweise können sie zur Übertragung von Erdungspotentialen vorgesehen sein. Insbesondere kann es sich dazu um leitend beschichtete, beispielsweise vergoldete, Permanentmagnete handeln.According to one embodiment, the permanent magnets are designed and provided as conductor contacts for the transmission of electrical energy and/or signals and/or potentials. For example, they can be provided for the transmission of ground potentials. In particular, permanent magnets with a conductive coating, for example gold-plated, can be involved.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Permanentmagnete in formkodierter Weise angeordnet, sodass damit eine einzig mögliche Position des Steckers relativ zu der Steckeraufnahme in dem aufgenommenen Zustand vorbestimmt ist. Somit wird vorteilhaft eine Falschbedienung oder -verwendung, beispielsweise in nicht vorbestimmter Weise mit einer anderen bzw. inkompatiblen Steckeraufnahme, ausgeschlossen.According to one embodiment, the permanent magnets are arranged in a shape-coded manner, so that a single possible position of the connector relative to the connector receptacle in the received state is predetermined. Incorrect operation or use, for example in an unpredictable manner with a different or incompatible plug receptacle, is thus advantageously ruled out.

Gemäß einer Ausführungsform sind der Stecker und die Steckeraufnahme jeweils vollständig elektrisch isolierend eingekapselt ausgebildet, insbesondere ohne galvanische Kontakte. Auf diese Weise ist eine hermetische Ausbildung jeweils des Steckers und der Steckeraufnahme selbst ermöglicht, was eine Fehler- und Ausfallwahrscheinlichkeit vorteilhaft reduziert sowie eine Wiederverwendbarkeit gewährleistet.According to one embodiment, the plug and the plug socket are each encapsulated in a completely electrically insulating manner, in particular without galvanic contacts. To this Way is a hermetic training each of the connector and the connector receptacle itself allows, which advantageously reduces the probability of error and failure and ensures reusability.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steckeraufnahme als zumindest abschnittsweise schräg oder konisch zulaufende Tasche ausgebildet. Ferner weist der Stecker entsprechend zulaufende Auszugsschrägen auf, welche in dem aufgenommenen Zustand zumindest abschnittsweise in Kontakt mit der Tasche bzw. derer schrägen Seitenflächen sind. Insbesondere sind die Auszugsschrägen zum flächigen Kontakt mit der Tasche ausgelegt. Mittels der Auszugsschrägen ist gewährleistet, dass sich der Stecker bei nicht axialem Zug oder widrigen Wetterbedingungen, wie Eisansatz oder Frost, dennoch stets problemfrei zum Abreißen der Verbindungsanordnung von der Steckeraufnahme lösen kann.According to one embodiment, the connector receptacle is designed as a pocket that tapers obliquely or conically at least in sections. Furthermore, the plug has correspondingly tapering extraction bevels, which in the received state are at least partially in contact with the pocket or its inclined side surfaces. In particular, the pull-out bevels are designed for surface contact with the bag. The pull-out bevels ensure that the plug can always be detached from the plug socket without any problems when it is not pulled axially or under adverse weather conditions, such as ice or frost, so that the connection arrangement can be torn off.

Gemäß einer Ausführungsform eines Flugkörpers wäre es möglich, mehrere Steckeraufnahmen vorzusehen, beispielsweise jeweils eine in den Kreisquadranten der Hülle. Auf diese Weise kann entweder eine flexible Lagerung und/oder mehr elektrische Leistung bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können noch weitere räumlich getrennte Datenübertragungswege bereitgestellt werden.According to one embodiment of a missile, it would be possible to provide a plurality of connector receptacles, for example one in each quadrant of the envelope. In this way, either flexible mounting and/or more electrical power can be provided. As an alternative or in addition, further spatially separate data transmission paths can be provided.

Gemäß einer Ausführungsform eines Flugkörpers ist die Steckeraufnahme am Heck des Flugkörpers, insbesondere an einer den Flugkörper am Heck abschließenden Fläche oder Kante, in die Hülle integriert ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich eine besonders luftwiderstandsarme Integration der Steckeraufnahme in die Hülle realisieren.According to one embodiment of a missile, the connector receptacle at the tail of the missile, in particular on a surface or edge closing off the missile at the tail, is designed to be integrated into the casing. In this way, it is possible to integrate the connector receptacle into the shell with particularly low air resistance.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, insofar as this makes sense. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

  • 1 eine schematische Darstellung einer abreißbaren Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme;
  • 2 eine Draufsicht auf einen Stecker gemäß einer Ausführungsform einer abreißbaren Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung;
  • 3 eine Draufsicht auf eine zu dem Stecker nach 2 korrespondierende Steckeraufnahme;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Flugkörpers mit einer Steckeraufnahme nach 3;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Steckers gemäß einer weiteren Ausführungsform einer abreißbaren Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung;
  • 6A, 6B perspektivische Ansichten der weiteren Ausführungsform einer abreißbaren Verbindungsanordnung mit einem Stecker gemäß 5 und korrespondierender Steckeraufnahme;
  • 7 eine axiale Draufsicht auf die Verbindungsanordnung nach 6A und 6B;
  • 8 eine schematische Darstellung eines Flugkörpers in einem über eine Verbindungsanordnung nach 7 mit Energie- und Datenübertragung versorgten Zustand;
  • 9 eine schematische Schnittansicht einer abreißbaren Verbindungsanordnung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform;
  • 10 eine schematische Draufsicht auf eine Kontur der Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform;
  • 11 eine schematische Draufsicht auf eine Kontur der Verbindungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 12 eine schematische Schnittansicht eines Magnetkontakts; und
  • 13 ein schematischer Signallaufplan für eine Verbindungsanordnung nach 9.
The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments given in the schematic figures. They show:
  • 1 a schematic representation of a detachable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems;
  • 2 a plan view of a connector according to an embodiment of a tearable connection arrangement for power and data transmission;
  • 3 a plan view of a according to the connector 2 corresponding connector receptacle;
  • 4 a schematic representation of a missile with a connector receptacle 3 ;
  • 5 a perspective view of a connector according to a further embodiment of a tearable connection arrangement for power and data transmission;
  • 6A , 6B Perspective views of another embodiment of a breakable connector assembly with a plug according to FIG 5 and corresponding connector receptacle;
  • 7 1 shows an axial plan view of the connection arrangement 6A and 6B ;
  • 8th a schematic representation of a missile in a via a connection arrangement 7 state supplied with energy and data transmission;
  • 9 Figure 12 is a schematic sectional view of a breakaway connector assembly according to yet another embodiment;
  • 10 a schematic plan view of a contour of the connection arrangement according to an embodiment;
  • 11 a schematic plan view of a contour of the connection arrangement according to a further embodiment;
  • 12 a schematic sectional view of a magnetic contact; and
  • 13 a schematic signal flow diagram for a connection arrangement 9 .

Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying figures are intended to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing there are identical, functionally identical and identically acting elements, features and components - unless otherwise stated is carried out - each provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer abreißbaren Verbindungsanordnung zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme. 1 shows a schematic representation of a detachable connection arrangement for energy and data transmission for autonomous systems.

Die abreißbare Verbindungsanordnung 1 ist mit ihren kompakten Abmaßen und vergleichsweise hohen Datenübertragungsraten insbesondere für Flugkörper, vorzugsweise leichte Lenkflugkörper, einsetzbar. Sie umfasst eine in 1 mit einer topfförmigen Kontur symbolisierte Steckeraufnahme 2 und einen in der Steckeraufnahme 2 aufnehmbaren Stecker 3.With its compact dimensions and comparatively high data transmission rates, the detachable connection arrangement 1 can be used in particular for missiles, preferably light guided missiles. It includes an in 1 plug receptacle 2 symbolized by a pot-shaped contour and a plug 3 that can be accommodated in plug receptacle 2.

Der Stecker 3 ist in 1 mit einer Hutform symbolisiert und weist einen sich in die Steckeraufnahme 2 erstreckenden Fortsatz und einen am Rand der Steckeraufnahme 2 abstützbaren Flansch auf. Selbstverständlich ist eine Form der Steckeraufnahme und des Steckers sowie deren Stützflächen grundsätzlich freibleibend bzw. an eine Integration oder Einbausituation anpassbar, sodass die hier dargestellte Formgebung rein illustrativ zu verstehen ist. Eine Einsteck-/Abzugsrichtung R des Steckers ist mit einem dicken Pfeil symbolisiert. Weiterhin symbolisiert dargestellt ist eine Zuleitung des Steckers 3, welche sowohl zur Zuleitung von Energie, insbesondere elektrischer Energie, als auch zur Zuleitung von Daten ausgebildet ist.The connector 3 is in 1 symbolized with a hat shape and has an extension extending into the connector receptacle 2 and a flange that can be supported on the edge of the connector receptacle 2 . Of course, the shape of the connector receptacle and the connector as well as their support surfaces is always optional or can be adapted to an integration or installation situation, so that the shape shown here is to be understood purely as an illustration. An insertion/removal direction R of the connector is symbolized by a thick arrow. Also represented symbolically is a feed line of the plug 3, which is designed both for the feed of energy, in particular electrical energy, and for the feed of data.

Die Verbindungsanordnung weist eine Energieübertragungseinrichtung 4 auf, welche zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker 3 und der Steckeraufnahme 2 in einem aufgenommenen Zustand ausgebildet ist. In 1 ist diese beispielhaft mit einem am Kopf des Steckers 3 angeordneten Energieübertragungselement 4a gebildet, welches mit der Zuleitung verbunden ist. Ferner ist am Boden der Steckeraufnahme 2 ein korrespondierendes Energieübertragungselement 4b vorgesehen, welches mit einer Ableitung zu einem zu versorgenden System verbunden ist. Die Energieübertragungseinrichtung 4 kann unterschiedlichste Arten von Energieübertragungselementen 4a, 4b umfassen, beispielsweise galvanische Kontakte, induktive Übertragungselemente, kapazitive Übertragungselemente, und/oder dergleichen. Die Energieübertragungselementen 4a, 4b können nur lokal oder an mehreren über den Umfang verteilten Stellen symmetrisch oder umlaufend um die Geometrie des Bodens der Steckeraufnahme 2 und/oder des Kopfs des Steckers 3 ausgebildet sein.The connection arrangement has an energy transmission device 4, which is designed to transmit electrical energy between the plug 3 and the plug socket 2 in a received state. In 1 this is formed by way of example with an energy transmission element 4a which is arranged at the head of the plug 3 and which is connected to the supply line. Furthermore, a corresponding energy transmission element 4b is provided on the bottom of the plug socket 2, which is connected to a derivation to a system to be supplied. The energy transmission device 4 can include a wide variety of types of energy transmission elements 4a, 4b, for example galvanic contacts, inductive transmission elements, capacitive transmission elements, and/or the like. The energy transmission elements 4a, 4b can be embodied only locally or at a number of points distributed over the circumference, symmetrically or circumferentially around the geometry of the bottom of the plug socket 2 and/or the head of the plug 3.

