EP3427347B1 - Elektrische steckverbindung - Google Patents

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EP3427347B1
EP3427347B1 EP17720683.6A EP17720683A EP3427347B1 EP 3427347 B1 EP3427347 B1 EP 3427347B1 EP 17720683 A EP17720683 A EP 17720683A EP 3427347 B1 EP3427347 B1 EP 3427347B1
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EP
European Patent Office
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connector
plug connection
electrical
contact
electrical plug
Prior art date
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Active
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EP17720683.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3427347A1 (de
Inventor
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG filed Critical Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Publication of EP3427347A1 publication Critical patent/EP3427347A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3427347B1 publication Critical patent/EP3427347B1/de
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/627—Snap or like fastening
    • H01R13/6271—Latching means integral with the housing
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
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    • H01R13/6273—Latching means integral with the housing comprising two latching arms
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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

  • the present invention relates to an electrical plug connection, an operating method for an electrical plug connection and a carrier with an electrical plug connection.
  • connection systems are used for power and data or signal transmission and for this purpose generally have a large number 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. Magnets that are aligned with one another are used in the plug and in the socket for perfect contacting of the contact elements with the mating contact elements. The magnets in the plug and in the socket attract each other and ensure that the plug connects magnetically to the socket and the contact elements make contact with the mating contact elements. As a rule, two magnets are provided in the plug and two magnets in the socket.
  • magnets and counter-magnets has proven to be particularly suitable for establishing a secure connection between the contact elements and the counter-contact elements on the one hand and for the connection process on the other to facilitate.
  • connection systems can also be self-locating within certain limits.
  • magnets in a plug-in connection make it easier to plug in the individual connectors, it may be necessary to additionally secure the plug-in connection in safety-relevant areas of application or in areas of application with mechanical loads or vibrations.
  • the DE 10 2005 003386 B3 shows an electrical plug connection with a first connector, a second connector and a locking mechanism, wherein the first connector has a first electrical contact element and at least one first magnet, and wherein the second connector has a second electrical contact element and at least one second magnet with one to the first Magnets of reversed polarity, wherein the first and the second contact element are set up to establish an electrical connection between the first and the second connector for power and/or data transmission, and wherein the locking mechanism is designed to be self-locking.
  • the WO 2008/068241 A1 shows an electrical connector.
  • the DE 201 04 862 U1 shows an electrical connector.
  • the present invention is based on the object of specifying an improved self-locating electrical plug connection.
  • lock is understood to mean that the plug connection cannot be released by an undefined movement of or on the first or second connector or by an undefined force acting on the first or second connector.
  • unlock is also to be understood accordingly, namely that a locked connection can only be released by applying a defined force to the first or second connector. This does not have to require a separate direct or indirect actuation of an unlocking mechanism, but can also be an inherent effect of the plug connection.
  • the idea on which the present invention is based is to provide a particularly user-friendly electrical plug connection by the plug connection Has magnets, which ensure self-finding of the connectors.
  • the magnetic plug connection is also secured by an automatic locking mechanism.
  • the locking element has a spring which is arranged in the first or second connector, the spring being designed in the shape of a circular arc.
  • the spring can be C-shaped.
  • the spring can thus be expanded by the latching element during locking until the latching element latches behind a step of the C-shaped spring.
  • the latching element can also be pushed laterally through the opening of the C-shaped spring until it latches behind a step of the spring.
  • the latching element is pulled or pushed out laterally (in the opening direction) from the opening in the C-shaped spring.
  • an expansion of the spring due to a pulling on the locking element is blocked.
  • the locking element can be elastically deformed from the locking element from a number of closing directions, and the locking element can be released by the locking element in exactly one opening direction or opening position. This ensures that the plug connection cannot be opened and closed in the same way.
  • a lock can be unlocked by moving and/or rotating the first or second connector in a predetermined opening direction.
  • the connector or a part of the connector must be rotated to a specific position for unlocking. It is particularly advantageous if, for unlocking, a force has to be applied in a predetermined direction, for example by pulling downwards.
  • the plug connection is adequately secured against mechanical loads and vibrations that occur.
  • the unlocking described is particularly user-friendly since it can be released "blindly" by the user and with one hand.
  • the locking mechanism has a locking element in the first or second connector and a latching element in the second or first connector, the locking element and/or the latching element being resiliently deformable in a predetermined first direction and in one of the first direction different second direction, are rigid.
  • Locking element is rigid in a direction perpendicular to the connector plane (hereinafter referred to as z-direction) and is elastic within the connector plane. Consequently, the plug-in connection can be closed from a number of closing directions, but can only be opened from one direction or in one direction.
  • the contour of the locking element allows the spring to expand due to a force acting from above (closing direction), whereas the spring does not deform due to a force acting from below.
