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Die Erfindung betrifft eine elektrische
Verbindungsvorrichtung mit einem Gehäuse, mit einer Kontaktscheibe,
die mit elektrischen Flachkontakten versehen ist, mit einem im Inneren
des Gehäuses
angeordneten in Richtung auf die Kontaktscheibe bewegbaren Magnetschlitten,
der mit Magneten oder mit magnetischen Teilen und mit Stromzuführungsglieder
versehen ist, und mit einem Rückhalteglied
für die
Kontaktscheibe.
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Eine elektrische Verbindungsvorrichtung
dieser Art ist z.B. in der
EP
0 573 471 beschrieben. Anstelle von herkömmlichen
elektrischen Kontaktverbindungen mit Steckern und Buchsen ist dabei
eine Verbindung über
Flachkontakte vorgesehen. Durch die Flachkontakte lassen sich zum
einen – falls
erforderlich – hohe
Ströme übertragen
und zum anderen liegt im Vergleich zu den herkömmlichen Verbindungssystemen
eine deutlich niedrigere Bauhöhe bzw.
Bautiefe vor. Derartige elektrische Verbindungsvorrichtungen sind
nicht nur zur Übertragung
von hohen Strömen
geeignet, sondern auch für
elektrische Signale oder Impulse, z.B. im Schwachstrombereich für Computer,
Rechner, Telefone und dergleichen.
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Zum weiteren Stand der Technik hierzu
wird auch auf die
DE
199 30 642 A1 und die WO 01/03249 A1 verwiesen.
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Die zum Aufladen derartiger Geräte im Kraftfahrzeuge
angeordneten Autosteckdosen, sogenannten Zigarettenanzünder, besitzen
eine sehr große
Einbautiefe im Armaturenbrett.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsvorrichtung der
eingangs erwähnten
Art noch weiter zu verbessern, insbesondere deren Einsatzmöglichkeiten
zur erweitern und die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch
gelöst,
dass die Kontaktscheibe mit einer grafischen oder bildhaft ausgestalteten
Oberfläche
versehen ist, in die die Flachkontakte integriert sind.
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Einer der Hauptvorteile der eingangs
erwähnten
Verbindungsvorrichtung im Vergleich zum Stand der Technik liegt
darin, dass Flachkontakte anstelle von Steckverbindungen vorhanden
sind und eine wesentlich geringere Einbautiefe vorliegt. Diese Vorteile
werden bei der vorliegenden Erfindung ausgenutzt.
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Aufgrund der geringeren Tiefe lässt sich
die elektrische Verbindungsvorrichtung, über die Strom oder Daten, zu
einer Stromabnahmevorrichtung, die mit einem Verbraucher verbunden
ist, auch an Stellen einbauen, die nur einen geringen Bauraum zulassen
oder bei denen ein großer
Bauraum störend
wäre. Dies
ist z.B. bei einem Armaturenbrett in einem Fahrzeug oder auch bei
einem Einbau in einem Fahrzeugsitz der Fall. Durch die Flachkontakte,
welche in der Kontaktscheibe bündig
mit dessen Oberfläche sind
oder nur sehr geringfügig über dessen
Oberfläche
vorstehen, hat man eine freie von außen sichtbare einheitliche
Fläche
bzw. Oberfläche
zur Verfügung.
Diese Oberfläche
wird erfindungsgemäß nunmehr
grafisch oder bildhaft ausgestaltet. So können z.B. der Bedienungsperson
bzw. dem Fahrer Informationen in Wort- oder Buchstabenform oder
auch in Bildform vermittelt werden.
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Auf diese Weise kann der Bedienungsperson z.B.
die Aufgabe oder der Zweck der elektrischen Verbindungsvorrichtung
in Wort- oder Bildform übermittelt
werden. Wenn die elektrische Verbindungsvorrichtung z.B. zum Aufladen
eines Handys oder zu dessen Verbindung für eine Freisprechanlage oder für eine Antenne
vorgesehen sein soll, so können
die entsprechenden Symbole zur Information in Form eines Handys
oder eines Telefonhö rers
oder ähnlichem
auf der Oberfläche
abgebildet werden.
