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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Kontakteinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kontakteinrichtung.
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Stand der Technik
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Punktförmige elektrische Kontakte an Geräten oder Gehäusen sind üblicherweise starr an einem zugehörigen Gehäuse angeordnet und können zum konduktiven Kontakt mit anderen Kontaktbereichen in physischen Kontakt gebracht werden. Diese elektrischen Kontakte stehen jedoch auch bei Nichtnutzung aus dem Gehäuse hervor.
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In der
EP 3350900 wird eine Vorrichtung zur positionstoleranten, konduktiven Versorgung von Geräten beschrieben, wobei mehrere quadratische Metallflächen auf der Primärseite, die von zwei punktförmigen Kontakten je Gerät auf der Sekundärseite kontaktiert werden, genutzt werden. In diesem Fall können beide punktförmige Kontakte in einem Abstand angeordnet sein, welcher größer ist als die Diagonale der quadratischen Metallflächen, so dass die punktförmigen Kontakte immer mit zwei unterschiedlichen quadratischen Metallflächen in Kontakt stehen können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Kontakteinrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kontakteinrichtung nach Anspruch 9.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine elektrische Kontakteinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kontakteinrichtung anzugeben, wobei der elektrische Kontakt besser vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann.
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Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Kontakteinrichtung zumindest einen elektrischen Kontakt, welcher an oder in einem Gehäuse einer elektrischen Vorrichtung anbringbar ist; eine Kontakthalterung und/oder eine Abdeckung für den zumindest einen elektrischen Kontakt, wobei der zumindest eine elektrische Kontakt mittels der Kontakthalterung aus dem Gehäuse ein- und ausfahrbar ist und/oder der zumindest eine elektrische Kontakt mittels der Abdeckung abdeckbar ist; und eine Aktuatoreinrichtung, mittels welcher die Kontakthalterung und/oder die Abdeckung aktuierbar ist.
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Bei dem elektrischen Kontakt kann es sich auch um mehrere Kontakte handeln, beispielsweise längliche oder stiftförmige oder andere Formen. Die Kontakte können in einer Hülse oder Ausnehmung in das Innere des Gehäuses eingefahren werden und ausgefahren werden. Die Kontakthalterung kann ein Gestänge oder Hebel aufweisen, etwa drehbar und federnd im Inneren des Gehäuses oder am Gehäuse angebracht und gelagert. Die Aktuatoreinrichtung kann mechanisch und/oder elektrisch sein.
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Durch eine Abdeckbarkeit und/oder Beweglichkeit des Kontaktes kann vorteilhaft ein verbesserter Schutz gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden, wobei bei bisherigen punktförmigen Kontakten diese meist als fixe Kontakte ausgeführt sein können und ohne Abdeckung zur Umgebung freiliegen können.
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Insbesondere kann bei der konduktiven Übertragung von elektrischer Energie somit die Abnutzung hervorstehender Kontakte verringert werden. Da Kontakte meist als massive Kontakte aus einem leitfähigen Material zumeist Metall ausgeführt sein können, kann trotz sorgfältiger Materialauswahl bei den (Einzel-) Kontakten und/oder Kontaktflächen bei alltäglicher und üblicher Verwendung das Auftreten von Kratzern an Kontakten oder anderen Kontaktstellen, Abnutzungserscheinungen oder Verfärbungen in Oberflächen, welche über die Kontakte bewegt werden, nur schwer verhindert werden. Dadurch können bei üblichen Kontaktanwendungen neben den Kontaktflächen auch sonstige Oberflächen Kratzspuren abbekommen. Durch die erfindungsgemäße Handhabe/Ausführung und Verdeckung können diese Nachteile verringert oder überwunden werden.
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Des Weiteren kann erfindungsgemäß der Schutz der Kontakte verbessert werden, so kann gegenüber stets freiliegenden Kontakten die Verschmutzung besonders in widrigen Umweltbedingungen der Kontakte verringert oder vermieden werden, und Staub und Dreck reduziert werden und mit verbessertem Kontakt die Energieübertragung verbessert werden.
