EP3427347A1 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

Elektrische steckverbindung

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EP3427347A1
EP3427347A1 EP17720683.6A EP17720683A EP3427347A1 EP 3427347 A1 EP3427347 A1 EP 3427347A1 EP 17720683 A EP17720683 A EP 17720683A EP 3427347 A1 EP3427347 A1 EP 3427347A1
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EP
European Patent Office
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connector
plug connection
electrical
electrical plug
locking
Prior art date
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EP17720683.6A
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English (en)
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EP3427347B1 (de
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Folke Michelmann
Markus Schichl
Herbert Wurm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3427347A1 publication Critical patent/EP3427347A1/de
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Publication of EP3427347B1 publication Critical patent/EP3427347B1/de
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    • H01R13/627—Snap or like fastening
    • H01R13/6277—Snap or like fastening comprising annular latching means, e.g. ring snapping in an annular groove

Definitions

  • Plug connection an operating method for an electrical connector and a carrier with a
  • connection systems are used for power and data or signal transmission and for this purpose usually have a plurality of contact elements which, when the connection system is closed, are connected to corresponding mating contact elements.
  • the contact elements can be arranged in a plug and the mating contact elements in a socket.
  • mutually aligned magnets are inserted in the plug and in the socket.
  • the magnets in the plug and in the socket attract each other and ensure that the plug connects magnetically to the socket while the contact elements contact the mating contact elements.
  • two magnets are provided in the plug and two magnets in the socket.
  • magnets and counter magnets has been found to be particularly suitable, on the one hand to produce a secure connection between the contact elements and the mating contact elements and on the other hand to facilitate the connection process.
  • connection systems can also be self-identifying within certain limits.
  • magnets in a plug connection facilitate the insertion of the individual connectors, it may be necessary to additionally secure the plug connection in safety-relevant application areas or in application areas with mechanical loads or vibrations.
  • the present invention seeks to provide an improved self-locating electrical connector. According to the invention, this object is achieved by an electrical plug connection with the features of patent claim 1 and / or by a method having the features of patent claim 10. Accordingly, it is provided:
  • an electrical connector having a first connector, a second connector and a latching mechanism, the first connector having a first electrical contact element and at least one magnet, and wherein the second connector comprises a second electrical contact element and at least one second magnet having a polarity reversed to the first magnet, wherein the first and second contact members are configured to make electrical connection between the first and second connectors for power and / or data transmission, and wherein the locking mechanism is self-locking; such as
  • an operating method for a magnetic electrical connector having a first connector and a second connector comprising the following steps:
  • locking is understood to mean that the plug connection is due to an undefined movement of or on the first or second Connector or by an undefined forces acting on the first or second connector does not solve.
  • unlock is to be understood, namely that a locked connection can be released solely by an undefined force on the first or second connector.This need not require a separate direct or indirect actuation of a release mechanism, but can also the connector inherent effect.
  • the idea underlying the present invention is to provide a particularly user-friendly electrical plug-in connection in that the plug connection has magnets which ensure self-identification of the plug connections.
  • the magnetic connector is also secured by an automatic locking mechanism.
  • a lock by a displacement and / or rotation of the first and second connector in a predetermined opening direction can be unlocked.
  • the connector or a part of the connector for unlocking must be rotated to a certain position. It is particularly advantageous when a release
  • the connector is sufficiently secured against occurring mechanical loads and vibrations.
  • the unlocking device described is particularly user-friendly, since it can be "blinded" as well as one-handed for the user
  • the locking mechanism comprises a locking element in the first and second connector and a locking element in the second or first connector, wherein the locking element and / or the locking element are resiliently deformable in a predetermined first direction and are formed stiff in a different direction from the first direction, the second direction.
  • the locking element shuts off due to a force in the second direction and opening the connector is not possible.
  • the locking element in one direction, perpendicular to the plug plane (hereinafter referred to as z-direction) is stiff and is formed elastically within the connector plane .. Consequently, the connector from several closing directions close, but only off open in one direction or in one direction.
  • the locking element has a spring, which is arranged in the first and second connector, wherein the spring is formed in a circular arc.
  • the spring may be C-shaped.
  • the latching element can also be pushed laterally through the opening of the C-shaped spring until it snaps behind a step of the spring. tet.
  • the locking element is pulled out laterally (in the opening direction) from the opening of the egg-shaped spring or pushed out. A widening of the spring due to a pulling on the locking element, however, is blocked.
