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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbinderanordnung,
die einen Audiostecker bzw. einen Leistungsstecker und eine Buchse
umfasst. Die Buchse ist mit einem ersten und mit einem zweiten Satz
von Kontakten versehen. Der erste Satz von Kontakten ist so angeordnet,
dass er zu dem Leistungsstecker passt. Der zweite Satz von Kontakten
ist so angeordnet, dass er zu dem Audiostecker zum Anschließen von
Tonwiedergabemitteln passt. Die Tonwiedergabemittel sind für die Wiedergabe akustischer
Stereosignale geeignet. Der Leistungsstecker ist geeignet, die Buchse
mit einer Spannungsversorgung zu verbinden.
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Gegenwärtig sind
in vielen tragbaren Audiovorrichtungen wie MP3- oder CD-Spielern
zwei Audiobuchsen vorgesehen, um zu ermöglichen, dass zwei Personen
ihre Kopfhörer
mit der Vorrichtung verbinden, um gleichzeitig dieselbe Musik hören zu können. Außerdem erfordern
diese tragbaren Vorrichtungen eine Leistungsbuchse, um für Batterienachladezwecke
eine Leistungsversorgung anzuschließen. Jede Buchse ist ein verhältnismäßig teures
elektromechanisches Bauelement, das hinsichtlich der Anforderungen
des Raums Beschränkungen für den mechanischen
Entwurf des Gehäuses
und eine verringerte Stabilität
erzeugt. Ein üblicher
Zugang zur Bereitstellung des notwendigen Raums ist es, das Gehäuse zu vergrößern. Die
Bereitstellung von Verstärkungsrippen
oder ähnlichen
mechanischen Elementen kann die Stabilität erhöhen. Allerdings sind beide
Zugänge
Hindernisse bei den allgemeinen Trends, die Größe eines Gehäuses noch
weiter zu verringern und die Herstellungskosten der Vorrichtung
zu senken.
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Die
Offenbarung RD-41884, veröffentlicht am
10. Februar 1999 in IBM Research Disclosure, Februar 1999/259, beschreibt
eine Technik zur Nutzung von Stereotelephonbuchsen, um automatisch eine
Leistungs-Ein/Aus-Steuerung
für tragbare
batteriebetriebene Vorrichtungen zu ermöglichen oder bereitzustellen.
Dadurch, dass die Technik die Notwendigkeit eines getrennten Leistungs-Ein/Aus-Schalters beseitigt,
minimiert sie die Kosten.
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Das
US-Patent
US6109797A offenbart
eine optische/elektrische kompatible Übertragungsvorrichtung vom
Stecker-Buchsen-Typ, die für
die Übertragung
von Daten zwischen digitalen Audiovorrichtungen oder anderen Vorrichtungen,
die digitale Signale übertragen
können,
die audiovisuelle Informationen, Steuerinformationen, Buchstaben
oder Zeichen, erfasste Parameterwerte, Bildinformationen oder dergleichen
repräsentieren,
verwendet wird. Die Übertragungsvorrichtung
kann anhand der Potentiale der elektrischen Anschlüsse des
Steckers den Typ des eingeführten
Steckers identifizieren.
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Allerdings
bleibt für
eine Verbinderanordnung eine Notwendigkeit, eine Verringerung der
Anzahl der Buchsen an einer elektronischen Vorrichtung, z. B. an
einer Audiovorrichtung, zu ermöglichen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Verbinderanordnung zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Verbinderanordnung umfasst
einen Audiostecker bzw. einen Leistungsstecker und eine Buchse.
Die Buchse ist mit einem ersten und mit einem zweiten Satz von Kontakten
versehen. Der erste Satz von Kontakten ist so angeordnet, dass er
zu dem Leistungsstecker passt. Der zweite Satz von Kontakten ist
so angeordnet, dass er zu dem Audiostecker zum Anschließen von
Tonwiedergabemitteln passt.
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Die
Tonwiedergabemittel sind für
die Wiedergabe akustischer Stereosignale geeignet. Der Leistungsstecker
ist geeignet, um die Buchse mit einer Spannungsversorgung zu verbinden.
Gemäß der Erfindung
ist die Buchse mit einem mechanischen Steuermittel versehen. Das
mechanische Steuermittel ist zwischen zwei Stellungen beweglich,
die bewirken, dass der erste Satz von Kontakten freigegeben ist
und dass der zweite Satz von Kontakten gesperrt ist, wenn der Leistungsstecker
in die Buchse eingeführt
ist. Außerdem
ist das mechanische Steuermittel zwischen den zwei Stellungen beweglich,
die bewirken, dass der erste Satz von Kontakten gesperrt ist und
dass der zweite Satz von Kontakten freigegeben ist, wenn der Audiostecker
in die Buchse eingeführt ist.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung betätigt
das mechanische Steuermittel einen Schalter, der den ersten bzw.
den zweiten Satz von Kontakten freigibt und/oder sperrt. Der Schalter
kann eine elektrische Steuerschaltung umfassen oder umfasst vorteilhaft
eine bewegliche Hülse
in der Buchse.