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Die erfindungsgemäße Ausformung eignet sich besonders für den Einsatz im Outdoorbereich oder Werkstattbereich (im Allgemeinen Bereiche mit höherem Verschmutzungsgrad). Des Weiteren kann ein Kontakt mit Feuchtigkeit reduziert werden und Korrosion der Kontakte verringert oder vermieden werden.
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Nach der erfindungsgemäßen elektrischen Kontakteinrichtung kann einer oder mehrere Kontakte, wenn diese(r) nicht benötigt werden/wird, besser vor Schmutz, Flüssigkeiten oder anderen Gegenständen und Oberflächen geschützt werden. Falls dann der/die Kontakte für die Energieübertragung benötigt werden, kann der Kontakt freigegeben werden und die Energieübertragung kann hergestellt werden.
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Es kann vorteilhaft ein Ansatz verwirklicht sein, bei dem die Kontakte ausgefahren und eingefahren werden können. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Abdeckung der Kontakte beweglich gestaltet sein, um somit die Kontakte zu schützen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung ist die Kontakthalterung mit dem zumindest einen elektrischen Kontakt mechanisch verbunden und welche gegenüber dem Gehäuse bewegbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung ist die Kontakthalterung durch die Aktuatoreinrichtung bewegbar und dadurch der zumindest einen elektrischen Kontakt aus dem Gehäuse ausfahrbar und/oder einfahrbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung umfasst die Aktuatoreinrichtung einen Druckknopf, welcher mit der Kontakthalterung mechanisch verbunden ist, und welcher an einer Seite oder an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet ist.
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Durch eine Anordnung des Druckknopfs an der Seite oder Unterseite kann bei Aufsetzen des Gehäuses an eine Wand oder Boden der Druckknopf zumindest bereichsweise in das Innere des Gehäuses verschoben werden, etwa entgegen einer Federkraft, und dann die Kontakthalterung mechanisch oder elektrisch aktuieren, wobei dadurch der elektrische Kontakt ausgefahren werden kann (und/oder die Abdeckung geöffnet werden kann).
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung ist der Druckknopf an der Unterseite des Gehäuses angeordnet und durch ein Eigengewicht des Gehäuses aktuierbar und dadurch über die Kontakthalterung der zumindest eine elektrische Kontakt zur Seite oder zur Unterseite aus dem Gehäuse ausfahrbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung umfasst diese zumindest einen Dauermagnet oder Elektromagnet, welcher mit der Kontakthalterung verbunden ist und wobei der Dauermagnet oder Elektromagnet durch ein externes Magnetfeld mitsamt der Kontakthalterung und dem zumindest einen elektrischen Kontakt bewegbar ist und dadurch der zumindest eine elektrische Kontakt ausfahrbar der einfahrbar ist.
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Die Wirkung des Eigengewichts oder des Anlehnens an eine Wand kann durch die Kraft des externen Magnetfelds ersetzt oder unterstützt werden und so die Kontakthalterung zum Aktuieren des Kontaktes betätigen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung ist die Kontakthalterung federnd gelagert und dadurch in eine eingefahrene Ausgangslage des zumindest einen elektrischen Kontakts überführbar.
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Mittels der federnden Lagerung kann eine Kraft auf die Kontakthalterung erzeugt werden, welche die Kontakthalterung und somit den Kontakt in eine Ausgangslage zurückbringen kann, wenn die Ursache oder Kraft zur Aktuierung des Ausfahrens wieder verringert wird oder verschwindet. Bei der eingefahrenen Ausgangslage kann der Kontakt vollständig oder teilweise in dem Gehäuse oder unter der Abdeckung befindlich sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Kontakteinrichtung umfasst diese einen Sensor, mit welchem eine Positionierung des Gehäuses und/oder des zumindest einen elektrischen Kontakts über oder an einer externen Kontaktfläche erkennbar ist.