  • the locking element of the locking element of a plurality is a plurality
  • the contour of the locking element allows the expansion of the spring due to a force from above (closing direction), whereas the spring does not deform due to a force from below.
  • the first connector is connected to a first, device-side circuit board and the second connector is connected to a second circuit board and / or with a cable.
  • the electrical connector according to the invention connects an electrical device with a cable for power / data transmission.
  • a connection can also be made between two printed circuit boards by te circuit board is connected to an energy storage or disk.
  • the first contact element is designed as at least one contact strip and / or the second contact element as at least one contact pin or at least one bent contact.
  • the mentioned contact elements are particularly durable and inexpensive to manufacture.
  • the first and second contact element each have a plurality of contact elements, which are arranged horizontally offset from one another, in particular not consecutively. This arrangement ensures a uniform wear of the contact elements and thus extends the life of the connector.
  • the first connector and the second connector each have guide elements for guiding the first and second connectors in the opening direction.
  • the guide elements prevent tilting of the two connectors and thus facilitate the operation. This ensures that a user can unlock the connector securely with one hand.
  • the carrier may for example be attached to a helmet.
  • electrical equipment such as headlamps, cameras or the like can attach particularly simple and secure to a helmet.
  • the carrier according to the invention is particularly suitable as a carrier for surgical electric appliances.
  • surgeons often wear metallic "headbands", on which electrical apparatus, such as surgical lights, surgical microscopes or cameras are mounted.
  • FIG. 1 shows a first connector and a second connector according to an embodiment of the invention, immediately before producing an electrical connection
  • FIG. 2 is a perspective view of an electrical
  • FIG. 3 is a perspective view of a first connector according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a plug connection according to another embodiment of the invention during opening; a perspective view of a second connector according to the invention according to a first embodiment;
  • FIG. 1 a perspective view of a second connector according to the invention according to a second embodiment; a bottom perspective view of a first Ver binder and a second connector according to another embodiment of the invention, immediately prior to making an electrical plug connection; a perspective view of a first connector and a second connector according to another embodiment of the invention.
  • the connector 100 has a first connector 101, a second connector 201 and a locking mechanism (107, 109, 207).
  • the first connector 101 may be mounted on a printed circuit board.
  • the second connector has a printed circuit board 209 serving as a data memory. For the power and data transmission between the two connectors 101, 201, these contact elements 103, 203.
  • the connector 100 is self-locating.
  • the connectors 101, 201 each have a magnet 105, 205.
  • the connector in the direction (-) z is closed.
  • the connector can not be opened in the + z direction.
  • FIG. 2 shows an electrical plug connection 100 according to FIG. 1 in a closed state. It is shown that the electrical connectors 100 has a particularly compact shape and homogeneous geometry. Thus, in the closed state, only the housings 115, 215 of the two connectors 101, 201 as well as possible printed circuit board or cable connections of the connectors are accessible. The smooth, flat texture prevents the accumulation of dirt or germs on the surface of the connector. In addition, the connector is particularly easy to clean or sterilize. The compact shape is thus particularly advantageous in terms of hygienic aspects. In Figure 2, the second connector 201 via a cable connection (not shown) with a cable for power and data transmission connectable.
  • the first connector 101a is shown in a schematic perspective view.
  • the connector 101a comprises an electrical contact element 103 having a plurality of stamped contact strips 111.
  • a magnet 105 (not shown) is located under the contact element 103 and is covered by the latter.
  • the connector 101a in FIG. 3 comprises a substantially rigidly formed locking element 107a.
  • the locking element 107 has a groove 117, through which a latching element of a second connector can be pushed out (and pushed in).
  • FIG. 3 shows that the locking element 107a is delimited by a depression of the housing 115.
  • the limitation imparts rigidity to the locking element 107a and prevents expansion of the locking element 107a.
  • the locking element 107a has beveled side surfaces 119 on its upper side. Due to a force or pressure from above, the beveled side surfaces give way slightly downwards.
  • the side surfaces on the inside of the groove 117 are formed at right angles, such that a latching element of a second connector with the locking element 107a canted on train from above or in the z-direction.
  • the connector 101a in FIG. 3 has a plurality of guide elements 113.
  • the guide elements 113 guide the first and second connectors during the opening of the connectors.
  • the guide members 113 prevent tilting during the opening of the second connector in the locking member 117 by the latching element of the second connector during opening of the guide elements 113 laterally or in the y direction out of the locking element 107a due to a force is led out.
  • FIG. 4 shows the connector 100 during opening by a user sliding the first connector 101 in the Y direction against the second connector 201.