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Ebenso ist es möglich, auf der Oberfläche Kennzeichen,
Logos oder andere Symbole von Kfz-Herstellern oder Kfz-Zubehörherstellern
abzubilden.
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Die Flachkontakte können dabei
in die auf diese Weise ausgebildete Oberfläche integriert werden oder
sogar einen Teil dieser Oberfläche
bilden.
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Hierzu ist lediglich darauf zu achten,
dass die Kontaktscheibe zumindest im Umfeld der Flachkontakte aus
einem isolierenden Material besteht oder dass der Flachkontakt entsprechend
gegenüber
der Kontaktscheibe isoliert sind. Durch eine entsprechen einheitliche
Farbgestaltung auf der Oberfläche
selbst kann jedoch im Bedarfsfall die Kontaktscheibe farblich oder
strukturell mit den Flachkontakten so abgestimmt sein, dass kein
Unterschied erkennbar ist, wenn dies z.B. so gewünscht wird.
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Die grafisch oder bildhaft ausgestaltete Oberfläche kann
auch teilweise strukturiert oder insgesamt strukturiert sein. Auch
in eine derartig strukturierte Oberfläche lassen sich die Flachkontakte "unauffällig" oder auch völlig unsichtbar
integrieren.
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Um eine gute Verbindung zwischen
den Flachkontakten zu erhalten, wenn eine Stromabnahmevorrichtung
auf die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung
aufgesetzt wird, kann vorgesehen sein, dass die Kontaktscheibe elastisch
ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich bessere Kontaktverbindungen
herstellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn z.B. mehr
als drei Flachkontakte in der Kontaktscheibe vorgesehen sein sollen.
Selbstverständlich
kann jedoch auch die Stromabnahmevorrichtung für diesen Zweck eine elastische
Oberfläche aufweisen.
Alternativ können
die Flachkontakte hierfür
elastisch gelagert sein.
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In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die in der elektrischen
Verbindungsvorrichtung angeordneten Magnete durch wechselweise angeordnete
unterschiedliche Pole kodiert sind. Wenn die Stromabnahmevorrichtung
entsprechend entgegengesetzt kodierte Magnete besitzt, kann der
Magnetschlitten zur Herstellung einer Stromverbindung nur dann von
seiner Rückhalteposition
abheben und einen Stromkontakt mit den in der Kontaktscheibe angeordneten Flachkontakten
zur Weitergabe an die Stromabnahmevorrichtung herstellen, wenn entsprechend
kodierte Gegenmagnete in der Stromabnahmevorrichtung die Rückhaltekraft
eines magnetischen Werkstoffes, z.B. eines Rückhalteeisenteils oder einer
Feder überwinden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und
Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und
aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Es zeigt:
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1 einen
Querschnitt durch die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung, wobei
sich der Magnetschlitten in Ruheposition befindet,
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2 die
elektrische Verbindungsvorrichtung nach der 1 im Kontaktzustand mit aufgesetzter
Stromabnahmevorrichtung,
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3 eine
Draufsicht auf einen Flachkontakt mit kodierten Magneten,
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4 bis 7 Beispiele für eine grafische
oder bildhafte Ausgestaltung einer Oberfläche der Kontaktscheibe.
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Grundsätzlich ist der Aufbau und die
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung
bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die wesentlichen Teile näher eingegangen
wird. Zur Funktionsweise und zum Aufbau wird z.B. auf die
EP 0 573 471 verwiesen.
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In einem Gehäuse 1 ist ein Magnetschlitten 2 angeordnet.
Das Gehäuse 1 ist
durch eine Kontaktscheibe 3, die gleichzeitig einen Deckel
bildet, abgeschlossen. Das Gehäuse 1 mit
der Kontaktscheibe 3 kann z.B. in ein Armaturenbrett 4,
das in den 1 und 2 nur ausschnittsweise angedeutet
ist, so eingesetzt werden, dass die Kontaktscheibe 3 und
die in ihr angeordneten Flachkontakte 5 bündig oder
nahezu bündig
mit der zum Fahrzeuginneren gerichteten Seite des Armaturenbrettes 4 ist.