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Es kann vorteilhaft eine elektrische Aktuatoreinrichtung mit Daten von einem Sensor betrieben werden. Der Sensor kann an dem Gehäuse oder extern dazu angeordnet sein, und einen Bewegungs- oder Ortssensor umfassen. Des Weiteren oder alternativ kann die Aktuatoreinrichtung des gesteuerten Ausfahrens/Einfahrens oder Abdeckens auf einer anderen Logik basieren. Die elektrische Kontakteinrichtung kann besonders im Bereich Automatisierung (Autonomes Fahren/Laden) durch die Ortskenntnisse über den Ladeort für ein Fahrzeug oder Gerät (bei dem Gehäuse kann es sich dabei um ein Fahrzeug oder Gerät handeln) und die eigene Ortskenntnis (z.B. bei einem Rasenmäher Roboter, Staubsauer Roboter, fahrerlose Transportsysteme) vorteilhaft sein. Dieses Gerät oder Fahrzeug kann sich dann über einer Kontaktfläche im Boden oder an einer Wand positionieren und die Aktuatoreinrichtung angesteuert werden, um den Kontakt freizugeben oder auszufahren.
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Befindet sich das Gerät in Bewegung oder auf dem Weg zum Ladeort, so kann der Kontakte eingefahren und geschützt sein. Befindet sich das Gerät auf dem Ladeort, so werden durch die Aktuatoreinrichtung die oder der Kontakt ausgefahren oder freigegeben und können den Kontakt zur elektrischen Energieübertragung herstellen.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Kontakteinrichtung für eine elektrische Vorrichtung ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen elektrischen Kontakteinrichtung; ein Ermitteln einer Notwendigkeit für ein Freigeben des zumindest einen elektrischen Kontakts und Aktuieren der Kontakthalterung und Ausfahren des zumindest einen elektrischen Kontakts aus dem Gehäuse oder Aktuieren der Abdeckung und Freigeben des zumindest einen elektrischen Kontakts; und/oder ein Ermitteln einer Notwendigkeit für ein Verbergen des zumindest einen elektrischen Kontakts und Aktuieren der Kontakthalterung und Einfahren des zumindest einen elektrischen Kontakts in das Gehäuse und/oder Aktuieren der Abdeckung und abdecken des zumindest einen elektrischen Kontakts.
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Die elektrische Kontakteinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Kontakteinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung einer elektrischen Kontakteinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer elektrischen Kontakteinrichtung für eine elektrische Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Kontakteinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die elektrische Kontakteinrichtung kann in einem Gehäuse G angeordnet sein, wobei das Gehäuse G einem Gerät oder Fahrzeug entsprechen kann oder ein Teil dieses sein kann.
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Die elektrische Kontakteinrichtung umfasst zumindest einen elektrischen Kontakt KT, welcher an oder in dem Gehäuse G einer elektrischen Vorrichtung anbringbar ist; eine Kontakthalterung H für den zumindest einen elektrischen Kontakt KT, wobei der zumindest eine elektrische Kontakt KT mittels der Kontakthalterung H aus dem Gehäuse G ein- und ausfahrbar ist; und eine Aktuatoreinrichtung DK, insbesondere als Druckknopf DK und Längsstange mittels welchen die Kontakthalterung H aktuierbar ist.
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Bei einem Aufsetzen des Gehäuses auf einen Boden kann durch die Gewichtskraft Fg des Gehäuses G der blockförmige Druckknopf DK in Richtung V in das Innere des Gehäuses G bewegt werden. Die Längsstange LS kann drehend an einem Haltepunkt FP gelagert sein, etwa auch gefedert. Des Weiteren können der Druckknopf DK und der Kontakt KT drehend an der Längsstange LS angeordnet sein und die vertikale Bewegung des Druckknopfs DK in entgegengesetzter Richtung auf den Kontakt KT übertragen. Bei Abheben des Gehäuses G vom Boden kann dann eine Federspannung die Längsstange LS wieder in eine Ausgangslage zurückdrehen, in welcher der Kontakt KT eingefahren sein kann. Eine derartige Kontaktierung kann erfolgen, wenn sich eine Öffnung für den Kontakt über einer Kontaktfläche KF im Boden U befindet.