Darüber hinaus ist in der Verbindungsvorrichtung eine Dichtungseinrichtung 5 vorgesehen, welche zum lösbaren Abdichten eines Abschnitts der Steckeraufnahme 2 mit einem Abschnitt des Steckers 3 in dem dargestellten aufgenommenen Zustand ausgebildet ist. Beispielhaft ist die Dichtungseinrichtung in 1 im Bereich einer Flansch-Schulter des Steckers 3 bzw. im Bereich des oberen Randes einer Innenfläche der Steckeraufnahme 2 angeordnet. Auf diese Weise sind die abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme2 und des Steckers 3 gegenüber Umgebungsmedien abgedichtet. Vorzugsweise handelt es sich um eine hermetische Abdichtung, welche ein Eindringen von Luft und Wasser in die abgedichteten Abschnitte verhindert. Die Dichtungseinrichtung 5 kann in vielfältiger Weise realisiert sein. Rein symbolisch ist sie hier als O-Ring eingezeichnet, es kann sich aber beispielsweise auch um eine an den Stecker 3 und/oder an die Steckeraufnahme 2 angeformte umlaufende Dichtlippe oder dergleichen handeln. Ferner wäre auch eine mehrstufige Dichtungseinrichtung 5 denkbar, welche mehrere redundante Dichtebenen aufweist. Ferner sind auch andere räumliche Anordnungen der Dichteinrichtung bzw. derer Dichtebenen denkbar, beispielsweise auf einer anderen Höhe und/oder am Kopf des Steckers 3 und/oder am Boden der Steckeraufnahme und/oder am Flansch.In addition, a sealing device 5 is provided in the connecting device, which is designed for the releasable sealing of a section of the plug receptacle 2 with a section of the plug 3 in the illustrated received state. The sealing device in 1 arranged in the area of a flange shoulder of the plug 3 or in the area of the upper edge of an inner surface of the plug socket 2 . In this way, the sealed sections of the connector socket 2 and the connector 3 are sealed against the surrounding media. It is preferably a hermetic seal which prevents air and water from entering the sealed sections. The sealing device 5 can be implemented in many different ways. It is shown here purely symbolically as an O-ring, but it can also be, for example, a peripheral sealing lip or the like formed onto the plug 3 and/or onto the plug socket 2 . Furthermore, a multi-stage sealing device 5 would also be conceivable, which has a number of redundant sealing planes. Furthermore, other spatial arrangements of the sealing device or its sealing planes are also conceivable, for example at a different height and/or on the head of the plug 3 and/or on the bottom of the plug receptacle and/or on the flange.

Darüber hinaus ist eine Datenübertragungseinrichtung 6 vorgesehen, welche in dem aufgenommenen Zustand innerhalb der abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme 2 und des Steckers 3 angeordnet und zum drahtlosen Datenaustausch zwischen dem Stecker 3 und der Steckeraufnahme 2 mittels drahtloser optischer Datenübertragung ausgebildet ist. In 1 ist die Datenübertragungseinrichtung 6 beispielhaft mit einem am Kopf des Steckers 3 angeordneten optischen Datenübertragungselement 6a gebildet, welches mit der Zuleitung verbunden ist. Ferner ist am Boden der Steckeraufnahme 2 ein korrespondierendes optisches Datenübertragungselement 6b vorgesehen, welches mit einer Ableitung zu einem zu versorgenden System verbunden ist.In addition, a data transmission device 6 is provided which, in the received state, is arranged within the sealed sections of the connector socket 2 and the connector 3 and is designed for wireless data exchange between the connector 3 and the connector socket 2 by means of wireless optical data transmission. In 1 the data transmission device 6 is formed by way of example with an optical data transmission element 6a which is arranged at the head of the plug 3 and which is connected to the feed line. Furthermore, a corresponding optical data transmission element 6b is provided on the bottom of the connector receptacle 2, which is connected to a lead to a system to be supplied.

Die optische drahtlose Technologie zur Datenübertragung wird auch als LiFi bezeichnet (abgeleitet vom englischen light fidelity). Es handelt sich um die Übertragung von Daten durch das Medium Licht. Die Frequenzen können beispielhaft im sichtbaren Bereich von 400 THz (750 nm) und 800 THz (375 nm) oder im nahinfraroten Bereich von 400 THz und 200 THz (1510 nm) Liegen. Findet die Übertragung im sichtbaren Lichtspektrum statt, wird auch häufig von Visible Light Communication, kurz VLC, gesprochen. Findet sie im nahinfraroten Bereich statt, spricht man hingegen auch von der Infrared Communication, kurz IRC. Je nach Anforderungen an die Sendediode können verschiedene Technologien zur Erzeugung des optischen Signals eingesetzt werden. Dabei können beispielsweise Lumineszenzdioden und Laserdioden zum Einsatz kommen. Ferner kann eine Transmitteroptik vorgesehen sein, welche die Strahlung auf ein bestimmtes Sichtfeld fokussiert und eine gerichtete Übertragung zu dem gegenüberliegenden Empfänger ermöglicht. An der Empfängerseite werden die Lichtsignale von einem Fotodetektor aufgenommen und mittels optoelektronischer Wandler in das ursprüngliche elektrische Signal umgewandelt. Als optoelektronische Wandler können beispielsweise sogenannte Pin-Dioden oder Avalanche-Fotodioden eingesetzt werden. Beispielhaft hat das Fraunhofer IPMS eine LiFi-Technologien unter der Marktbezeichnung „Li-Fi Giga-Dock“ entwickelt, das im Hinblick auf die Übertragung auf kurze Strecken (bis 10 cm) mit vergleichsweise hohen Datenraten (bis 12,5 Gbit/s) und vergleichsweise geringen Latenzzeiten betreibbar und im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielhaft als Datenübertragungseinrichtung 6 einsetzbar ist.The optical wireless technology for data transmission is also known as LiFi (derived from the English light fidelity). It is the transmission of data through the medium of light. The frequencies can be, for example, in the visible range of 400 THz (750 nm) and 800 THz (375 nm) or in the near-infrared range of 400 THz and 200 THz (1510 nm). If the transmission takes place in the visible light spectrum, it is often referred to as Visible Light Communication, or VLC for short. If it takes place in the near-infrared range, it is also referred to as infrared communication, or IRC for short. Depending on the requirements of the transmitter diode, different technologies can be used to generate the optical signal. Luminescent diodes and laser diodes, for example, can be used here. Furthermore, a transmitter optics can be provided, which the radiation on a specific Focused field of view and enables directional transmission to the opposite receiver. On the receiver side, the light signals are recorded by a photodetector and converted into the original electrical signal by means of optoelectronic converters. For example, so-called pin diodes or avalanche photodiodes can be used as optoelectronic converters. As an example, the Fraunhofer IPMS has developed a LiFi technology under the market name "Li-Fi Giga-Dock" which, with regard to transmission over short distances (up to 10 cm) with comparatively high data rates (up to 12.5 Gbit/s) and can be operated with comparatively low latency times and can be used, for example, as a data transmission device 6 within the scope of the present invention.

2 zeigt eine Draufsicht auf einen Stecker 3 gemäß einer Ausführungsform einer abreißbaren Verbindungsanordnung 1 zur Energie- und Datenübertragung. 2 FIG. 1 shows a plan view of a connector 3 according to an embodiment of a detachable connection arrangement 1 for energy and data transmission.

3 zeigt eine Draufsicht auf eine zu dem Stecker 3 nach 2 korrespondierende Steckeraufnahme 2. 3 shows a plan view of a to the connector 3 after 2 corresponding connector receptacle 2.

Grundsätzlich sind die in Bezug auf 1 beschriebenen Merkmale übertragbar, wobei es sich hier um eine hinsichtlich der Formgebung aerodynamisch optimierte Variante in einer Tropfenform handelt. Der eingezeichnete Pfeil V gibt die vorrangige Fortbewegungsrichtung des autonomen Systems bzw. im Falle eines Flugkörpers die Flugrichtung an.Basically the pertaining to 1 The features described above can be transferred, which is an aerodynamically optimized variant in a teardrop shape in terms of shape. The arrow V that is drawn in indicates the primary direction of movement of the autonomous system or, in the case of a missile, the direction of flight.

Die hier in Draufsicht dargestellte Kontur des Steckers 3 kann, wie in 1 dargestellt, im Querschnitt hutförmig ausgebildet sein, wobei aber auch eine nahezu oder gänzlich flache Ausbildung denkbar ist. Selbiges gilt für die Kontur der Steckeraufnahme 2, welche eine korrespondierende topfförmige oder auch eine nahezu oder gänzlich flache Ausbildung aufweist.The contour of plug 3 shown here in plan view can, as in 1 shown, be hat-shaped in cross-section, but an almost or completely flat design is also conceivable. The same applies to the contour of the plug receptacle 2, which has a corresponding pot-shaped or an almost or completely flat design.