  • the first connector is connected to a first circuit board on the device side and the second connector is connected to a second circuit board and/or to a cable.
  • the electrical plug connection according to the invention connects an electrical device to a cable for power/data transmission.
  • a connection can also be made between two printed circuit boards by connecting the second printed circuit board to an energy store or data carrier.
  • the first contact element is designed as at least one contact strip and/or the second contact element is designed as at least one contact pin or at least one bent contact.
  • the contact elements mentioned can be manufactured particularly durable and inexpensively.
  • the first and second contact element each have a plurality of contact elements which are arranged horizontally offset from one another, in particular not one behind the other. This arrangement ensures even wear of the contact elements and thus extends the service life of the connector.
  • the first connector and the second connector each have guide elements for guiding the first or second connector in the opening direction.
  • the guide elements prevent the two connectors from tilting, making operation easier. This ensures that a user can safely unlock the plug connection with one hand.
  • the plug connection according to the invention can be attached to a carrier that can be worn on the body.
  • the carrier can be attached to a helmet, for example. Electrical devices such as headlamps, cameras or the like can thus be attached to a helmet in a particularly simple and secure manner.
  • the carrier is particularly suitable as a carrier for surgical electrical equipment.
  • surgeons often wear metallic "headbands" to which electrical apparatus, such as surgical lamps, surgical microscopes or cameras, are attached.
  • FIG 1 shows a perspective view of an electrical connector 100 according to the invention during closing.
  • the connector 100 has a first connector 101, a second connector 201 and a locking mechanism (107, 109, 207).
  • the first connector 101 can be mounted on a circuit board, for example.
  • the second connector has a printed circuit board 209, which serves as a data memory. These have contact elements 103, 203 for power and data transmission between the two connectors 101, 201.
  • the connector 100 is designed to be self-locating.
  • the connectors 101, 201 each have a magnet 105, 205 for this purpose.
  • FIG figure 2 shows an electrical connector 100 according to FIG figure 1 in a closed state. It is shown that the electrical plug-in connections 100 have a particularly compact shape and homogeneous geometry. Thus, in the closed state, only the housings 115, 215 of the two connectors 101, 201 and possible printed circuit board or cable connections of the connectors are accessible. The smooth, flat finish prevents dirt or germs from collecting on the surface of the connector. In addition, the connector is particularly easy to clean and sterilize. The compact shape is therefore particularly advantageous with regard to hygienic aspects.
  • the second connector 201 can be connected to a cable for power and data transmission via a cable connection (not shown).
  • FIG 3 a first connector 101 not according to the invention is shown in a schematic perspective view.
  • the connector 101a includes an electrical contact element 103 with a plurality of stamped contact strips 111.
  • a magnet 105 (not shown) is located under the contact element 103 and is covered by it.
  • the connector 101 in figure 3 comprises a locking element 107 of essentially rigid design.
  • the locking element 107 has a groove 117 through which a latching element of a second connector can be pushed out (and pushed in).
  • the locking element 107 is delimited by a depression in the housing 115 . The limitation gives the locking element 107 rigidity and prevents the locking element 107 from expanding.
  • the locking element 107 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 cants with the locking element 107a when pulled from above or in the z-direction.
  • the connector 101 in figure 3 several Guide elements 113 on.
  • the guide elements 113 guide the first and second connectors, respectively, during the opening of the plug connections.
  • the guide elements 113 prevent tilting during the opening of the second connector in the locking element 117, in that the latching element of the second connector is guided out laterally or in the y-direction from the locking element 107 during the opening of the guide elements 113 due to the action of a force.
  • figure 4 shows the plug-in connection 100 during opening by a user shifting the first connector 101 in the Y-direction against the second connector 201.
  • the Figures 5 and 6 each show a second connector 201 with electrical contact elements 203.
  • the electrical contact elements 203 are designed as contact pins 211 .
  • the electrical contact elements 203 are designed as stamped, bent contacts 212 .
  • a C-shaped latching element 207 is formed around the contact elements 211, 212.
  • a semi-annular magnet 205 is arranged below the latching element 207 .
  • the locking element 107 of the connector 101a in figure 3 is essentially rigid. Accordingly, the C-shaped latching element 207 is resiliently deformable, such that a plug-in connection cannot be made solely by laterally pushing the second connector into the first connector, but also by plugging them together from above or below.
  • the C-shaped latching element 207 is spring-loaded from behind in such a way that it can be deformed from the top inwards due to the action of a force.
  • the latching element 207 forms a spring.
  • the rear suspension of the locking element 207 is in the Figures 5 and 6 not shown. Expedient rear springing can be achieved by flexible attachment in front of a cavity or, for example, in front of a compressible elastomeric foam.
  • the locking element 207 has beveled surfaces on its upper side directed toward the interface.
  • the latching element 207 is formed at right angles on its underside.