Die Anzahl der in der Kontaktscheibe angeordneten Flachkontakte 5 richtet
sich nach dem Anwendungsfall. Neben zwei Kontakten für die beiden
Strompole können
z.B. ein dritter und gegebenenfalls noch weitere Flachkontakte 5 zu
Steuerzwecken vorgesehen werden.
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Der Magnetschlitten 2 ist
mit geringem seitlichen Spiel in dem Gehäuse 1 angeordnet.
Die Innenwände
des Gehäuses 1 bilden
eine Führung
für den Magnetschlitten 2,
welcher in Pfeilrichtung in dem Gehäuse 1 in Richtung
auf die Kontaktscheibe 3 verschiebbar ist. In dem Magnetschlitten
befinden sich Magnete 6, welche gleichzeitig Strom- oder
Datenzuführungsglieder
dar stellen und welche über
Zuleitungen 7 entsprechend mit Strom-/Spannungsquellen oder
Datenliefereinrichtungen (nicht dargestellt) verbunden sind.
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Auf der von der Kontaktscheibe abgewandten
Seite des Magnetschlittens 2 ist ein magnetisierbarer Werkstoff,
z.B. ein Eisenteil 8 angeordnet, der den mit dem Magneten 6 versehene
Magnetschlitten 2 in Ruheposition anzieht. Anstelle eines
Rückhalteeisenteils 8 kann
gegebenenfalls auch eine Rückhaltefeder 9 vorgesehen
sein, die als Druckfeder ausgebildet ist und die den Magnetschlitten 2 im
Ruhezustand von der Kontaktscheibe 3 weghält. Die
Rückhaltefeder 9 ist
in der 1 nur gestrichelt
angedeutet, da sie alternativ zu dem Rückhalteeisenteil 8 vorgesehen
sein kann.
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Wie ersichtlich, sind die Flachkontakte 5 in der
in der 1 dargestellten
Ruheposition stromlos. Erst wenn gemäß 2 eine mit einem Gehäuse 11 versehene Stromabnahmevorrichtung 10,
die mit einem nicht näher
dargestellten Verbraucher über
Zuleitungen in nicht näher
dargestellter Weise verbunden ist, auf die Kon taktscheibe 3 aufgesetzt
wird, hebt der Magnetschlitten 2 von seiner Unterlage,
d.h. von seinem Rückhalteeisenteil 8 ab
und kontaktiert die Kontaktscheibe 3 auf der Unterseite.
Diese Kontaktierung kommt deshalb zustande, weil in dem Gehäuse 11 der
Stromabnahmevorrichtung 10 ebenfalls Flachkontakte 12,
die gleichzeitig als Magnete ausgebildet sein können, sofern ein oder mehrere
Magnete nicht separat von den Flachkontakten 12 vorgesehen
sind, auf die Flachkontakte 5 der Verbindungsvorrichtung
aufgesetzt werden. Durch die gegenseitige magnetische Anziehung
der Magnete 6 und 12, wozu diese lagemäßig sich
gegenüberliegend
in ihrer jeweiligen Vorrichtung anzuordnen sind, hebt der Magnetschlitten 2 entsprechend
von dem Rückhalteeisenteil 8 ab,
da dessen magnetische Anziehungskraft so eingestellt ist, dass die
durch die Verbindung mit der Stromabnahmevorrichtung 10 geschaffene Magnetkraft
größer ist.
Wie aus der 2 ersichtlich ist,
kommt es deshalb über
die Daten- oder Stromzuführungsglieder 6,
die dabei auf Kontakt an der Unterseite der Flachkontakte 5 anliegen,
zu einer Strom- und Datenzufüh rung
von einer nicht dargestellten Spannungs-Quelle zu dem Verbraucher
V.