Als weiterer Unterschied sind im Flanschbereich des Steckers 3 eine Mehrzahl von Permanentmagneten 15 vorgesehen, die zur magnetischen Befestigung des Steckers 3 in der Steckeraufnahme 2 mit einer vorbestimmten magnetischen Haltekraft dienen. An der Steckeraufnahme sind dazu korrespondierende Permanentmagnete 15 vorgesehen. Selbstverständlich kann entweder Stecker oder an der Steckeraufnahme jeweils einer der korrespondierenden Permanentmagneten mit einem ferromagnetischen Material ersetzt werden. Die Permanentmagnete 15 sind in formkodierter Weise angeordnet, sodass damit eine einzig mögliche Position des Steckers 3 relativ zu der Steckeraufnahme 2 in dem aufgenommenen Zustand vorbestimmt ist. In der dargestellten Ausführungsform sind dazu jeweils an der hier rechts dargestellten Seite die Abstände zwischen den Permanentmagneten 15 kleiner als an der hier links dargestellten Seite. Selbstverständlich können die Magnete zur Kodierung in ihrer Ausrichtung und Lage auch in anderer Weise eindeutig angeordnet vorgesehen werden. Bei weiteren Ausführungsformen können zur Kodierung alternativ oder zusätzlich auch geringfügige mechanische Fortsätze und entsprechende Eintiefungen und/oder Rippen zur Formkodierung vorgesehen sein.As a further difference, a plurality of permanent magnets 15 are provided in the flange area of the plug 3, which serve to magnetically fasten the plug 3 in the plug socket 2 with a predetermined magnetic holding force. Corresponding permanent magnets 15 are provided on the connector receptacle. Of course, either the plug or one of the corresponding permanent magnets on the plug receptacle can be replaced with a ferromagnetic material. The permanent magnets 15 are arranged in a form-coded manner, so that a single possible position of the plug 3 relative to the plug receptacle 2 in the received state is predetermined. In the embodiment shown, the distances between the permanent magnets 15 are smaller on the side shown here on the right than on the side shown here on the left. Of course, the magnets can also be clearly arranged in a different way for coding in terms of their orientation and position. In further embodiments, small mechanical extensions and corresponding depressions and/or ribs for shape coding can also be provided as an alternative or in addition.

Darüber hinaus ist es denkbar, die Permanentmagnete 15 als diverse galvanische Kontakte auszubilden. Dazu können die Permanentmagnete zumindest an einer Seite, insbesondere an dem Stecket, axial beweglich und gefedert angeordnet und ggfs. zusätzlich mit einer leitenden Beschichtung versehen werden. Somit können zusätzliche Funktionen über die Permanentmagnete realisiert werden, beispielsweise eine zusätzliche Energieversorgung, ein zusätzlicher Signalweg, oder dergleichen.In addition, it is conceivable for the permanent magnets 15 to be in the form of various galvanic contacts. For this purpose, the permanent magnets can be arranged at least on one side, in particular on the connector, in an axially movable and spring-loaded manner and, if necessary, additionally provided with a conductive coating. Additional functions can thus be implemented via the permanent magnets, for example an additional energy supply, an additional signal path, or the like.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Formkodierung kann bei weiteren Ausführungsformen auch eine elektronische Freigabeeinrichtung zur Herstellung einer Signal- und/oder Energieversorgungsverbindung erst nach elektronischer Verifikation vorgesehen sein. Beispielsweise wäre es dazu denkbar, eine Freigabe der Leistungs- und Daten-Übertragung mittels Abfrage eines in der Steckeraufnahme und/oder im Stecker integrierten RFID-Chips sicherzustellen.As an alternative or in addition to a form coding, an electronic release device for establishing a signal and/or power supply connection only after electronic verification can also be provided in further embodiments. For example, it would be conceivable to ensure the release of power and data transmission by querying an RFID chip integrated in the connector receptacle and/or in the connector.

Die Energieübertragungseinrichtung 4 ist hier zur kontaktfreien induktiven Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker 3 und der Steckeraufnahme 2 ausgebildet und weist dazu jeweils eine in dem Stecker 3 integrierte Spule 7 und eine in der Steckeraufnahme 2 integrierte Spule 8 auf. Die Spulen 7, 8 können beispielsweise als offene Topfkern-Spulenkörper aus ferrit-magnetischem Material ausgebildet sein. Auf diese Weise wird ein leistungsstarkes elektromagnetisches Feld konzentriert und so ein drahtloses Energieversorgungssystem zur möglichst verlustarmen Kopplung der Senderspule, beispielsweise der in den Stecker integrierten Spule 7, mit der Empfängerspule, beispielsweise der in die Steckeraufnahme integrierten Spule 8, zu erreichen. Die jeweiligen Spulenachsen sind dabei quer zu der vorbestimmten Bewegungsrichtung V eines mit der Steckeraufnahme 2 gekoppelten autonomen Systems angeordnet. In dem aufgenommenen Zustand ist ein möglichst kleiner Luftspalt zwischen Sender- und Empfänger-Spulen 7, 8 vorgesehen. Auf diese Weise wird die Verlustleistung reduziert. Ferner wird durch die Spulen 7, 8 gleichzeitig die Umgebung vor unzulässigen oder störenden Feldern hinreichend geschützt.The energy transmission device 4 is designed here for contact-free inductive transmission of electrical energy between the plug 3 and the plug receptacle 2 and has a coil 7 integrated in the plug 3 and a coil 8 integrated in the plug receptacle 2 for this purpose. The coils 7, 8 can be designed, for example, as open pot-core coil bodies made of ferrite-magnetic material. In this way, a powerful electromagnetic field is concentrated and a wireless energy supply system for coupling the transmitter coil, for example the coil 7 integrated in the plug, with the receiver coil, for example the coil 8 integrated in the plug receptacle, with as little loss as possible is achieved. The respective coil axes are arranged transversely to the predetermined direction of movement V of an autonomous system coupled to the connector receptacle 2 . In the recorded state, the smallest possible air gap between transmitter and receiver coils 7, 8 is provided. In this way, the power loss is reduced. Furthermore, the environment is sufficiently protected from impermissible or disruptive fields by the coils 7, 8 at the same time.

Zentral innerhalb der Spulen 7, 8 befindet sich die Datenübertragungseinrichtung 6, welche hier mit einer in den Stecker 3 integrierten ersten Lichtsendeempfängereinheit 9 und einer in die Steckeraufnahme 2 integrierten zweiten Lichtsendeempfängereinheit 10 ausgebildet ist. Die Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 sind innerhalb des freien Zentrums der Spulen 7, 8 angeordnet und durch eine konzentrisch um zumindest eine Lichtsendeempfängereinheit angeordnete Dichtungseinrichtung 5 in dem aufgenommenen Zustand gegenüber Umgebungsmedien abgedichtet.The data transmission device 6 is located centrally within the coils 7 , 8 and is configured here with a first light transceiver unit 9 integrated into the plug 3 and a second light transceiver unit 10 integrated into the plug receptacle 2 . The light transceiver units 9, 10 are arranged within the free center of the coils 7, 8 and are sealed off from surrounding media in the received state by a sealing device 5 arranged concentrically around at least one light transceiver unit.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Dichtungseinrichtung 5 eine Dichtfläche und zusätzlich einen gegen den Dichtfläche abdichtenden Metallzylinder 19 als Schutz gegen elektromagnetische Störfelder auf, der die Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 umgibt. Somit kann beispielsweise in einem geöffneten Zustand die erste Lichtsendeempfängereinheit 9 von der Dichtungsfläche 5 und die zweite Lichtsendeempfängereinheit 10 von den Metallzylinder 19 umgeben sein, wobei in dem aufgenommenen Zustand der Metallzylinder 19 gegen Dichtungseinrichtung 5 abgedichtet wird und beide Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 umgibt.In the illustrated embodiment, the sealing device 5 has a sealing surface and, in addition, a metal cylinder 19 that seals against the sealing surface as protection against electromagnetic interference fields and surrounds the light transceiver units 9, 10. Thus, for example, in an open state, the first light transceiver unit 9 can be surrounded by the sealing surface 5 and the second light transceiver unit 10 can be surrounded by the metal cylinder 19, with the metal cylinder 19 being sealed against the sealing device 5 in the received state and surrounding both light transceiver units 9, 10.

Bei weiteren Ausführungsformen wären auch voneinander unabhängige Anordnungen der Dichtungseinrichtung 5 und des Metallzylinders 19 oder andersartige die Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 umgebende Dichtungseinrichtungen 5 ohne Metallzylinder 19 denkbar.In further embodiments, mutually independent arrangements of the sealing device 5 and the metal cylinder 19 or other types of sealing devices 5 surrounding the light transceiver units 9, 10 without a metal cylinder 19 would also be conceivable.

Zusätzlich ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Masseverbindungseinrichtung 11 zur Kopplung der Steckeraufnahme 2 und des Steckers 3 an ein Erdungspotential vorgesehen. Auf diese Weise wird beispielsweise zwischen einer mit dem Stecker verbundenen Trägereinrichtung und dem die Steckeraufnahme aufweisenden autonomen System, beispielsweise einem Flugkörper, ein Potentialausgleich realisiert. Die Masseverbindungseinrichtung 11 weist dazu ein in den Stecker 3 integriertes erstes elektrisches Kontaktelement 12 und ein korrespondierendes in die Steckeraufnahme 2 integriertes zweites elektrisches Kontaktelement 13 aufweist. Das erste und zweite Kontaktelemente 12, 13 sind hier beispielhaft als zumindest teilweise federnde Magnetkontakte ausgebildet. Ferner sind hier beispielhaft zwei erste und zwei zweite Kontaktelemente 12, 13 vorgesehen, womit zwei unabhängige Erdungspfade bereitgestellt werden.In addition, in the embodiment shown, a ground connection device 11 is provided for coupling the plug socket 2 and the plug 3 to a ground potential. In this way, potential equalization is realized, for example, between a carrier device connected to the plug and the autonomous system, for example a missile, that has the plug receptacle. For this purpose, the ground connection device 11 has a first electrical contact element 12 integrated into the plug 3 and a corresponding second electrical contact element 13 integrated into the plug receptacle 2 . The first and second contact elements 12, 13 are designed here, for example, as at least partially resilient magnetic contacts. Furthermore, two first and two second contact elements 12, 13 are provided here by way of example, whereby two independent grounding paths are provided.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Flugkörpers 20 mit einer Steckeraufnahme 2 nach 3. 4 shows a schematic representation of a missile 20 with a connector receptacle 2 after 3 .