  • FIGS. 5 and 6 each show a second connector 201a, b with electrical contact elements 203.
  • the electrical contact elements 203 are designed as contact pins 211.
  • the electrical contact elements 203 are formed as stamped, bent contacts 212.
  • Around the contact elements 211, 212 around an egg-shaped locking element 207 a is formed.
  • a semi-annular magnet 205 is arranged below the latching element 207a.
  • the C-shaped latching element 207a is elastically deformable, the way that a plug connection can not be made exclusively by inserting the second connector laterally into the first connector, but also by plugging it from above or below.
  • the C-shaped locking element 207a is so spring-back that this can deform due to a force from the top to the inside.
  • the locking element 207a forms a spring.
  • the rear suspension of the locking element 207a is not shown in Figures 5 and 6.
  • a convenient rear suspension can by a flexible attachment in front of a cavity or for example, take place before a compressible elastomer foam.
  • the locking element 207a has beveled surfaces on its upper side facing the interface.
  • the latching element 207a is formed at right angles on its underside.
  • Both connectors 201a, b are compatible with a first connector 101a, for example according to FIG. Accordingly, the connectors 201a, b have guide elements 213 corresponding to the guide elements 113.
  • contact elements is not limited to a specific embodiment of the invention or to the first or second connector, but can be combined as desired.
  • FIGS. 7 and 8 show another alternative embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 and 8 each show a first connector 101c and a second connector 201b.
  • the connectors 101c and 201c are different from the connectors 101a, 201a by their latching member 207c and latching member 107c.
  • the locking element 107c is partially arranged in a recess 119.
  • the locking element 107c can be expanded due to a force from above during the mating of the connector by the locking element 207c.
  • the locking element 107c and the Locking element 207c on its upper side beveled surfaces.
  • the locking element 207c is formed substantially rigid and without resilient properties.
  • the locking element 107c is of a C-shaped basic structure. On the inside of the egg-shaped basic structure more circular arc-shaped elements are arranged. Although this is not shown in the figures, it is conceivable to spring-back the circular-arc-shaped elements, as described in FIGS. 5 and 6 with respect to the C-shaped latching element 207a.
  • FIG. 7 shows that the semicircular magnet 205 is reinforced by a magnetic disk 206.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrische Steckverbindung mit einem ersten Verbinder, einem zweiten Verbinder und einem Verriegelungsmechanismus, wobei der erste Verbinder ein erstes elektrisches Kontaktelement und wenigstens einen Magneten aufweist, und wobei der zweite Verbinder ein zweites elektrisches Kontaktelement und wenigstens einen zweiten Magneten mit einer zu dem ersten Magneten umgekehrten Polarität, aufweist, wobei das erste und das zweite Kontaktelement eingerichtet sind, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder zur Strom und/oder Datenübertragung herzustellen, und wobei der Verriegelungsmechanismus selbstverriegelnd ausgebildet ist.

Description

Elektrische Steckverbindung
GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische
Steckverbindung, ein Betriebsverfahren für eine elektrische Steckverbindung sowie einen Träger mit einer
elektrischen Steckverbindung. TECHNISCHER HINTERGRUND
Aus der DE 20 2006 020 263 Ul ist ein elektrisches Verbindungssystem bekannt. Derartige VerbindungsSysteme dienen zur Strom- und Daten- bzw. Signalübertragung und weisen hierzu in der Regel eine Vielzahl von Kontaktelementen auf, die, wenn das Verbindungssystem geschlossen ist, mit entsprechenden Gegenkontaktelementen verbunden sind. Die Kontaktelemente können in einem Stecker und die Gegenkontaktelemente in einer Buchse angeordnet sein. Zur einwandfreien Kontaktie- rung der Kontaktelemente mit den Gegenkontaktelementen sind in dem Stecker und in der Buchse aufeinander ausgerichtete Magnete eingesetzt. Die Magnete im Stecker und in der Buchse ziehen sich dabei gegenseitig an und sorgen dafür, dass sich der Stecker magnetisch mit der Buchse verbindet und dabei die Kontaktelemente die Gegenkontaktelemente kontaktieren. Im Regelfall sind jeweils zwei Magnete im Stecker und zwei Magnete in der Buchse vorgesehen.