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In den 1 und 2 sind die Flachkontakte 5 und 12 so
dargestellt, dass sie genau bündig
mit der Oberfläche
sind. Für
eine einwandfreie Kontaktierung können sie jedoch auch leicht über die
Oberflächen
der Kontaktscheibe bzw. des Gehäuses 11 überstehen.
Sofern nur jeweils drei Flachkontakte 5 in der Verbindungsvorrichtung
und in der Stromabnahmevorrichtung vorhanden sind, wird auf jeden Fall
eine einwandfreie Kontaktierung erreicht, die auch die Übertragung
von hohen Strömen
zulässt.
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Die Kontaktscheibe 3, welche
für den
Benutzer, z.B. bei einem Einbau in das Armaturenbrett 4 eines
Fahrzeuges für
den Fahrer oder Beifahrer frei sichtbar ist, kann nun mit einer
grafisch oder bildhaft ausgestalteten Oberfläche versehen sein. In den 4 bis 7 sind hierfür verschiedene Beispiele angedeutet.
Selbstverständlich
sind im Bedarfsfall hier den Ausgestaltungen keinerlei Grenzen gesetzt.
Gemäß 4 ist auf eine Oberfläche 13 der
Kontaktscheibe 3 ein Handy 14 aufgezeichnet.
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Gemäß 5 ist ein Telefonhörer 15 dargestellt.
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Die in der 1 und 2 dargestellten
elektrische Verbindungsvorrichtung und die Stromabnahmevorrichtungen
und auch die in den 4 bis 7 dargestellten Kontaktscheiben 3 sind
aus Übersichtlichkeitsgründen in
vergrößerter Darstellung
wiedergegeben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bewegt sich
die Originalgröße in der
Größe eines 2-Cent-Stückes, d.h.
in einem Durchmesserbereich von 15 bis 20 Millimeter. Die Tiefe
für die
elektrische Verbindungsvorrichtung kann sich in einem Bereich von
5 bis 10 Millimeter bewegen.
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Bei den Darstellungen gemäß 4 und 5 mit dem Handy 14 und dem Hörer 15 würde noch
genügend
Freiraum verbleiben für
die Unterbringung der Flachkontakte 5 neben den Abbildungen,
wie dies in der 4 durch
die gestrichelt dargestellten Kreise mit den Bezugszeichen 5' angedeutet
ist.
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Wenn jedoch die gesamte Oberfläche 13 mit einer
grafischen oder bildhaften Ausgestaltung versehen ist oder wenn
man nicht möchte,
dass die Flachkontakte 5 sichtbar oder erkennbar sind,
können
diese problemlos auch in die grafische oder bildhafte Darstellung
integriert werden. Wie aus der 4 ersichtlich
ist, sind hierzu drei Flachkontakte 5 direkt in das dargestellte
Handy 14 eingezeichnet.
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Im Bedarfsfall kann die Oberfläche der Flachkontakte 5 bezüglich Farbgestaltung
identisch mit der Farbgestaltung der Oberfläche 13 der Kontaktscheibe 3 sein,
sodass die Flachkontakte 5 von außen nicht erkennbar sind.
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In ähnlicher Weise können gemäß 5 die Flachkontakte 5 in
den Telefonhörer
integriert werden. Auch hier können
die Flachkontakte 5 in gleicher Weise mit einer Farbgebung
versehen sein wie der Telefonhörer 13,
sodass deren Lage nicht erkennbar ist.
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In den 6 und 7 sind zwei Beispiele angegeben,
wobei die Oberfläche 13 der
Kontaktscheibe 13 als "Erkennungszeichen" für einen
Kfz-Hersteller dient. Gemäß 6 ist das als Logo bzw.
Markenzeichen registrierte Zeichen "VW" für die Volkswagen AG
dargestellt. Auch hier können
die Flachkontakte 5 in die grafische Ausgestaltung, die
gegebenenfalls auch strukturiert sein kann, d.h. mit einer strukturierten "VW"-Schrift, integriert
werden, wie dies beispielsweise dargestellt ist. Auch hier lassen
sich die Flachkontakte 5 in der grafischen Ausgestaltung "verstecken".