Der Flugkörper 20 ist hier beispielhaft als vergleichsweise kleinerer Lenkflugkörper, beispielsweise eine Luft-Luft-Rakete und/oder Luft-Boden-Rakete für Kurzstrecken und/oder Mittelstrecken, ausgebildet. Der Flugkörper 20 weist eine äußere Hülle 21 auf, in welche die Steckeraufnahme 2 eingelassen ist. Die dargestellte Position der Steckeraufnahme 2 ist rein illustrativ zu verstehen und kann tatsächlich an vielfältigen Positionen um den Umfang und entlang der Länge des Flugkörpers 20 angeordnet sein.The missile 20 is designed here, for example, as a comparatively smaller guided missile, for example an air-to-air missile and/or air-to-surface missile for short-distance and/or medium-distance routes. The missile 20 has an outer shell 21 into which the connector receptacle 2 is embedded. The illustrated position of the connector receptacle 2 is to be understood purely as an illustration and can in fact be arranged at various positions around the circumference and along the length of the missile 20 .

Die Steckeraufnahme 2 weist zumindest eine Spule 8 zur drahtlosen Energieversorgung und eine Lichtsendeempfängereinheit 10 zum drahtlosen optischen Datenaustausch des Flugkörpers 20 mittels eines korrespondierenden in der Steckeraufnahme 2 aufnehmbaren sowie zur optischen Datenübertragung und drahtlosen Energieversorgung ausgelegten Steckers 3 auf.The connector receptacle 2 has at least one coil 8 for wireless energy supply and a light transceiver unit 10 for wireless optical data exchange of the missile 20 by means of a corresponding connector 3 that can be accommodated in the connector receptacle 2 and is designed for optical data transmission and wireless energy supply.

Der Stecker kann in einer vorbestimmten Position auf die Steckeraufnahme aufgesetzt werden. Auf diese Weise wird die Spule seitlich auf die Hülle 21 des Flugkörpers 20 aufgelegt und eine Verbindung zwischen Stecker 3 und Steckeraufnahme 2 hergestellt, sodass die Energie- und Datenübertragung beginnen kann. Vorzugsweise bleibt die Verbindung bis zum Start des Flugkörpers bestehen und wird durch selbsttätiges Abreißen der Verbindungsanordnung bei dem Start, insbesondere durch Überwinden der magnetischen Haltekräfte, gelöst.The connector can be placed on the connector receptacle in a predetermined position. In this way, the coil is placed laterally on the shell 21 of the missile 20 and a connection is made between the connector 3 and the connector receptacle 2, so that the energy and data transmission can begin. The connection preferably remains in place until the missile is launched and is released by the connection arrangement automatically tearing off during launch, in particular by overcoming the magnetic holding forces.

Eine weitere Ausführungsform kann eine andere Anordnung und Geometire vorsehen und dazu die in den Stecker integrierte Spule samt dem restlichen Stecker in eine Steckeraufnahme des empfangenden Systems/Objekts, insbesondere in die Hülle 21 eines Flugkörpers 20, versenkt axial einzustecken. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn es die Platzverhältnisse nicht anders zulassen oder besonders strömungsgünstige Bauweisen erforderlich sind.A further embodiment can provide a different arrangement and geometry and for this purpose the coil integrated in the plug together with the remaining plug can be inserted countersunk axially into a plug receptacle of the receiving system/object, in particular into the shell 21 of a missile 20 . This can be useful if the space conditions do not allow otherwise or particularly streamlined designs are required.

5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckers 3 gemäß einer derartigen weiteren Ausführungsform einer abreißbaren Verbindungsanordnung 1 zur Energie- und Datenübertragung. 5 shows a perspective view of a plug 3 according to such a further embodiment of a detachable connection arrangement 1 for energy and data transmission.

Der hier dargestellte Stecker 3 ist im Unterschied zum Stecker gemäß 2 zur versenkten Aufnahme in einer Steckeraufnahme 2 ausgebildet. Es handelt sich um einen Stecker 3 mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt, dessen Einsteck-Richtung R hier mit dem eingezeichneten dicken Pfeil symbolisiert ist und im Wesentlichen parallel zu einer nicht dargestellten Mittelachse der Kreisbogenform verläuft.The connector 3 shown here is different from the connector according to 2 designed to be recessed in a plug receptacle 2 . It is a plug 3 with an arcuate cross section, the insertion direction R of which is symbolized here by the thick arrow shown and runs essentially parallel to a central axis of the arcuate shape, not shown.

Eine Zuleitung Z ist hier beispielhaft als zur Übertragung von Abreißlasten geeignet ausgebildetes verstärktes Flachkabel ausgebildet und versorgt sämtliche funktionalen Abschnitte des Steckers mit Energie und/oder Daten. Zur mechanischen Lastaufnahme können zusätzliche in dem Stecker 3 verankerte Litzen vorgesehen sein, welche hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.A supply line Z is designed here, for example, as a reinforced flat cable designed to be suitable for the transmission of tear-off loads and supplies all functional sections of the plug with energy and/or data. Additional strands anchored in the plug 3 can be provided for mechanical load absorption, which are not shown here for the sake of clarity.

Der Aufbau der hier dargestellten Ausführungsform eines Steckers 3 unterscheidet sich von 2 ferner dadurch, dass die funktionalen Abschnitte zur Energie und Datenübertragung nicht lediglich an einer gemeinsamen Stirnseite, sondern über verschiedene Seitenflächen verteilt angeordnet sind.The structure of the embodiment of a connector 3 shown here differs from 2 further in that the functional sections for energy and data transmission are not only arranged on a common end face, but distributed over different side surfaces.

Die Dichtungseinrichtung 5 ist dazu an einem oberen Rand des Steckers 3 angeordnet und umschließt diesen vollständig. Sie ist zur hermetischen Dichtung gegen einen Rand einer als Tasche ausgebildeten Steckeraufnahme 2 ausgebildet.For this purpose, the sealing device 5 is arranged on an upper edge of the plug 3 and encloses it completely. It is designed to provide a hermetic seal against an edge of a plug receptacle 2 designed as a pocket.

Die Energieübertragungseinrichtung ist hier zwar ebenfalls in Form einer Spule 7 vorgesehen, im Gegensatz zu 2 handelt es sich hier jedoch um eine als Flachspule, die einem kreisbogenförmigen Trägerblech 22 des Steckers 3 angepasst geformt ist und deren Spulenachse A im Wesentlichen quer zu der Einsteck-Richtung R' ausgerichtet ist. Die Spule 7 ist hier auf einem flachen, auf dem Trägerblech 22 gelagerten ferromagnetischen Joch 23 aufgebracht. Das ferromagnetische Joch 23 ist an beiden Seiten neben der Spule 7 bis an den oberen Rand des Steckers 3 verdickt ausgebildet, um in einer gegenseitigen Spulenanordnung mit der Spule 8 der Steckeraufnahme 2 einen möglichst effizienten magnetischen Fluss bereitzustellen.The energy transmission device is also provided here in the form of a coil 7, in contrast to 2 however, this is a flat coil which is shaped to match an arcuate support plate 22 of the plug 3 and whose coil axis A is oriented essentially transversely to the plug-in direction R′. The coil 7 is applied here to a flat ferromagnetic yoke 23 mounted on the carrier plate 22 . The ferromagnetic yoke 23 is thickened on both sides next to the coil 7 up to the upper edge of the plug 3 in order to provide the most efficient possible magnetic flux in a mutual coil arrangement with the coil 8 of the plug receptacle 2 .

Als weiterer Unterschied sind hier zwei als Teil einer Datenübertragungseinrichtung 6 ausgebildete in den Stecker 3 integrierte erste Lichtsendeempfängereinheiten 9 zur Bereitstellung mehrerer räumlich verteilter optischer Datenübertragungsstrecken vorgesehen. Auf diese Weise können noch größere Datenmengen übertragen werden, beispielsweise für hochauflösende Videodaten. Alternativ können damit physikalisch getrennte Übertragungswege für Verschlüsselungstechnologien bereitgestellt werden, insbesondere für ein sogenanntes rot/schwarz-Konzept zur sicheren Abschottung in kryptografischen Umgebungen zwischen unverschlüsselten Informationen (sog. rote Signale) und verschlüsselten Informationen (sog. schwarze Signale). Weiter alternativ oder zusätzlich können die beiden drahtlosen optischen Übertragungsstrecken auch als räumlich verteilte Redundanz eingesetzt werden.As a further difference, two first light transceiver units 9 embodied as part of a data transmission device 6 and integrated into the plug 3 are provided for providing a plurality of spatially distributed optical data transmission paths. In this way, even larger amounts of data can be transmitted, for example for high-resolution video data. Alternatively, physically separate transmission paths for encryption technologies can be provided, in particular for a so-called red/black concept for secure isolation in cryptographic environments between unencrypted information (so-called red signals) and encrypted information (so-called black signals). As an alternative or in addition, the two wireless optical transmission paths can also be used as spatially distributed redundancy.

Die schmalen Seiten des Steckers 3 sind leicht konisch zulaufend ausgeführt. An den schmalen Seitenflächen sind Flächenkontakte vorgesehen, welche als integrierte elektrische Kontaktelemente 12 einer Masseverbindungseinrichtung 11 zur Kopplung der Steckeraufnahme 2 und des Steckers 3 an ein Erdungspotential ausgebildet sind.The narrow sides of the plug 3 are slightly tapered. Surface contacts are provided on the narrow side surfaces, which are designed as integrated electrical contact elements 12 of a ground connection device 11 for coupling the plug receptacle 2 and the plug 3 to a ground potential.

6A und 6B zeigen perspektivische Ansichten der weiteren Ausführungsform einer abreißbaren Verbindungsanordnung mit einem Stecker gemäß 5 und korrespondierender Steckeraufnahme 2. 6A and 6B FIG. 12 shows perspective views of the further embodiment of a breakable connector assembly with a plug according to FIG 5 and corresponding connector receptacle 2.