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Vorteilhaft
umfasst der Schalter einen Steuerstift, der durch den Audiostecker
betätigt
wird. Vorzugsweise ist der Leistungsstecker mit einer Aussparung
versehen, um den Steuerstift aufzunehmen, wenn der Leistungsstecker
in die Buchse eingeführt wird,
um die Betätigung
des Steuerstifts durch den Leistungsstecker zu verhindern.
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In
einer Ausführungsform
ist der Steuerstift federnd in eine Stellung vorgespannt, die den
zweiten Satz von Kontakten freigibt.
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Vorzugsweise
ist der Steuerstift mit einer Nase versehen, die in eine radiale
Richtung des Steuerstifts verläuft
und mit einem geneigten Schlitz in der Hülse in Eingriff ist.
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Vorteilhaft
ist die Hülse
drehbar angebracht und sind die Nase und der Schlitz so angeordnet, dass
eine Translationsbewegung des Steuerstifts eine Drehbewegung der
Hülse bewirkt.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung umfasst der Schalter ein gleitfähiges Gleitstück, das
so in der Buchse angebracht ist, dass eine Translationsbewegung
des Steuerstifts eine Translationsbewegung des Gleitstücks bewirkt.
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In
diesem Fall ist es vorteilhaft, dass ein mechanisches Übertragungsmittel
vorgesehen ist, um den Steuerstift und das Gleitstück zu koppeln.
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In
der Zeichnung sind zwei beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Sie zeigt:
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1a eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung
mit einem Leistungsstecker;
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1b eine
schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung
mit einem Audiostecker;
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1c eine
veranschaulichende Ansicht des in der ersten Ausführungsform
der Erfindung enthaltenen Schaltmechanismus;
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2a eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit
einem Leistungsstecker; und
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2b eine
schematische Darstellung der zweiten Ausführungsform der Erfindung mit
einem Audiostecker.
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1a zeigt
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung,
die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.
Die Kontaktanordnung 1 ist in einem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung
enthalten, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Die Vorrichtung
kann z. B. eine tragbare Audiovorrichtung sein. Die Verbinderanordnung
umfasst eine Buchse 2 und einen Leistungsstecker 3.
Die Buchse 2 besitzt einen Außenmantel 4, der mehrere
Kontakte, einen ersten Satz von Kontakten "+", "–" für
die Leistungsversorgung und einen zweiten Satz von Kontakten L,
R, G für
die Audiosignale, wobei L und R für das linke und für das rechte
Stereosignal und G für
Masse stehen, trägt. Die
zwei Sätze
von Kontakten sind an dem Außenmantel 4 diametral
gegenüberliegend
angeordnet. Innerhalb des Außenmantels 4 ist
in einem halbkreisförmigen
Schlitz 7 eine drehbare Hülse 6 angebracht. In
der veranschaulichten Ausführungsform
verläuft die
Hülse 6 in
Umfangsrichtung nur über
90 Grad. Somit füllt
die Hülse 6 nur
eine Hälfte
des halbkreisförmigen
Schlitzes 7 aus. Die Hülse 6 kann
zwei Endstellungen einnehmen, in denen sie an die jeweiligen Enden
eines Kreisschlitzes 7 angrenzt. Die Hülse 6 ist mit vier
Kontaktstreifen 8a ... 8d versehen, die an der
Innen- und an der Außenoberfläche der
Hülse 6 verlaufen.
Die Hülse
ist federnd in ihre erste Endstellung vorgespannt, was ausführlicher
in Verbindung mit 1c beschrieben wird. In der
ersten Endstellung sind die Kontaktstreifen 8a und 8d in
Kontakt mit dem Leistungsversorgungskontakt +, –. Wenn der Leistungsstecker 3 in
die Buchse 2 eingeführt
ist, sind die Kontaktbereiche 9a, 9b mit den Kontaktstreifen 8a, 8d in
Kontakt, wobei elektrische Leistung von einer Leistungsversorgung
(nicht gezeigt) über
den Leistungsstecker 3 und die Buchse 2 in die
Vorrichtung fließt.
In der Schnittansicht in dem oberen Teil von 1a ist
die erste Endstellung gezeigt. Der Schnitt verläuft entlang der Linie A-A.
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Das
obere Ende 11 des Leistungssteckers 3 ist mit
einer zentralen Grundbohrung 12 oder Aussparung versehen,
in der ein Steuerstift 13 untergebracht wird. In 1a ist
der Steuerstift 13 nur für Veranschaulichungszwecke
getrennt von der Buchse 2 gezeigt. In einer realen Ausführungsform
ist der Steuerstift 13 wie in 1c gezeigt
innerhalb der Buchse 2 angeordnet. Wenn der Leistungsstecker 3 in
die Buchse 2 eingeführt
wird, dringt der Steuerstift 13 in die Grundbohrung 12 ein,
in der der Steuerstift 13 untergebracht wird. Auf diese
Weise übt
der Leistungsstecker 3 keine Kräfte auf den Steuerstift 13 aus.