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Selbstverständlich ist die Ausgestaltung
mit dem VW-Logo
nur beispielsweise anzusehen. Im Bedarfsfall lassen sich hier die
verschiedensten Logos, Erkennungszeichen oder Kurzzeichen von Kfz-Herstellern
oder von Kfz-Zubehörherstellern
auf der Oberfläche 13 der
Kontaktscheibe 3 abbilden.
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Da die verschiedenen Logos der Unternehmen
völlig
unterschiedlich sind, müssten
auf diese Weise grundsätz lich
auch die Flachkontakte 5 an verschiedenen Stellen angeordnet
werden.
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Um zu vermeiden, dass in einem derartigen Fall
jedoch jeweils entsprechend an die Lage der Flachkontakte 5 angepasste
Stromabnahmevorrichtungen 10 erforderlich sind oder entsprechende
Adapter verwendet werden müssen,
kann die Lage der Flachkontakte 5 in den grafischen Ausgestaltungen der
Oberfläche 13 so
gewählt
werden, dass diese an "Schnittpunkten" eingesetzt werden,
die mehrere Logos, Erkennungszeichen und dergleichen von verschiedenen
Kfz-Herstellern gemeinsam besitzen. Dies ist z.B. in der 7 für die Hersteller von Volkswagen
und AUDI dargestellt. Aus den übereinander gelegten
Firmenkennzeichen der beiden Unternehmen ist ersichtlich, dass genügend "Schnittpunkte" vorhanden sind,
an denen man die Flachkontakte 5 anordnen kann, wenn man
diese "verstehen" möchte. Möglich ist
z.B. auch die Verwendung eines Umfassungsringes für einen
Flachkontakt 5 oder Zwischenräume zwischen den einzelnen
Bildern oder Schriftzügen.
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Um zu vermeiden, dass durch metallische Gegenstände oder
sogar Magnete bei nicht aufgesetzter Stromabnahmevorrichtung 10 der
Magnetschlitten 2 abhebt, wenn auf die Flachkontakte 5 ein Magnet
oder magnetischer Werkstoff aufgesetzt wird, z.B. im Spiel durch
Kinder, kann vorgesehen sein, dass die Magnete 6 magnetisch
kodiert sind. Die magnetische Kodierung kann z.B. dadurch erreicht
werden, dass jeder Magnet 6 aus zwei oder mehreren Magnetteilen
besteht, die mit unterschiedlichen Polaritäten nebeneinander angeordnet
sind. In der 3 sind
hierzu beispielsweise vier Magnetteile in Viertelkreisform dargestellt,
wobei nebeneinander liegende Pole jeweils unterschiedlich sind.
Die Magnete 12 der Stromabnahmevorrichtung 10 sind
dann entsprechend mit entgegengesetzt gerichteten Polen versehen,
so dass erst bei Aufsetzen der Stromabnahmevorrichtung 10 auf
die Verbindungsvorrichtung ein Magnetfluss erzeugt wird und der
Magnetschlitten 2 gegen die Rückhaltekraft des Rückhalteeisenteils 8 oder
der Feder 9 abhebt und die Flachkontakte 5 mit
den Stromzuführungsgliedern 6 von
der Unterseite her kontaktiert.
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Falls gewünscht kann auch die Oberfläche der
Stromabnahmevorrichtung 10 mit ihren Flachkontakten 12 mit
einer grafischen oder bildhaft ausgestalteten Oberfläche versehen
sein. Anstelle einer Stromleitung über die Magnete 12 können selbstverständlich in
der Stromabnahmevorrichtung 10 Stromkontakte und Magnete
getrennt nebeneinander angeordnet sein, wenn genügend Platz vorhanden ist. Gleiches
gilt für
den Magnetschlitten 2 mit den darauf angeordneten Magneten 6.