Der Stecker 3 gemäß 5, ist in einer korrespondierenden Steckeraufnahme 2 aufgenommen, welche hier als in eine Hülle 21 eines Flugkörpers 20 eingelassene im Querschnitt kreisbogenförmigen Tasche ausgebildet ist. Lediglich zur besseren Übersichtlichkeit ist die Tasche hier transparent dargestellt, es handelt sich jedoch um eine umlaufend geschlossene und nur an einem Rand 24 durch einen zu dem breitesten Steckerquerschnitt korrespondierenden Schlitz zugängliche Steckeraufnahme 2. Dementsprechend kann der Stecker 3 in axialer Richtung in die Steckeraufnahme 2 eingesteckt werden, was der Einsteckrichtung R' (siehe 5) entspricht. Durch das Einstecken des Steckers 3 wird die Dichtungseinrichtung 5 leicht elastisch verformt und dichtet so gegen den Rand 24 der Steckeraufnahme 2 bzw. den Schlitz ab.The plug 3 according to 5 , is accommodated in a corresponding connector receptacle 2, which is designed here as a pocket with a circular arc-shaped cross-section that is embedded in a shell 21 of a missile 20. The pocket is only shown transparently here for the sake of clarity, but it is a plug receptacle 2 that is closed all the way around and is only accessible at one edge 24 through a slot corresponding to the widest plug cross section. Accordingly, the plug 3 can be inserted into the plug receptacle 2 in the axial direction be what the insertion direction R' (see 5 ) is equivalent to. By plugging in the plug 3, the sealing device 5 is slightly elastically deformed and thus seals against the edge 24 of the plug receptacle 2 or the slot.

Insbesondere kann die Steckeraufnahme 2 somit in hermetisch dichter Weise am Heck eines Flugkörpers oder eines ähnlichen autonomen Systems zur Energie- und Datenübertragung mit hoher Übertragungsrate, insbesondere bis zum Start, vorgesehen sein. Dennoch ist sie bei einem Start des Flugkörpers 20 durch Rückhalten des Steckers 3 automatisch abreißbar, sodass der Stecker 3 zerstörungsfrei aus der Steckeraufnahme 2 gezogen wird.In particular, the connector receptacle 2 can thus be provided in a hermetically sealed manner at the rear of a missile or a similar autonomous system for energy and data transmission with a high transmission rate, in particular up to the start. Nevertheless, when the missile 20 is launched, it can be torn off automatically by holding back the connector 3, so that the connector 3 can be pulled out of the connector receptacle 2 without being destroyed.

Selbstverständlich sind die konkreten Abmaße, insbesondere der Krümmungsradius und die Breite der Ausnehmung und des Steckers frei anpassbar an die konkreten Gegebenheiten der Einbausituation. Als Beispiel kann eine Hülle 21 mit Dimensionen mit einem Durchmesser der Hülle von circa 300 mm bis 400 mm ausgeführt sein. Bei weiteren Ausführungsformen sind auch krümmungsfreie, weniger gekrümmte, stärker gekrümmte und/oder lokal unterschiedlich gekrümmte Ausführungen möglich.Of course, the specific dimensions, in particular the radius of curvature and the width of the recess and the plug, can be freely adapted to the specific circumstances of the installation situation. As an example, a shell 21 can be designed with dimensions such that the diameter of the shell is approximately 300 mm to 400 mm. In further embodiments, configurations that are free of curvature, less curved, more curved and/or curved differently locally are also possible.

Zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist hier die zu dem Stecker 3 korrespondierende steckeraufnahmeseitige Konzeption der Tasche mit einer gleichartigen Flachspule als Spule 8, einem korrespondierend geformten ferromagnetischen Joch, einem korrespondierend geformten Trägerblech, korrespondierenden Lichtsendeempfängereinheiten 10 sowie seitlichen Kontaktelementen 13 einer Masseverbindungseinrichtung 11. Die Steckeraufnahme 2, deren Funktionselemente als Empfängerbaugruppe fungieren können, ist somit im Wesentlichen spiegelbildlich zur dem Stecker 3 gestaltet, dessen Funktionselemente als Sendebaugruppe fungieren können.For the sake of clarity, the design of the pocket on the connector receiving side, which corresponds to the connector 3 and has a similar flat coil as the coil 8, a correspondingly shaped ferromagnetic yoke, and a correspondingly shaped carrier, is not shown here sheet metal, corresponding light transceiver units 10 and lateral contact elements 13 of a ground connection device 11. The plug receptacle 2, the functional elements of which can act as a receiver assembly, is thus designed essentially as a mirror image of the plug 3, the functional elements of which can act as a transmitter assembly.

Bei weiteren Ausführungsformen können, je nach Einbausituation und Platzverhältnissen, die Funktionselemente der Steckeraufnahme radial innerhalb oder außerhalb der jeweiligen korrespondierenden Funktionselemente des Steckers angeordnet sein. Ferner denkbar wäre, verschiedene Funktionselemente an jeweils korrespondierenden verschiedenen Seiten oberhalb als auch unterhalb der Sendebaugruppe anzuordnen. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Verbindungsanordnung 1 auch so gestaltet werden, dass sich statt auf einer Seite jeweils beidseitig am Stecker 3 und an der Steckeraufnahme 2 korrespondierende Funktionselemente befinden, um die übertragene Leistung und/oder Datenrate zu verdoppeln.In further embodiments, depending on the installation situation and the space available, the functional elements of the connector receptacle can be arranged radially inside or outside of the respective corresponding functional elements of the connector. It would also be conceivable to arrange different functional elements on respectively corresponding different sides above and below the transmission assembly. In further embodiments, the connection arrangement 1 can also be designed such that corresponding functional elements are located on both sides of the plug 3 and on the plug receptacle 2 instead of on one side, in order to double the transmitted power and/or data rate.

7 zeigt eine axiale Draufsicht auf die Verbindungsanordnung nach 6A und 6B. 7 FIG. 12 shows an axial plan view of the connection arrangement according to FIG 6A and 6B .

Erkennbar ist die Hülle 21 hier beispielhaft im Querschnitt kreisringförmig ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsformen wären selbstverständlich auch andere Querschnittsformen denkbar. Die Verbindungsanordnung 1 nimmt dabei rein beispielhaft ein Kreissegment der Hülle im Bereich von etwa 30° bis 45° ein.The shell 21 is recognizable here, for example, in cross-section in the form of a circular ring. In further embodiments, other cross-sectional shapes would of course also be conceivable. The connection arrangement 1 occupies, purely by way of example, a segment of a circle of the envelope in the range of approximately 30° to 45°.

Bei weiteren Ausführungsformen können mehrere Verbindungsanordnungen vorgesehen sein. Diese wären dann vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Hülle Querschnitts verteilt angeordnet. Somit wäre es möglich, die Hülle an mehreren Stellen, beispielsweise in mehreren Kreisquadranten, mit Steckeraufnahmen 2 zu versehen. Auf diese Weise können zusätzliche Stecker angeordnet werden, wenn mehr elektrische Leistung oder noch weitere räumlich getrennte Datenübertragungswege benötigt werden.In further embodiments, multiple connection arrangements can be provided. These would then preferably be distributed uniformly over the circumference of the envelope cross-section. It would thus be possible to provide the casing with plug receptacles 2 at a number of points, for example in a number of quadrants of a circle. In this way, additional plugs can be arranged if more electrical power or even more spatially separate data transmission paths are required.

8 zeigt eine schematische Darstellung eines Flugkörpers in einem über eine Verbindungsanordnung 1 nach 7 mit Energie- und Datenübertragung versorgten Zustand. 8th shows a schematic representation of a missile in a via a connection arrangement 1 after 7 state supplied with energy and data transmission.

Eine Energieversorgungseinrichtung 25 sowie eine Datenspeichereinrichtung 26 sind in einer Startvorrichtung 27 vorgesehen und über die am Heck des Flugkörpers 20 angeordnete in die Hülle 21 integrierte Verbindungsanordnung 1 mit dem Flugkörper 20 verbunden. Die Energieversorgungseinrichtung 25 versorgt den Flugkörper 20 dabei mit elektrischer Energie. Die Datenspeichereinrichtung 26 steht mit dem Flugkörper 20 in bidirektionalem Datenaustausch.An energy supply device 25 and a data storage device 26 are provided in a launch device 27 and are connected to the missile 20 via the connection arrangement 1 integrated into the shell 21 and arranged at the rear of the missile 20 . The energy supply device 25 supplies the missile 20 with electrical energy. The data storage device 26 is in bidirectional data exchange with the missile 20 .

9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer abreißbaren Verbindungsanordnung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform. 9 Figure 12 shows a schematic sectional view of a tear-away connection assembly according to yet another embodiment.

Ähnlich wie in Bezug auf 5 und 6 beschrieben handelt es sich bei der Steckeraufnahme 2 auch hier um eine Tasche, die schräge Seitenflächen 18 aufweist. Der Stecker 3 weist an seinen Seitenflächen korrespondierende Auszugsschrägen 16 auf. An den schrägen Seitenflächen 18 bzw. an den Auszugsschrägen 16 sind jeweils die Kontaktelemente 12,13 der Masseverbindungseinrichtung angeordnet, welche in dem aufgenommenen Zustand miteinander in Kontakt stehen. Zusätzlich sind an den schrägen Seitenflächen 18 und Auszugsschrägen 16, insbesondere integral mit den Kontaktelementen 11,12, zueinander korrespondierend ausgebildete Kraftschlusselemente 14 vorgesehen, welche hier als vorstehende Nippel an den Kontaktelementen 12 des Steckers 3 mit korrespondierenden Vertiefungen an den Kontaktelementen 13 der Steckeraufnahme 2 ausgebildet sind. Die Kraftschlusselemente 14 sorgen für eine Verrastung des Steckers 2 in der Steckeraufnahme 3 in dem aufgenommenen Zustand.Similar to regarding 5 and 6 described, the connector receptacle 2 is also a pocket here, which has sloping side faces 18 . The plug 3 has corresponding extraction bevels 16 on its side surfaces. The contact elements 12, 13 of the ground connection device are arranged on the sloping side surfaces 18 or on the draft bevels 16, which are in contact with one another in the received state. In addition, on the sloping side surfaces 18 and pull-out bevels 16, in particular integrally with the contact elements 11, 12, there are friction-locking elements 14 designed to correspond to one another, which are designed here as protruding nipples on the contact elements 12 of the plug 3 with corresponding depressions on the contact elements 13 of the plug receptacle 2 are. The force-fitting elements 14 ensure that the plug 2 is latched in the plug receptacle 3 in the received state.