Die Verwendung von Magneten und Gegenmagneten hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um einerseits eine sichere Verbindung zwischen den Kontaktelementen und den Gegenkontaktelementen herzustellen und andererseits den Verbindungsvorgang zu erleichtern. Derartige Verbindungssysteme können innerhalb gewisser Grenzen auch selbstfindend sein. Zwar erleichtern Magnete in einer Steckverbindung das Stecken der einzelnen Verbinder, allerdings kann es in sicherheitsrelevanten Anwendungsgebieten bzw. in Anwendungsgebieten mit mechanischen Lasten oder Vibrationen erforderlich sein die Steckverbindung zusätzlich zu sichern.
Zu diesem Zwecke sind dem Fachmann verschiedene Verriegelungsmechanismen, etwa Schrauben und Gewinde, bekannt. Beim Stecken der Steckverbinder hat sich die jedoch als aufwendig herausgestellt.
Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte selbstfindende elektrische Steckverbindung anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektrische Steckverbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 10 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen:
- eine elektrische Steckverbindung mit einem ersten Verbinder, einem zweiten Verbinder und einem Verriegelungsmechanismus , wobei der erste Verbinder ein erstes elektrisches Kontaktelement und wenigstens einen Magneten aufweist, und wobei der zweite Verbinder ein zweites elektrisches Kontaktelement und wenigstens einen zweiten Magneten mit einer zu dem ersten Magneten umgekehrten Polarität, aufweist , wobei das erste und das zweite Kontaktelement eingerichtet sind, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder zur Strom- und/oder Datenübertragung herzustellen, und wobei der Verriegelungsmechanismus selbstverriegelnd ausgebildet ist; sowie
- ein Betriebsverfahren für eine elektrische Magnet- Steckverbindung mit einem ersten Verbinder und einem zweiten Verbinder, welches die folgenden Schritte aufweist :
Annähern des ersten Verbinders an den zweiten Verbinder aus einer Schließrichtung;
Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Verbinder und dem zweiten Verbinder; Selbstverriegeln des ersten Verbinders mit dem zweiten Verbinder durch einen Verriegelungsmechanismus ;
Verdrehen des zweiten Verbinders oder des Verriegelungselements in eine Öff ungsposition oder verschieben des zweiten in eine Öffnungsrichtung;
Trennen der elektrischen Steckverbindung.
Im Lichte der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff „verriegeln" verstanden , das s sich die Steckverbindung durch eine Undefinierte Bewegung des oder am ersten oder zweiten Verbinders oder durch eine Undefinierte Kräfteinwirkung auf den ersten oder zweiten Verbinder nicht lösen lässt.
Dementsprechend ist auch der Begriff „entriegeln" zu verste- hen, nämlich dass eine verriegelte Verbindung sich ausschließlich durch eine Undefinierte Krafteinwirkung auf den ersten oder zweiten Verbinder lösen lässt. Dies muss ein gesondertes direktes oder indirektes Betätigen eines Entriegelungsmechanismus nicht erfordern, sondern kann auch ein der Steckverbindung inhärenter Effekt sein.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine besonders benutzerfreundliche elektrische Steckverbindung bereitzustellen, indem die Steckverbindung Magnete aufweist, welche eine Selbstfindung der Steckverbindungen sicherstellen. Die magnetische Steckverbindung ist darüber hinaus von einem selbsttätigen Verriegelungsmechanismus gesichert . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Verriegelung durch ein Verschieben und/oder Verdrehen des ersten bzw. zweiten Verbinders in eine vorbestimmte Öffnungsrichtung entriegelbar. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Verbinder bzw. ein Teil des Verbinders zur Entriegelung an eine bestimmte Position gedreht werden muss. Be- sonders vorteilhaft ist es, wenn zur Entriegelung eine
Krafteinwirkung in eine vorbestimmte Richtung, beispielsweise durch einen Zug nach unten, zu erfolgen hat.
Somit ist die Steckverbindung gegen auftretende mechanische Lasten und Vibrationen ausreichend gesichert. Des Weiteren ist die beschriebene Entriegelung besonders benutzerfreundlich, da sie für den Benutzer „blind" sowie einhändig zu lösen ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Verriegelungsmechanismus in dem ersten bzw. zweiten Verbinder ein Verriegelungselement und in dem zweiten bzw. ersten Verbinder ein Rastelement auf, wobei das Verriegelungselement und/oder das Rastelement in einer vorgegebenen ersten Richtung federelastisch verformbar sind und in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung, steif ausgebildet sind.
Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, dass das Ver- rieglungselement aufgrund einer Krafteinwirkung in der zweiten Richtung absperrt und ein Öffnen der Steckverbindung nicht möglich ist. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Verriegelungselement in einer Richtung, senkrecht zur Steckerebene (nachfolgend mit z-Richtung bezeichnet) steif aus- gebildet ist und innerhalb der Steckerebene elastisch ausgebildet ist.. Folglich lässt sich die Steckverbindung aus mehreren Schließrichtungen schließen, jedoch nur aus einer Richtung bzw. in eine Richtung öffnen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verriegelungselement eine Feder auf, welche in dem ersten bzw. zweiten Verbinder angeordnet ist, wobei die Feder kreisbogenförmig ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Feder C- förmig ausgebildet sein. Somit lässt sich die Feder beim Verriegeln von dem Rastelement aufweiten, bis das Rastelement hinter einer Stufe der eiförmigen Feder verrastet. Alternativ kann das Rastelement auch seitlich durch die Öffnung der C- förmigen Feder einge- schoben werden, bis es hinter einer Stufe der Feder verras- tet. Zum Entriegeln der Steckverbindung wird das Rastelement seitlich (in Öffnungsrichtung) aus der Öffnung der eiförmigen Feder herausgezogen bzw. herausgeschoben. Eine Auf- weitung der Feder aufgrund eines Ziehens am Rastelement ist hingegen versperrt .
Alternativ ist es denkbar, die Stufe des Verriegelungselements zu hinterfedern, wodurch gleichfalls eine Aufweitung des Verriegelungselements gewährleistet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verriegelungselement von dem Rastelement aus mehreren
Schließrichtungen kommend elastisch verformbar, und das Rastelement ist von dem Verriegelungselement in genau einer Öffnungsrichtung oder Öffnungsposition freigebbar. Somit ist sichergestellt, dass sich die Steckverbindung nicht auf gleiche Weise öffnen und schließen lässt.
Beispielsweise ist es zweckmäßig, das Verriegelungselement bzw. die Feder von oben abzuschrägen bzw. abzurunden und von unten scharfkantig auszubilden. Somit ermöglicht die Kontur des Verriegelungselements die Aufweitung der Feder aufgrund einer Kräfteinwirkung von oben (Schließrichtung) , wohingegen sich die Feder aufgrund einer Kräfteinwirkung von unten nicht verformt .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste Verbinder mit einer ersten, geräteseitigen Leiterplatte verbunden und der zweite Verbinder ist mit einer zweiten Leiterplatte und/oder mit einem Kabel verbunden. Auf diese Weise verbindet die erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung ein elektrisches Gerät mit einem Kabel zur Strom-/ Datenübertragung. Alternativ kann eine Verbindung auch zwischen zwei Leiterplatten hergestellt werden, indem die zwei- te Leiterplatte mit einem Energiespeicher oder Datenträger verbunden ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Kontaktelement als wenigstens ein Kontaktstreifen und/oder das zweite Kontaktelement als wenigstens ein Kontaktstift oder wenigstens ein gebogener Kontakt ausgebildet. Die genannten Kontaktelemente besonders langlebig und kostengünstig zu fertigen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen das erste und zweite Kontaktelement jeweils mehrere Kontaktelemente auf, welche horizontal versetzt zueinander, insbesondere nicht hintereinander, angeordnet sind. Diese Anordnung gewährleistet eine gleichmäßige Abnutzung der Kontaktelemente und verlängert somit die Lebensdauer der Steckverbindung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Verbinder und der zweite Verbinder jeweils Führungs - elemente zur Führung des ersten bzw. zweiten Verbinders in Öffnungsrichtung auf. Die Führungselemente verhindern ein Verkanten der beiden Verbinder und erleichtern somit die Bedienung. Somit ist sichergestellt, dass ein Benutzer die Steckverbindung sicher mit einer Hand entriegeln kann.
Besonders zweckmäßig ist das Anbringen der erfindungsgemäßen Steckverbindung an einem am Körper tragbaren Träger. Der Träger kann beispielsweise an einem Helm angebracht sein. Somit lassen sich elektrische Geräte, etwa Stirnlampen, Kameras oder dergleichen besonders einfach und sicher an einem Helm anbringen.
Der erfindungsgemäße Träger ist insbesondere als Träger für chirurgische Elektroapparate geeignet. Operateure tragen beispielsweise häufig metallische „Stirnbänder", an welchen elektrische Apparate, etwa Operationslampen, Operationsmikroskope oder Kameras, angebracht sind.