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Auf diese Weise kann durch die Aktuatoreinrichtung eine spezielle Mechanik vorhanden sein, die mit Hilfe von einer Feder und eines Druckknopfes den Kontakt aktuieren kann.
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Dazu kann sich der Druckknopf DK im Auflagebereich des Gehäuses G befinden, beispielsweise bei einer Abstellsituation eines Laptops, in dessen Boden, eines Akkuschraubers (im Akku-Boden), einer Küchenmaschine (im Boden). Wird das Gerät nun abgestellt, wird durch das Eigengewicht des Gerätes der Druckknopf betätigt. Dadurch fährt die mit dem Druckknopf verbundene Mechanik die Kontakte aus.
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Diese spezielle Mechanik ist besonders gut für schwerere Geräte geeignet. Da das Gerät selbst genug (Gravitations-) Kraft auf die Mechanik und Kontakte ausüben kann und trotzdem noch stabil steht. Vorteilhaft ist die federnde Lagerung der Kontakte um eine optimale Anpress- oder Kontaktkraft auf die Kontakte auszuüben.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Kontakteinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die 2 zeigt eine alternative Aktuierungslösung, da hier der Druckknopf der 1 im Wesentlichen durch eine Magnetwirkung eines zum Gehäuse G externen Magnetfeldes, etwa eines oder mehrerer externer Dauermagneten DM, auf einen oder mehrere interne Dauermagneten MM (können jeweils auch durch Elektromagneten ersetzt sein) ersetzt ist, welche dann beim Erzeugen einer Anziehungskraft Fm zu den externen Magneten hinfahren können und damit die Kontakthalterung H mitsamt dem einen oder mehreren elektrischen Kontakten KT ausfahren können und bei einer abstoßenden Magnetkraft diese wieder in das Gehäuse einfahren können. Andererseits kann bei einem Abschalten oder Abwesenheit zumindest eines der Magnetfelder, eine Federspannung auf die Kontakthalterung H diese wieder in eine eingefahrene Ausgangslage aktuieren. Die Kontakthalterung H kann entlang der Magnetkraft Fm die Kontakte in einer Richtung V verschieben, etwa seitlich (horizontal) oder vertikal zu einem Untergrund U mit einer Kontaktfläche KF hin, die dann von dem ausgefahrenen Kontakt(en) KT kontaktiert werden kann.
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Die externen Dauermagneten oder Elektromagneten, welche in der Nähe der Kontaktflächen angebracht sein können, können eine magnetische Kraft auf die ausfahrbaren Kontakte bewirken und lassen diese aus Ihren Führungen herausfahren und stellen Kontakt zwischen dem flächigen und den ausfahrbaren Kontakten dar. Des Weiteren kann die Magnetkraft Fm helfen, die Anpress- bzw. Kontaktkraft der Kontakte zu verbessern.
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3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer elektrischen Kontakteinrichtung für eine elektrische Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Nach dem Verfahren der 3 erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen elektrischen Kontakteinrichtung; ein Ermitteln S2 einer Notwendigkeit für ein Freigeben des zumindest einen elektrischen Kontakts und Aktuieren S2a der Kontakthalterung und Ausfahren des zumindest einen elektrischen Kontakts aus dem Gehäuse und/oder Aktuieren S2b der Abdeckung und Freigeben des zumindest einen elektrischen Kontakts; und/oder ein Ermitteln S3 einer Notwendigkeit für ein Verbergen des zumindest einen elektrischen Kontakts und Aktuieren S3a der Kontakthalterung und Einfahren des zumindest einen elektrischen Kontakts in das Gehäuse und/oder Aktuieren S3b der Abdeckung und Abdecken des zumindest einen elektrischen Kontakts.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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