Jeweils zwei erste und zweite Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 sind hier an 2 Seiten des Steckers 2 und der Steckeraufnahme 3 angeordnet, jedoch im Gegensatz zu 5 an einer Stirnseite des Steckers 3 und einem Boden der Steckeraufnahme 2. zusätzlich weisendie Stirnseite des Steckers 3 und der Boden der Steckeraufnahme 2 jeweils eine Mehrzahl von hier beispielhaft vier Permanentmagneten 15 auf, die zur magnetischen Befestigung des Steckers 3 in der Steckeraufnahme 2 zueinander korrespondierend ausgebildet sind.Each two first and second light transceiver units 9, 10 are arranged here on 2 sides of the connector 2 and the connector receptacle 3, but in contrast to 5 on an end face of plug 3 and a bottom of plug receptacle 2. In addition, the end face of plug 3 and the bottom of plug receptacle 2 each have a plurality of four permanent magnets 15, which are designed to correspond to one another for magnetic attachment of plug 3 in plug receptacle 2 are.

Es sind gleich wie in wie in Bezug auf 5 und 6 beschrieben jeweils in den Stecker 3 und die Steckeraufnahme 2 intergrierte Flachspulen vorgesehen, deren Spulenachse quer zu der Einsteckrichtung R' ausgerichtet ist.There are same as in as pertaining to 5 and 6 described in each case in the connector 3 and the connector receptacle 2 integrated flat coils provided whose coil axis is aligned transversely to the insertion direction R '.

Weiterhin zusätzlich sind, insbesondere im Vergleich zur Ausführungsform nach 5, an dem Stecker 3 Litzen 17 vorgesehen, die zur Aufnahme von Zugkräften zum Abreißen der abreißbaren Verbindung, insbesondere beim Start des Flugkörpers, durch Rückhalten des Steckers 3 ausgebildet sind. Beispielsweise können im Falle eines Luft-Boden oder Luft-Luft Flugkörpers die Litzen 17 mit einer Trägerstruktur eines Flugzeuges gekoppelt sein. In gleicher Weise können im Falle eines Boden-Boden oder Boden-Luft Flugkörpers die Litzen 17 mit einer Werferstruktur gekoppelt sein.Furthermore, in addition, in particular in comparison to the embodiment according to 5 , Provided on the plug 3 strands 17, which are designed to absorb tensile forces for tearing off the tearable connection, in particular when the missile is launched, by holding back the plug 3. For example, in the case of an air-to-ground or air-to-air missile, the strands 17 can be coupled to a support structure of an aircraft. In the same way, in the case of a surface-to-surface or surface-to-air missile, the strands 17 can be coupled to a launcher structure.

10 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontur der Verbindungsanordnung gemäß einer Ausführungsform. 10 shows a schematic plan view of a contour of the connection arrangement according to an embodiment.

Wie dargestellt kann die Verbindungsanordnung 1 bzw. der hier in einer Draufsicht auf die Stirnseite dargestellte Stecker 3 eine kreissegmentartig geformten bzw. gekrümmten Querschnitt aufweisen.As shown, the connection arrangement 1 or the plug 3 shown here in a top view of the end face can have a cross section shaped or curved in the manner of a segment of a circle.

11 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kontur der Verbindungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform. 11 shows a schematic plan view of a contour of the connection arrangement according to a further embodiment.

Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt der Verbindungsanordnung 1 bzw der Stecker 3 gerade ausgebildet dies kommt beispielsweise im Falle einer Integration in einem flachen Hüllenabschnitt infrage.In this embodiment, the cross section of the connection arrangement 1 or of the plug 3 is straight, which is possible, for example, in the case of integration in a flat casing section.

12 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Magnetkontakts. 12 shows a schematic sectional view of a magnetic contact.

Es handelt sich dabei um die Anordnung eines Permanentmagneten 15 als gefederter Kontakt. Der Permanentmagnet 15 ist als ein in einer zweistufigen Bohrung aufgenommener Stabmagnet ausgebildet, welche mittels einer Feder 29 gegen einen Deckel 30 vorgespannt ist.This involves the arrangement of a permanent magnet 15 as a spring-loaded contact. The permanent magnet 15 is designed as a bar magnet accommodated in a two-stage bore, which is prestressed against a cover 30 by means of a spring 29 .

Der Permanentmagnet 15 ist gleichzeitig als Leiterkontakt ausgebildet. Er weist dazu eine leidende Beschichtung, beispielsweise Vergoldung, auf und ist über eine Kabelklemme 28 mit der Zuleitung Z des Steckers 3 oder eine Ableitung der Steckeraufnahme 2 gekoppelt.The permanent magnet 15 is designed at the same time as a conductor contact. For this purpose, it has a non-performing coating, for example gold plating, and is coupled via a cable clamp 28 to the supply line Z of the plug 3 or to a lead of the plug socket 2 .

Derartige Magnetkontakte 15 können sowohl als Kontaktelemente zur zusätzlichen Energieversorgung als auch als Kontaktelemente für eine Masseverbindungseinrichtung zur Kopplung des Steckers 3 und der Steckeraufnahme 2 und somit eines Flugkörpers 20 an ein Erdungspotential vorgesehen sein.Magnetic contacts 15 of this type can be provided both as contact elements for additional energy supply and as contact elements for a ground connection device for coupling the plug 3 and the plug socket 2 and thus a missile 20 to a ground potential.

13 zeigt einen schematischen Signallaufplan für eine Verbindungsanordnung nach 9. 13 FIG. 1 shows a schematic signal flow diagram for a connection arrangement 9 .

In 13 links ist eine Objektseite eines autonomen Systems, insbesondere eines Flugkörpers, dargestellt. Rechts ist die Trägerseite für das autonome System dargestellt. Beispielsweise kann es sich um eine Startvorrichtung bzw. einen Werfer oder um eine Trägervorrichtung an einem Fahrzeug, beispielsweise Luftfahrzeug, handeln. Dabei kann die links dargestellte Objektseite beispielsweise die Steckeraufnahme 2 enthalten, während die rechts dargestellte Trägerseite den Stecker 3 enthält.In 13 on the left is an object side of an autonomous system, in particular a missile. The carrier side for the autonomous system is shown on the right. For example, it can be a starting device or a launcher or a carrier device on a vehicle, for example an aircraft. In this case, the object side shown on the left can contain, for example, the plug receptacle 2 , while the carrier side shown on the right contains the plug 3 .

Der Signallaufplan der Verbindungsanordnung ist symmetrisch aufgebaut. Der jeweils an beiden Seiten, hier oben und unten, mit einer äußeren Ebene dargestellte mit GND1 bzw. GND2 bezeichnete Signalpfad stellt die Versorgung der Kontaktelemente 12, 13 mit einem Erdungspotential, beispielsweise durch Verbindung zu einer Abschirmung dar.The signal routing plan of the connection arrangement is symmetrical. The signal path shown on both sides, here at the top and bottom, with an outer level labeled GND1 or GND2 represents the supply of the contact elements 12, 13 with a ground potential, for example through a connection to a shield.

In einer jeweils weiter innen angeordneten zweiten Ebene sind sowohl an der Objektseite als auch an der Trägerseite jeweils zwei mit DATA BUS 1 und DATA BUS 2 bezeichnete bidirektionale Signalpfade vorgesehen, die jeweils mit bidirektionale Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 verbunden sind. Bei den Lichtsendeempfängereinheiten 9, 10 handelt es sich hier beispielhaft um mit einem Datenbus (DATA BUS 1, DATA BUS 2) verbundene sogenannte optische Transmitterboxen bzw. Transceiver. Der leitungsfreie Teil der Signalstrecke ist mit OK1 und OK2 bezeichnet und die bidirektionale Signalübertragung durch den mittigen Doppelpfeil symbolisiert.Two bidirectional signal paths labeled DATA BUS 1 and DATA BUS 2 are provided on the object side and on the carrier side in a second plane that is arranged further inward, which are each connected to bidirectional light transceiver units 9, 10. The light transceiver units 9, 10 are, for example, so-called optical transmitter boxes or transceivers connected to a data bus (DATA BUS 1, DATA BUS 2). The line-free part of the signal path is labeled OK1 and OK2 and the bidirectional signal transmission is symbolized by the central double arrow.

In einem Zentrum der dargestellten Verbindungsanordnung ist eine Leistungsversorgung mit den Spannungssignalpfaden +V/PWR, GND/PWR vorgesehen, welche jeweils über eine Leistungselektronik 31, 32 die Spulen 7, 8 zur kabellos induktiven Energieübertragung von der Trägerseite rechts zu der Objektseite links ansteuert.A power supply with the voltage signal paths +V/PWR, GND/PWR is provided in a center of the connection arrangement shown, which controls the coils 7, 8 via power electronics 31, 32 for wireless inductive energy transmission from the carrier side on the right to the object side on the left.

An beiden Seiten in einer Ebene außerhalb der Spulen 7, 8 sind Kabelgebundene Signalpfade DISCRETE SIGNAL 1, DISCRETE SIGNAL 2, DISCRETE SIGNAL 3, DISCRETE SIGNAL 4 vorgesehen, welche über als Leiterkontakte ausgebildete, insbesondere gefederte, Permanentmagnete 15 verbunden und zum bidirektionalen Signalaustausch ausgebildet sind.Wired signal paths DISCRETE SIGNAL 1, DISCRETE SIGNAL 2, DISCRETE SIGNAL 3, DISCRETE SIGNAL 4 are provided on both sides in a plane outside of the coils 7, 8, which are connected via permanent magnets 15 designed as conductor contacts, in particular spring-loaded, and designed for bidirectional signal exchange .

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted to them, but rather can be modified in a variety of ways.

Bei der Datenübertragungseinrichtung kann es sich um einen oder mehrere LiFi-Bausteine handeln. Die Anordnung der korrespondierenden LiFi-Bausteine kann zentral oder auch beliebig im Umfang verteilt vorgesehen sein. Bei der Lichtsendeempfängereinheit kann es sich um eine Baugruppe oder auch um ein einzelnes Element handeln. Um auch bidirektionale Kommunikation auf kleinsten Bauraum zu ermöglichen, kann dazu eine LiFi Quelle (Transmitter) und ein LiFi Empfänger (Receiver) zu einem LiFi Sendeempfänger (Transceiver) kombiniert in einem Element ausgebildet sein.The data transmission device can be one or more LiFi components. The arrangement of the corresponding LiFi components can be provided centrally or distributed as desired around the circumference. The light transceiver unit can be an assembly or an individual element. In order to also enable bidirectional communication in the smallest of spaces, a LiFi source (transmitter) and a LiFi receiver (receiver) can be combined into a LiFi transceiver (transceiver) in one element.