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1b zeigt
die erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung,
der einem Audiostecker 14 mit einer geschlossenen Spitze 16 zugeordnet
ist. Die Hülse 6 wird
in die zweite Endstellung gedreht, sodass die Kontaktstreifen 8a, 8b, 8c der
Hülse in
Kontakt mit dem zweiten Kontaktsatz gelangen, der die Audiosignale
L, R und G liefert. Wenn der Audiostecker in die Buchse 2 eingeführt ist, grenzt
die Spitze 16 des Audiosteckers 14 in einer bestimmten
Stellung auf dem Weg in die Buchse 2 an den Steuerstift 13 an.
Wenn der Audiostecker 14 seinen Weg in die Buchse 2 fortsetzt,
wird der Steuerstift 13 nach hinten geschoben und treibt
die Hülse 6 aus der
ersten Endstellung (1a) in die zweite Endstellung
(1b). Wenn die Hülse 6 ihre zweite
Endstellung erreicht hat, ist der Audiostecker 14 vollständig in
die Buchse 2 eingeführt.
Daraufhin stellen die Kontaktbereiche 17a, 17b, 17c des
Audiosteckers 14 einen Kontakt mit den Kontaktstreifen 8a, 8b, 8c her. Die
zweite Endstellung ist in der Schnittansicht im Oberteil von 1b gezeigt.
Der Schnitt verläuft
entlang der Linie B-B.
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Anhand
von 1c wird nun ausführlicher der Mechanismus beschrieben,
der die Hülse 6 aus der
ersten Endstellung in die zweite Endstellung treibt.
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1c zeigt
Schnittansichten der Buchse 2 und der Anordnung der Hülse 6 und
des Steuerstifts 13 in der Buchse 2. In 1c sind
die Hülse 6 und der
Steuerstift 13 näherungsweise
in der Mitte ihrer jeweiligen Bewegungswege gezeigt. Das heißt, der Steuerstift 13 ist
näherungsweise
die halbe Strecke zurück
in die Buchse 2 geschoben worden und die Hülse 6 ist
näherungsweise
in der Mitte zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Endstellung.
In der Schnittansicht in dem oberen Teil von 1c ist
die Mittelstellung gezeigt. Der Schnitt verläuft entlang der Linie C-C.
Der Einfachheit halber ist der Audiostecker 14, der auf
den Steuerstift 13 eine Translationsantriebskraft ausübt, in 1c nicht
gezeigt. In der Hülse 6 ist
ein geneigter Schlitz 18 vorgesehen. In den geneigten Schlitz 18 reicht
eine Nase 19, die mit dem Steuerstift 13 fest
verbunden ist. Eine Feder 21 spannt den Steuerstift 13 in
die am meisten vorwärts
gerichtete Stellung, die einer ersten Endstellung der Hülse 6 entspricht
(1a), vor. Wenn der Steuerstift 13 nach
hinten geschoben wird, übt
die Nase im Zusammenwirken mit dem geneigten Schlitz 18 eine
Drehkraft auf die Hülse 6 aus,
bis der Steuerstift 13 seine am meisten nach hinten gerichtete
Stellung erreicht und die Hülse 6 ihre
zweite Endstellung erreicht (1b).
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In
einer Alternative der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung wird
eine halbkreisförmige
Hülse 6 in
einem kreisförmigen
Schlitz in der Buchse 2 gedreht.
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2a zeigt
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Ähnliche
oder gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in
der ersten Ausführungsform
bezeichnet. 2a zeigte eine zweite Ausführungsform
im Zusammenhang mit dem Leistungsstecker 3. Der Hauptunterschied
zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
dass die zweite Ausführungsform
mit einem Gleitstück 22 versehen
ist, das die Hülse 6 ersetzt. Ähnlich der
ersten Ausführungsform
kann der Leistungsstecker 3 den Steuerstift 13 in
seiner Grundbohrung 12 aufnehmen, sodass die Einführung des
Leistungssteckers 3 keine Wirkung auf die Konfiguration der
Buchse hat.
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2b veranschaulicht
die zweite Ausführungsform
im Zusammenhang mit dem Audiostecker 14. Die Einführung des
Audiosteckers 14 schiebt den Steuerstift 13 in
der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform nach hinten, woraufhin
er das Gleitstück 22 durch
Translation in eine Vorwärtsrichtung,
d. h. in eine entgegengesetzte Richtung zur Bewegung des Audiosteckers 14,
antreibt. Um diese Umkehr der Bewegung zu erzielen, ist zwischen
dem Steuerstift 13 und dem Gleitstück 22 eine geeignete mechanische
Verbindung bereitgestellt. Solche mechanischen Mittel sind im Gebiet
gut bekannt und bilden keinen Bestandteil des Gegenstands der vorliegenden
Erfindung.
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Somit
sind die Einzelheiten dieses Mechanismus in den 2a und 2b nicht
gezeigt.
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Die
Translationsbewegung des Gleitstücks 22 bewirkt
den Kontakt der richtigen Kontakte der Buchse und der Kontaktbereiche
des Leistungssteckers 3 bzw. des Audiosteckers 14.