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 Aus- führungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Ins- besondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als
Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: Fig. 1 einen ersten Verbinder und einem zweiten Verbinder gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, unmittelbar vor dem Herstellen einer elektrischen
Steckver indung; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer elektrischen
Steckverbindung gemäß einer erfindungsgemäßen Aus- führungsform;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Verbinders gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer gemäß weiteren einer erfindungsgemäßen Ausführungsform elektrischen Steckverbindung während dem Öffnen; eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Verbinders gemäß einer ersten Ausführungsform;
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Verbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform; eine perspektivische Unteransicht eines ersten Ver binders und eines zweiten Verbinders gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, unmittelbar vor dem Herstellen einer elektrischen Steck Verbindung; eine perspektivische Ansicht eines ersten Verbinders und eines zweiten Verbinders gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Die beiliegenden Figuren der Zeichnung 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.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - so fern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN Die Zeichnungen werden im Folgenden zusammenhängend und übergreifend beschrieben.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungs- gemäßen elektrischen Steckverbindung 100 während dem Schließen. Die Steckverbindungen 100 weist einen ersten Verbinder 101, einen zweiten Verbinder 201 und einem Verriegelungsmechanismus (107, 109, 207) auf. Der erste Verbinder 101 kann beispielsweise auf einer Leiterplatte montiert werden. Der zweiten Verbinder weist eine Leiterplatte 209, welche als Datenspeicher dient, auf. Zur Strom-und Datenübertragung zwischen den beiden Verbindern 101, 201 weisen diese Kontaktelemente 103, 203 auf.
Die Steckverbindung 100 ist selbstfindend ausgebildet. Zu diesem Zwecke weisen die Verbinder 101, 201 jeweils einen Magneten 105, 205 auf. In Figur 1 wird die Steckverbindung in Richtung (-)z geschlossen. Die Steckverbindung kann jedoch in Richtung +z nicht geöffnet werden.
Figur 2 zeigt eine elektrische Steckverbindungen 100 gemäß Figur 1 in einem geschlossenen Zustand. Es ist dargestellt, dass die elektrische Steckverbindungen 100 einen besonders kompakte Form sowie homogene Geometrie aufweist. Somit sind im geschlossenen Zustand lediglich die Gehäuse 115, 215 der beiden Verbinder 101, 201 sowie mögliche Leiterplatten- oder Kabelanschlüsse der Verbinder zugänglich. Die glatte, ebene Beschaffenheit verhindert die Ansammlung von Schmutz oder Keimen auf der Oberfläche des Steckverbinders. Zudem ist der Steckverbinder besonders einfach zu reinigen bzw. zu sterilisieren. Die kompakte Form ist somit hinsichtlich hygieni- scher Aspekte besonders vorteilhaft. In Figur 2 ist der zweite Verbinder 201 über einen Kabelan- schluss (nicht dargestellt) mit einem Kabel zur Strom- und Datenübertragung verbindbar.
In Figur 3 ist der erste Verbinder 101a in einer schematischen Perspektivansicht dargestellt. Der Verbinder 101a um- fasst ein elektrisches Kontaktelement 103 mit mehreren gestanzten Kontaktstreifen 111. Ein Magnet 105 (nicht darge- stellt) befindet sich unter dem Kontaktelement 103 und wird von diesem verdeckt .
Der Verbinder 101a in Figur 3 umfasst ein im Wesentlichen steif ausgebildetes Verriegelungselement 107a. Das Verriege- lungselement 107 weist eine Nut 117 auf, durch welche ein Rastelement eines zweiten Verbinders herausgeschoben (und hineingeschoben) werden kann. In Figur 3 ist dargestellt, dass das Verriegelungselement 107a von einer Vertiefung des Gehäuses 115 begrenzt ist. Die Begrenzung verleiht dem Ver- riegelungselement 107a eine Steifigkeit und verhindert ein Aufweiten des Verriegelungselements 107a. Das Verriegelungs- element 107a weist an seiner Oberseite abgeschrägte Seitenflächen 119 auf. Aufgrund einer Krafteinwirkung bzw. Druck von oben geben die angeschrägten Seitenflächen nach unten etwas nach. Die Seitenflächen an der Innenseite der Nut 117 sind rechtwinklig ausgebildet, derart dass ein Rastelement eines zweiten Verbinders mit dem Verriegelungselement 107a auf Zug von oben bzw. in z-Richtung verkantet. Des Weiteren weist der Verbinder 101a in Figur 3 mehrere Führungselemente 113 auf. Die Führungselemente 113 führen den ersten bzw. zweiten Verbinder während dem Öffnen der Steckverbindungen. Somit verhindern die Führungselemente 113 ein Verkanten während des Öffnens des zweiten Verbinders in dem Verriegelungselement 117, indem das Rastelement des zweiten Verbinders während dem Öffnen von den Führungselementen 113 seitlich bzw. in y-Richtung aus dem Verriegelungselement 107a aufgrund einer Krafteinwirkung herausgeführt wird.