Beispielsweise kann bei einer weiteren Ausführungsform, durch einen Lichtleiter eine Lichtsendeempfängereinheit oder deren Quelle vom Übergabebereich der Verbindung räumlich abgetrennt angeordnet sein. Denkbar ist dazu beispielsweise ein die Kontaktfläche des Steckers 3 oder der Steckeraufnahme 2 mit der Lichtsendeempfängereinheit koppelnder Lichtleiter in Form einer lichtleitenden transparenten Plastik, die gegebenenfalls gewinkelt ausgebildet sein kann. Ebenso ist es denkbar, durch ein Lichtleiterkabel oder -bündel, beispielsweise ein in die Zuleitung Z integriertes längeres flexibles Lichtleiterbündel, die Lichtsendeempfängereinheit oder nur die Quelle von einem Übergabebereich der Verbindungsanordnung, in welchem die kabellose Datenübertragung stattfindet, räumlich abzutrennen. Beispielsweise kann auf diese Weise eine etwaige Beeinflussung des eines Steuerungs- und/oder Lichtquellen- und/oder Empfängerchips durch das elektromagnetische Feld von Spulen der Energieübertragungseinrichtung verhindert werden.For example, in another embodiment, an optical fiber can transmit a light transceiver unit or its source from the transition be arranged spatially separated in the area of the connection. For example, a light guide in the form of a light-conducting transparent plastic, which can optionally be angled, is conceivable for coupling the contact surface of the plug 3 or the plug socket 2 to the light transceiver unit. It is also conceivable to spatially separate the light transceiver unit or just the source from a transfer area of the connection arrangement in which the wireless data transmission takes place by means of a fiber optic cable or bundle, for example a longer flexible fiber optic bundle integrated into the supply line Z. In this way, for example, any influencing of a control and/or light source and/or receiver chip by the electromagnetic field of coils of the energy transmission device can be prevented.

Die Permanentmagnete 15 können entsprechend einer von der Anordnung der Steckeraufnahme geforderten Geometrie, zum Beispiel einem oder mehrerer Kreisabschnitte an einem Flugkörper-Heck, in formkodierter Weise angeordnet sein. Eine exakte und unverwechselbare Positionierung der des Steckers relativ zu der Steckeraufnahme kann einerseits über die Lage der verschiedenen Permanentmagnete bzw. von korrespondierenden Permanentmagnetpaaren (und deren Nord-Süd-Ausrichtung) definiert werden. In diesem Fall können die Magnetpaare ähnlich der Positionier/Kodier-Keys an herkömmlichen Steckverbindern unterscheidbar gestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich können vorbestimmte geringfügige mechanische Eintiefungen und/oder Rippen definiert sein, welche nur in einer vorbestimmten Relativposition ineinanderpassen.The permanent magnets 15 can be arranged in a shape-coded manner according to a geometry required by the arrangement of the connector receptacle, for example one or more circular segments on a missile tail. An exact and unmistakable positioning of the connector relative to the connector receptacle can be defined on the one hand by the position of the various permanent magnets or by corresponding pairs of permanent magnets (and their north-south alignment). In this case, the pairs of magnets can be designed to be distinguishable, similar to the positioning/coding keys on conventional connectors. Alternatively or additionally, predetermined minor mechanical indentations and/or ribs may be defined which only mate in a predetermined relative position.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Formkodierung ist es möglich, die Freigabe der Energie- und Daten-Übertragung mittels Abfrage eines sich im empfangenden Teil der Verbindungsanordnung (Stecker oder Steckeraufnahme) integrierten elektronischen ID-Elements, beispielsweise eines RFID-Chips, sicherzustellen.As an alternative or in addition to form coding, it is possible to ensure the release of energy and data transmission by querying an electronic ID element integrated in the receiving part of the connection arrangement (plug or plug socket), for example an RFID chip.

Die Permanentmagnete 15 können zur besseren elektrischen Kontaktierung leitend beschichtet ausgebildet sein. Auf diese Weise können die Permanentmagnete gleichzeitig eine galvanische Verbindung darstellen, so ist es möglich, das Erdungspotential (Ground-Potential) zu übermitteln, wobei auch getrennte Ground-Potentiale (z. B. für analoge Signale AGND und für digitale Signale DGND) möglich sind. Alternativ oder zusätzlich denkbar ist die Realisierung verschiedener diskreter Zündsignalkreise über die Permanentmagnete. Weiterhin alternativ oder zusätzlich denkbar ist ein Einsatz der Permanentmagnete als Leiterkontakte zur Energieversorgung, beispielsweise zur Übertragung deutlich größerer Ströme und/oder für Schnelladefunktionen.The permanent magnets 15 can be designed with a conductive coating for better electrical contact. In this way, the permanent magnets can represent a galvanic connection at the same time, so it is possible to transmit the earth potential (ground potential), whereby separate ground potentials (e.g. AGND for analog signals and DGND for digital signals) are also possible . Alternatively or additionally conceivable is the realization of various discrete ignition signal circuits via the permanent magnets. Also conceivable as an alternative or in addition is the use of the permanent magnets as conductor contacts for the energy supply, for example for the transmission of significantly larger currents and/or for rapid charging functions.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann auf die Möglichkeit eines galvanischen Kontaktes verzichtet oder der Kontakt mit einem widerstandsfähigem Oberflächenmaterial, wie zum Beispiel einer Vergoldung, gestaltet werden. In diesem Fall können der Stecker und die Steckeraufnahme jeweils vollständig und isolierend eingekapselt ausgebildet sein.In a further embodiment, the possibility of a galvanic contact can be omitted or the contact can be designed with a resistant surface material, such as gold plating. In this case, the plug and the plug receptacle can each be completely and insulatingly encapsulated.

Der gesamte Stecker kann auf einer oder mehreren Seiten Auszugsschrägen aufweisen, die gewährleisten, dass sich die Steckverbindung bei nicht axialem Zug oder widrigen Wetterbedingungen, wie Eisansatz oder Frost, dennoch problemfrei lösen kann.The entire plug can have pull-out bevels on one or more sides, which ensure that the plug connection can still be detached without any problems in the event of non-axial pull or adverse weather conditions such as ice or frost.

Die abreißbare Verbindungsanordnung bietet die Möglichkeit, durch die variabel anpassbare und geschlossene (bei Bedarf auch hermetische) Oberflächengestaltung den aerodynamischen oder hydrodynamischen Erfordernissen entgegenzukommen. Selbiges gilt für den einzelnen Stecker und/oder die einzelne Steckeraufnahme. Mögliche Anwendungen für die Verbindungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung liegen beispielsweise im Bereich kleinerer Flugkörper, aerodynamischer Abwurflasten oder hydrodynamischer Objekte, wie Torpedos oder dergleichen, zu sehen. Bei hermetisch dichten Anordnungen ist ein Einsatz in aggressiven Medien möglich. Ebenso ist ein Einsatz in Wartungs- oder Datenerfassungssystemen denkbar.The connection arrangement that can be torn off offers the possibility of meeting aerodynamic or hydrodynamic requirements through the variably adaptable and closed (if necessary also hermetic) surface design. The same applies to the individual plug and/or the individual plug receptacle. Possible applications for the connection arrangement according to the present invention are, for example, in the area of smaller missiles, aerodynamic jettisoned loads or hydrodynamic objects such as torpedoes or the like. In the case of hermetically sealed arrangements, use in aggressive media is possible. Use in maintenance or data acquisition systems is also conceivable.

Mit der Energieübertragungseinrichtung zur kontaktfreien Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme (auch Wireless-Power-Baugruppe genannt) kann eine kontinuierliche Versorgung des autonomen Systems sichergestellt werden, beispielsweise für Ladevorgänge, Erhaltungs-Ladevorgänge, oder dergleichen. Denkbare Dauerleistungen für zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie jeweils eine in einem Stecker integrierte Spule und eine in der Steckeraufnahme integrierte Spule bewegen sich im Bereich von etwa 200-300W. Selbstverständlich sind aber je nach Dimensionierung auch höhere oder geringere Dauerleistungen möglich.With the energy transmission device for contact-free transmission of electrical energy between the plug and the plug socket (also called wireless power assembly), a continuous supply of the autonomous system can be ensured, for example for charging processes, trickle charging processes, or the like. Conceivable continuous power for the inductive transmission of electrical energy for a coil integrated in a plug and a coil integrated in the plug receptacle are in the range of about 200-300W. Of course, depending on the dimensioning, higher or lower continuous outputs are also possible.

Alternativ zu einer flachen Kreisform kann die Spule 7 und/oder 8 als auch als eine zylinderförmige, stabartige Spule ausgebildet sein. Diese abweichenden Bauweisen können beispielsweise dann erforderlich sein, wenn die Steckeraufnahme aus konstruktiven Gründen am/im Heck eines Flugkörpers angebracht ist. Die drahtlose optische Datenübertragungsstrecke (LiFi-Übertragungsstrecke) kann dabei je nach Platzverhältnissen entweder axial-zentral oder an anderer Stelle dieser Konstruktion angeordnet werden.As an alternative to a flat circular shape, the coil 7 and/or 8 can also be designed as a cylindrical, rod-like coil. These deviating designs can be necessary, for example, when the connector receptacle is attached to/in the tail of a missile for structural reasons. Depending on the space available, the wireless optical data transmission path (LiFi transmission path) can be arranged either axially and centrally or at another point in this construction.