  • Both connectors 201 are connected to a first connector 101, for example according to FIG figure 3 , compatible. Accordingly, the connectors 201 have guide elements 213 that correspond to the guide elements 113 .
  • FIGS 7 and 8 show another alternative embodiment of the present invention.
  • a first connector 101 and a second connector 201 are shown in each case.
  • the connectors 101 and 201 differ from the connectors 101, 201 in their latching element 207 and locking element 107.
  • the locking element 107 is partially arranged in a recess 119 .
  • the locking element 107 107c can be due expand by the action of a force from above during the mating of the plug-in connection by the latching element 207.
  • the locking element 107 and the latching element 207 have beveled surfaces on their upper side.
  • the latching element 207 is essentially rigid and without spring-elastic properties.
  • the locking member 107 is of a C-shaped basic structure. Further arc-shaped elements are arranged on the inside of the C-shaped basic structure. Although this is not shown in the figures, it is conceivable for the arc-shaped elements to be spring-backed, similar to that in FIGS Figures 5 and 6 was described with respect to the C-shaped latching element 207 .

Description

    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 U1 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 Kontaktierung 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.
  • Die DE 10 2005 003386 B3 zeigt eine elektrische Steckverbindung mit einem ersten Verbinder, einem zweiten Verbinder und einem Verriegelungsmechanismus, wobei der erste Verbinder ein erstes elektrisches Kontaktelement und wenigstens einen ersten 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.
  • Die US 2009/275232 A1 zeigt eine elektrische Steckverbindung.
  • Die WO 2008/068241 A1 zeigt eine elektrische Steckverbindung.
  • Die DE 201 04 862 U1 zeigt eine elektrische Steckverbindung.
    • 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 gelöst.
  • Im Lichte der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "verriegeln" verstanden, dass sich die Steckverbindung durch eine Undefinierte Bewegung des oder am ersten oder zweiten Verbinders oder durch eine undefinierte Krafteinwirkung auf den ersten oder zweiten Verbinder nicht lösen lässt.
  • Dementsprechend ist auch der Begriff "entriegeln" zu verstehen, nämlich dass eine verriegelte Verbindung sich ausschließlich durch eine definierte 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.
  • Erfindungsgemäß 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 C-förmigen Feder verrastet. Alternativ kann das Rastelement auch seitlich durch die Öffnung der C-förmigen Feder eingeschoben werden, bis es hinter einer Stufe der Feder verrastet. Zum Entriegeln der Steckverbindung wird das Rastelement seitlich (in Öffnungsrichtung) aus der Öffnung der C-förmigen Feder herausgezogen bzw. herausgeschoben. Eine Aufweitung 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.
  • Erfindungsgemäß 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.
  • 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. Besonders 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 Verrieglungselement 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 ausgebildet 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.
  • 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 Krafteinwirkung von oben (Schließrichtung), wohingegen sich die Feder aufgrund einer Krafteinwirkung 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 zweite 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 Führungselemente 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 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 Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere 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 Steckverbindung;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Steckverbindung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht eines nicht erfindungsgemäßen ersten Verbinders;
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht einer gemäß weiteren einer erfindungsgemäßen Ausführungsform elektrischen Steckverbindung während dem Öffnen;
    Fig. 5
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Verbinders gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 6
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Verbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    Fig. 7
    eine perspektivische Unteransicht eines ersten Verbinders und eines zweiten Verbinders gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, unmittelbar vor dem Herstellen einer elektrischen Steckverbindung;
    Fig. 8
    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 - sofern 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 erfindungsgemäßen 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 hygienischer Aspekte besonders vorteilhaft.
  • In Figur 2 ist der zweite Verbinder 201 über einen Kabelanschluss (nicht dargestellt) mit einem Kabel zur Strom- und Datenübertragung verbindbar.
  • In Figur 3 ist ein erste Verbinder 101, der nicht erfindungsgemäß ist, in einer schematischen Perspektivansicht dargestellt. Der Verbinder 101a umfasst ein elektrisches Kontaktelement 103 mit mehreren gestanzten Kontaktstreifen 111. Ein Magnet 105 (nicht dargestellt) befindet sich unter dem Kontaktelement 103 und wird von diesem verdeckt.
  • Der Verbinder 101 in Figur 3 umfasst ein im Wesentlichen steif ausgebildetes Verriegelungselement 107. Das Verriegelungselement 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 107 von einer Vertiefung des Gehäuses 115 begrenzt ist. Die Begrenzung verleiht dem Verriegelungselement 107 eine Steifigkeit und verhindert ein Aufweiten des Verriegelungselements 107.
  • Das Verriegelungselement 107 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 101 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 107 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 201 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 ausgebildet. Um die Kontaktelemente 211, 212 herum ist ein C-förmiges Rastelement 207 ausgebildet. Unterhalb des Rastelements 207 ist ein halbringförmiger Magnet 205 angeordnet.