Figur 4 zeigt die Steckverbindung 100 während des Öffnens, indem ein Benutzer den ersten Verbinder 101 in Y-Richtung, gegen den zweiten Verbinder 201 verschiebt. Die Figuren 5 und 6 zeigen jeweils einen zweiten Verbinder 201a, b mit elektrischen Kontaktelementen 203. In Figur 5 sind die elektrischen Kontaktelemente 203 als Kontaktstifte 211 ausgebildet. In Figur 6 sind die elektrischen Kontaktelemente 203 als gestanzte, gebogene Kontakte 212 ausgebil- det. Um die Kontaktelemente 211, 212 herum ist ein ei förmiges Rastelement 207a ausgebildet. Unterhalb des Rastelements 207a ist ein halbringförmiger Magnet 205 angeordnet . Bezugnehmend auf Figur 3 wurde vorstehend bereits erläutert, dass das Verriegelungselement 107a des Verbinders 101a in Figur 3 im Wesentlichen steif ausgebildet ist. Dementsprechend ist das C-förmigen Rastelement 207a federelastisch verformbar, der Art das eine Steckverbindung nicht aus- schließlich durch seitliches einschieben des zweiten Verbinders in den ersten Verbinder hergestellt werden kann, sondern auch durch ein Zusammenstecken von oben bzw. unten. Zu diesem Zwecke ist das C-förmige Rastelement 207a derart hinterfedert, dass sich dieses aufgrund einer Krafteinwirkung von oben nach innen verformen kann. Somit bildet das Rastelement 207a eine Feder.
Die Hinterfederung des Rastelements 207a ist in den Figuren 5 und 6 nicht dargestellt. Eine zweckmäßige Hinterfederung kann durch eine flexible Befestigung vor einem Hohlraum oder beispielsweise vor einem komprimierbaren Elastomerschaum erfolgen.
Um das Zusammenstecken der Steckverbindung zu erleichtern, weist das Rastelement 207a an seiner zur Schnittstelle gerichteten Oberseite abgeschrägte Oberflächen auf. Um zu verhindern, dass sich eine Steckverbindung aufgrund eines Zugs löst, ist das Rastelement 207a an seiner Unterseite rechtwinklig ausgebildet.
Beide Verbinder 201a, b sind mit einem ersten Verbinder 101a, beispielsweise gemäß Figur 3, kompatibel. Dementsprechend weisen die Verbinder 201a, b zu den Führungselementen 113 korrespondierende Führungselemente 213 auf.
Es versteht sich, dass die Wahl der Kontaktelemente nicht auf eine bestimmte erfindungsgemäße Ausführungsform bzw. auf den ersten oder zweiten Verbinder beschränkt ist, sondern beliebig kombiniert werden kann.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den Figuren 7 und 8 ist jeweils ein erster Verbinder 101c sowie ein zweiter Verbinder 201b dargestellt. Die Verbinder 101c und 201c unter- scheiden sich von den Verbindern 101a, 201a durch ihr Rastelement 207c sowie Verriegelungselement 107c.
In den Figuren 7 und 8 ist zu erkennen, dass das Verriegelungselement 107c teilweise in einer Ausnehmung 119 angeord- net ist. Somit lässt sich das Verriegelungselement 107c aufgrund einer Krafteinwirkung von oben während dem Zusammenstecken der Steckverbindung durch das Rastelement 207c aufweiten. Um das Aufweiten des Verriegelungselements 107c zu erleichtern, weisen das Verriegelungselement 107c sowie das Rastelement 207c an ihrer Oberseite abgeschrägte Oberflächen auf .
Aufgrund der ausreichenden federelastische Eigenschaften des Verriegelungselements 107c ist das Rastelement 207c im Wesentlichen steif und ohne federelastische Eigenschaften ausgebildet .
In den Figuren 7 und 8 ist das Verriegelungselement 107c von einer C- förmigen Grundstruktur. Auf der Innenseite der ei förmigen Grundstruktur sind weitere kreisbogenförmige Elemente angeordnet. Wenngleich dies in den Figuren nicht dargestellt ist, ist es denkbar, die kreisbogenförmigen Elemente zu hinterfedern, ähnlich wie dies in den Figuren 5 und 6 bezüglich des C- förmigen Rastelements 207a beschrieben wurde.