BezugszeichenlisteReference List

11
abreißbare Verbindungsanordnungbreakable connection assembly
22
Steckeraufnahmeconnector receptacle
33
SteckerPlug
44
Energieübertragungseinrichtungenergy transfer device
55
Dichtungseinrichtungsealing device
66
Datenübertragungseinrichtungdata transmission facility
77
SpuleKitchen sink
88th
SpuleKitchen sink
99
Lichtsendeempfängereinheitlight transceiver unit
1010
Lichtsendeempfängereinheitlight transceiver unit
1111
Masseverbindungseinrichtungground connection device
1212
Kontaktelementcontact element
1313
Kontaktelementcontact element
1414
Kraftschlusselementfriction element
1515
Permanentmagnetpermanent magnet
1616
Auszugsschrägedraft
1717
Litzestrand
1818
Seitenflächeside face
1919
Metallzylindermetal cylinder
2020
Flugkörpermissile
2121
HülleCovering
2222
Trägerblechsupport plate
2323
Jochyoke
2424
Randedge
2525
Energieversorgungseinrichtungpower supply device
2626
Datenspeichereinrichtungdata storage facility
2727
Startvorrichtungstarting device
2828
Kabelklemmecable clamp
2929
FederFeather
3030
DeckelLid
3131
Leistungselektronikpower electronics
3232
Leistungselektronik power electronics
RR
Abzugsrichtungdirection of deduction
VV
Bewegungsrichtungdirection of movement
ZZ
Zuleitungsupply line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102019002847 A1 [0004]DE 102019002847 A1 [0004]

Claims (15)

Abreißbare Verbindungsanordnung (1) zur Energie- und Datenübertragung für autonome Systeme, insbesondere Flugkörper, mit: einer Steckeraufnahme (2) und einem in der Steckeraufnahme (2) aufnehmbaren Stecker (3); einer Energieübertragungseinrichtung (4), welche zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker (3) und der Steckeraufnahme (2) in einem aufgenommenen Zustand ausgebildet ist; einer Dichtungseinrichtung (5), welche zum lösbaren Abdichten zumindest eines Abschnitts der Steckeraufnahme (2) mit zumindest einem Abschnitt des Steckers (3) in dem aufgenommenen Zustand gegenüber Umgebungsmedien ausgebildet ist; und einer Datenübertragungseinrichtung (6), welche in dem aufgenommenen Zustand innerhalb der abgedichteten Abschnitte der Steckeraufnahme (2) und des Steckers (3) angeordnet und zum drahtlosen Datenaustausch zwischen dem Stecker (3) und der Steckeraufnahme (2) mittels drahtloser optischer Datenübertragung ausgebildet ist.Detachable connection arrangement (1) for energy and data transmission for autonomous systems, in particular missiles, with: a plug receptacle (2) and a plug (3) which can be accommodated in the plug receptacle (2); an energy transmission device (4) which is designed to transmit electrical energy between the plug (3) and the plug socket (2) in a received state; a sealing device (5) which is designed to releasably seal at least one section of the plug receptacle (2) with at least one section of the plug (3) in the received state with respect to environmental media; and a data transmission device (6) which, in the received state, is arranged within the sealed sections of the plug receptacle (2) and the plug (3) and is designed for wireless data exchange between the plug (3) and the plug receptacle (2) by means of wireless optical data transmission. Abreißbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Energieübertragungseinrichtung (4) zur kontaktfreien Übertragung von elektrischer Energie zwischen dem Stecker (3) und der Steckeraufnahme (2) ausgebildet ist.Breakaway connector assembly claim 1 , wherein the energy transmission device (4) for contact-free transmission of electrical energy between the plug (3) and the plug socket (2) is designed. Abreißbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Energieübertragungseinrichtung (4) zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie jeweils eine in den Stecker (3) integrierte Spule (7) und eine in die Steckeraufnahme (2) integrierte Spule (8) aufweist.Breakaway connector assembly claim 2 , wherein the energy transmission device (4) for the inductive transmission of electrical energy has a coil (7) integrated into the plug (3) and a coil (8) integrated into the plug receptacle (2). Abreißbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Spulenachsen (20) der Spulen (7, 8) jeweils quer zu einer vorbestimmten Abzugsrichtung (R) des Steckers (3) und/oder quer zu einer vorbestimmten Bewegungsrichtung (V) eines mit der Steckeraufnahme (2) gekoppelten autonomen Systems angeordnet sind.Breakaway connector assembly claim 3 , wherein the coil axes (20) of the coils (7, 8) are each arranged transversely to a predetermined removal direction (R) of the plug (3) and/or transversely to a predetermined direction of movement (V) of an autonomous system coupled to the plug receptacle (2). are. Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenübertragungseinrichtung (6) eine in den Stecker (3) integrierte erste Lichtsendeempfängereinheit (9) und eine in die Steckeraufnahme (2) integrierte zweite Lichtsendeempfängereinheit (10) aufweist.Tearable connection arrangement according to one of the preceding claims, in which the data transmission device (6) has a first light transceiver unit (9) integrated in the plug (3) and a second light transceiver unit (10) integrated in the plug socket (2). Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenübertragungseinrichtung mehrere in den Stecker (3) integrierte erste Lichtsendeempfängereinheiten (9) und mehrere in die Steckeraufnahme (2) integrierte zweite Lichtsendeempfängereinheiten (10) zur Bereitstellung mehrerer räumlich verteilter optischer Datenübertragungsstrecken aufweist.Tearable connection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the data transmission device has a plurality of first light transceiver units (9) integrated into the plug (3) and a plurality of second light transceiver units (10) integrated into the plug socket (2) to provide a plurality of spatially distributed optical data transmission paths. Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ferner eine Masseverbindungseinrichtung (11) zur Kopplung der Steckeraufnahme (2) und des Steckers (3) an ein Erdungspotential vorgesehen ist.A tear-away connector assembly according to any one of the preceding claims, further comprising grounding means (11) for coupling the receptacle (2) and the plug (3) to a ground potential. Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Masseverbindungseinrichtung (11) ein in den Stecker (3) integriertes erstes elektrisches Kontaktelement (12) und ein korrespondierendes in die Steckeraufnahme (2) integriertes zweites elektrisches Kontaktelement (13) aufweist.Tearable connection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the ground connection device (11) has a first electrical contact element (12) integrated into the plug (3) and a corresponding second electrical contact element (13) integrated into the plug receptacle (2). Abreißbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 8, wobei das erste und zweite Kontaktelement (12, 13) als zumindest teilweise federnde Magnetkontakte und/oder als federnde Flächenkontakte, insbesondere mit zueinander korrespondierenden Kraftschlusselementen (14), ausgebildet sind.Breakaway connector assembly claim 8 , wherein the first and second contact element (12, 13) are designed as at least partially resilient magnetic contacts and/or as resilient surface contacts, in particular with force-locking elements (14) that correspond to one another. Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steckeraufnahme (2) und/oder der Stecker (3) eine Mehrzahl von Permanentmagneten (15), insbesondere gefederten Permanentmagneten, zur magnetischen Befestigung des Steckers (3) in der Steckeraufnahme (2) aufweisen.Tearable connection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the plug receptacle (2) and/or the plug (3) have a plurality of permanent magnets (15), in particular spring-loaded permanent magnets, for magnetic attachment of the plug (3) in the plug receptacle (2). Abreißbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 10, wobei die Permanentmagnete (15) als Leiterkontakte zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder Signalen und/oder Potentialen, insbesondere Erdungspotentialen, ausgebildet und vorgesehen sind.Breakaway connector assembly claim 10 , wherein the permanent magnets (15) are designed and provided as conductor contacts for the transmission of electrical energy and/or signals and/or potentials, in particular ground potentials. Abreißbare Verbindungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Permanentmagnete (15) in formkodierter Weise angeordnet sind, sodass damit eine einzig mögliche Position des Steckers (3) relativ zu der Steckeraufnahme (2) in dem aufgenommenen Zustand vorbestimmt ist.Breakaway connector assembly claim 10 or 11 , The permanent magnets (15) being arranged in a form-coded manner, so that a single possible position of the plug (3) relative to the plug receptacle (2) is predetermined in the received state. Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stecker (3) und die Steckeraufnahme (2) jeweils vollständig elektrisch isolierend eingekapselt ausgebildet sind, insbesondere ohne galvanische Kontakte.Tearable connection arrangement according to one of Claims 1 until 6 , wherein the plug (3) and the plug receptacle (2) are each completely encapsulated in an electrically insulating manner, in particular without galvanic contacts. Abreißbare Verbindungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steckeraufnahme (2) als zumindest abschnittsweise schräg oder konisch zulaufende Tasche ausgebildet ist und der Stecker (3) entsprechend zulaufende Auszugsschrägen (16) aufweist, welche in dem aufgenommenen Zustand zumindest abschnittsweise in Kontakt mit der Tasche sind.A tear-off connection arrangement according to one of the preceding claims, wherein the plug receptacle (2) is designed as a pocket that tapers at an angle or conically at least in sections, and the plug (3) has correspondingly tapering pull-out bevels (16) which, in the received state, are in contact with the pocket at least in sections are. Flugkörper (20), insbesondere Lenkflugkörper, mit: einer Hülle (21); und einer in die Hülle (21) eingelassenen Steckeraufnahme (2), wobei die Steckeraufnahme (2) eine Spule (8) zur drahtlosen Energieversorgung und eine Lichtsendeempfängereinheit (10) zum drahtlosen optischen Datenaustausch des Flugkörpers (20) mittels eines korrespondierenden in der Steckeraufnahme (2) aufnehmbaren sowie zur optischen Datenübertragung und drahtlosen Energieversorgung ausgelegten Steckers (3) aufweist.Missile (20), in particular guided missile, having: a casing (21); and a plug receptacle (2) embedded in the casing (21), the plug receptacle (2) having a coil (8) for wireless energy supply and a light transceiver unit (10) for wireless optical data exchange of the missile (20) by means of a corresponding plug receptacle ( 2) has a plug (3) that can be taken up and is designed for optical data transmission and wireless energy supply.
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DE102014019825B3 (en) 2014-08-22 2018-09-06 Leoni Kabel Holding Gmbh Connector and connector for such
DE102019002847A1 (en) 2019-04-17 2020-10-22 Mbda Deutschland Gmbh Breakable electrical connection arrangement for or on a vehicle, in particular a wing, a missile and a method for launching a missile

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Title
Norm MIL-STD-1760E 2007-10-24. Aircraft/Store Electrical Interconnection System

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