  • Bezugnehmend auf Figur 3 wurde vorstehend bereits erläutert, dass das Verriegelungselement 107 des Verbinders 101a in Figur 3 im Wesentlichen steif ausgebildet ist. Dementsprechend ist das C-förmigen Rastelement 207 federelastisch verformbar, der Art das eine Steckverbindung nicht ausschließlich 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 207 derart hinterfedert, dass sich dieses aufgrund einer Krafteinwirkung von oben nach innen verformen kann. Somit bildet das Rastelement 207 eine Feder.
  • Die Hinterfederung des Rastelements 207 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 207 an seiner zur Schnittstelle gerichteten Oberseite abgeschrägte Oberflächen auf. Um zu verhindern, dass sich eine Steckverbindung aufgrund eines Zugs löst, ist das Rastelement 207 an seiner Unterseite rechtwinklig ausgebildet.
  • Beide Verbinder 201 sind mit einem ersten Verbinder 101, beispielsweise gemäß Figur 3, kompatibel. Dementsprechend weisen die Verbinder 201 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 101 sowie ein zweiter Verbinder 201 dargestellt. Die Verbinder 101 und 201 unterscheiden sich von den Verbindern 101, 201 durch ihr Rastelement 207 sowie Verriegelungselement 107.
  • In den Figuren 7 und 8 ist zu erkennen, dass das Verriegelungselement 107 teilweise in einer Ausnehmung 119 angeordnet ist. Somit lässt sich das Verriegelungselement 107 107c aufgrund einer Krafteinwirkung von oben während dem Zusammenstecken der Steckverbindung durch das Rastelement 207 aufweiten. Um das Aufweiten des Verriegelungselements 107 zu erleichtern, weisen das Verriegelungselement 107 sowie das Rastelement 207 an ihrer Oberseite abgeschrägte Oberflächen auf.
  • Aufgrund der ausreichenden federelastische Eigenschaften des Verriegelungselements 107 ist das Rastelement 207 im Wesentlichen steif und ohne federelastische Eigenschaften ausgebildet.
  • In den Figuren 7 und 8 ist das Verriegelungselement 107 von einer C-förmigen Grundstruktur. Auf der Innenseite der C-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 207 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
    103
    Kontaktelement
    105
    Magnet
    107
    Verriegelungselement
    109
    Feder
    111
    Kontaktstreifen
    113
    Führungselemente
    115
    Gehäuse
    117
    Nut
    119
    Ausnehmung
    201
    zweiter Verbinder gemäß einer allgemeinen Ausführungsform
    203
    Kontaktelement
    205
    Magnet
    206
    Magnetteller
    207
    Rastelement
    208
    Feder
    209
    Leiterplatte
    211
    Kotanktstift
    212
    gebogener Kontakt
    213
    Führungselemente
    215
    Gehäuse

Claims (9)

  1. Elektrische Steckverbindung (100) mit einem ersten Verbinder (101), einem zweiten Verbinder (201) und einem Verriegelungsmechanismus (107, 109, 207), wobei unter Verriegelung verstanden wird, dass sich die Steckverbindung durch eine undefinierte Bewegung des oder am ersten oder zweiten Verbinders oder durch eine undefinierte Krafteinwirkung auf den ersten oder zweiten Verbinder nicht lösen lässt,
    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 und der Verriegelungsmechanismus ein Verriegelungselement mit einer Feder (109) aufweist, welche in dem ersten bzw. zweiten Verbinder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Feder kreisbogenförmig ausgebildet ist,
    und dass das Verriegelungselement von einem Rastelement (207) in dem zweiten bzw. ersten Verbinder aus mehreren Schließrichtungen kommend elastisch verformbar ist, und das Rastelement von dem Verriegelungselement in genau einer Öffnungsrichtung oder Öffnungsposition freigebbar 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 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 der erste Verbinder mit einer Leiterplatte verbunden ist und der zweite Verbinder mit einer Leiterplatte (209) und/oder mit einem Kabel verbunden ist.
  5. 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.
  6. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Kontaktelement jeweils mehrere Kontaktelemente aufweisen, welche horizontal versetzt zueinander, insbesondere nicht hintereinander, angeordnet sind.
  7. Elektrische Steckverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Verbinder und der zweite Verbinder jeweils Führungselemente (113, 213) zur Führung des ersten bzw. zweiten Verbinders in Öffnungsrichtung aufweist.
  8. Träger mit wenigstens einer elektrischen Steckverbindung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Träger an einem Körper tragbar ist und insbesondere als Stirn- oder Armring ausgebildet ist.
  9. Träger nach Anspruch 8, wobei ein chirurgischer Apparat über die elektrische Steckverbindung an dem Träger anbringbar ist.
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