In Figur 7 ist zudem dargestellt, dass der halbkreisförmige Magnet 205 durch einen Magnetteller 206 verstärkt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste
100 elektrische Steckverbindung
101 erster Verbinder gemäß einer allgemeinen Ausführungsform
101a erster Verbinder
101c erster Verbinder
103 Kontaktelement
105 Magnet
107 Verriegelungselement
107a Verriegelungselement
107c Verriegelungselement
109 Feder
111 Kontaktstreifen
113 Führungselemente
115 Gehäuse
117 Nut
119 Ausnehmung
201 zweiter Verbinder gemäß einer allgemeinen Ausführungsform
201a zweiter Verbinder
201b zweiter Verbinder
201c zweiter Verbinder
203 Kontaktelement
205 Magnet
206 Magnetteller
207 Rastelement
207a Rastelement
207c Rastelement
208 Feder
209 Leiterplatte
211 Kotanktstift
212 gebogener Kontakt
213 Führungselernente Ňehäuse

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrische Steckverbindung (100) mit einem ersten Verbinder (101) , einem zweiten Verbinder (201) und einem Ver- riegelungsmechanismus (107, 109, 207), wobei der erste Verbinder ein erstes elektrisches Kontaktelement (103) und wenigstens einen ersten Magneten (105) aufweist, und wobei der zweite Verbinder ein zweites elektrisches Kontaktelement (203) und wenigstens einen zweiten Magneten (205) mit einer zu dem ersten Magneten umgekehrten Polarität, aufweist , wobei das erste und das zweite Kontaktelement eingerichtet sind, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder zur Strom- und/oder Datenübertragung herzustellen, und wobei der Verriegelungsmechanismus selbstverriegelnd ausgebildet ist.
2. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, wobei eine Verriegelung durch ein Verschieben und/oder Verdrehen des ersten bzw. zweiten Verbinders in eine vorbestimmte Öffnungsrichtung (y) entriegelbar ist.
3. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verriegelungsmechanismus in dem ersten bzw. zweiten Verbinder ein Verriegelungselement (107) und in dem zweiten bzw. ersten Verbinder ein Rastelement (207) aufweist, wobei das Verriegelungselement und/oder das Rastelement in einer vorgegebenen ersten Richtung federelastisch verformbar sind und in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung (z) , steif ausgebildet sind.
4. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verriegelungselement eine Feder (109) aufweist, welche in dem ersten bzw. zweiten Verbinder angeordnet ist, wobei die Feder kreisbogenförmig ausgebildet ist .
5. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 4, wobei das Verriegelungselement von dem Rastelement aus mehreren
Schließrichtungen kommend elastisch verformbar ist, und das Rastelement von dem Verriegelungselement in genau einer Öffnungsrichtung oder Öffnungsposition freigebbar ist.
6. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Verbinder mit einer Leiterplatte verbunden ist und der zweite Verbinder mit einer Leiterplatte (209) und/oder mit einem Kabel verbunden ist.
7. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Kontaktelement (111) als wenigstens ein Kontaktstreifen und/oder das zweite Kontaktelement als wenigstens ein Kontaktstift (211) oder wenigstens ein gebogener Kontakt (212) ausgebildet ist.
8. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Kontaktelement jeweils mehrere Kontaktelemente aufweisen, welche horizontal ver- setzt zueinander, insbesondere nicht hintereinander, angeordnet sind.
9. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Verbinder und der zweite Verbin- der jeweils Führungselemente (113, 213) zur Führung des ersten bzw. zweiten Verbinders in Öffnungsrichtung aufweist.
10. Betriebsverfahren für eine elektrische Magnet- Steckverbindung mit einem ersten Verbinder und einem zweiten Verbinder, welches die folgenden Schritte aufweist:
- Annähern des ersten Verbinders an den zweiten Verbin- der aus einer Schließrichtung;
- Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Verbinder und dem zweiten Verbinder;
- Selbstverriegeln des ersten Verbinders mit dem
zweiten Verbinder durch einen Verriegelungsmecha- nismus;
- Verdrehen des zweiten Verbinders oder des Verriegelungselements in eine Öffnungsposition oder verschieben des zweiten in eine Öffnungsrichtung
- Trennen der elektrischen Steckverbindung.
11. Träger mit wenigstens einer elektrischen Steckverbindung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Träger am Körper tragbar ist und insbesondere als
Stirn- oder Armring ausgebildet ist.
12. Träger nach Anspruch 11, wobei ein chirurgischer
Apparat über die elektrische Steckverbindung an dem Träger anbringbar ist.
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