SE505914C2 - Kopplingsanordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 505 914 2 med var sin med skivans centrum koncentrisk cirkel på skivans ena huvudyta samt har var sin från skivan radi- ellt utgående anslutningsledare. Stickkontakten har yt- terligare en sådan cirkelformig skiva med de två kon- taktstiften anslutna till de två elektriska kontaktele- menten istället för de radiellt utgående anslutningsle- darna. Som följd av denna konstruktion kan anslutnings- Ledarna anordnas i godtyckliga vridlägen relativt de två kontaktstiften.

Föreliggande uppfinning utnyttjar en del av kon- struktionen hos den tidigare kända stickkontakten för att möjliggöra hopkoppling av de olika kablarna i olika riktningar relativt varandra.

En kopplingsanordning enligt föreliggande uppfin- ning innefattar således en kabel, som har åtminstone två ledare, samt åtminstone två kopplingsdon, vilka kopp- lingsdon vartdera har kontaktelement, som är anslutna till var sin av ledarna vid eller mellan kabelns ändar, och denna kopplingsanordning kännetecknas enligt uppfin- ningen av att vart och ett av kopplingsdonen består av en cirkelformig skiva av elektriskt isolerande material med de elektriska kontaktelementen utsträckta utmed var sin med skivans centrum koncentrisk cirkel på skivans ena huvudyta, att kontaktelementen på åtminstone en av de cirkelformiga skivorna är axiellt anslutna till var sitt kontaktelement på skivans andra huvudyta, vilka se- nare kontaktelement är utsträckta utmed var sin med ski- vans centrum koncentrisk cirkel, samt att kabelns ledare sträcker sig väsentligen radiellt in till kontaktelemen- ten hos varje skiva med kontaktelement på båda sina hu- vudytor.

Genom denna konstruktion kan ett flertal apparater, kretsar och/eller kablar snabbt och enkelt kopplas sam- man. Därmed är det första ändamålet med föreliggande uppfinning uppnått. 10 .l5 20 25 30 35 505 '914 3 Enligt uppfinningen uppnås det andra ändamålet ge- nom att var och en av skivorna på varje huvudyta med kontaktelement har ett tätningselement runt hela sin pe- riferi.

För sammanhållningen av åtminstone två cirkelformi- ga skivor är lämpligen organ anordnade för hopspänning av den cirkelformiga skivan med den eller de andra cir- .kelformiga skivorna, vilka var och en har motsvarande elektriska kontaktelement samt tätningselement runt hela sin periferi, vilka tätningselement är axiellt komple- mentära till de tätningselement hos intilliggande skiva som de är avsedda att samverka med.

Den andra cirkelformiga skivan kan vara identisk med den första, men den kan också utgöra del av en elek- trisk krets eller apparat, varvid dess elektriska kon- taktelement endast behöver finnas på dess ena huvudyta.

Enligt uppfinningen är det till och med möjligt att bygga in elektriska komponenter eller kretsar i den cir- kelformiga skivan genom att dennas elektriska kontakt- element på den ena huvudytan kopplas till motsvarande elektriska kontaktelement på den andra huvudytan medelst den elektriska komponenten eller kretsen, som härvid är innesluten i själva skivan.

Uppfinningen åstadkommer således ett enhetligt kopplingssystem, i synnerhet för system med seriebuss.

Kopplingsanordningen utföres normalt 3-polig eller 4-po- lig, vilket innebär att en och samma flerpoliga kontakt kan klara alla vanliga seriebussprotokoll, inbegripet strömmatning och jord. Samma enhetliga kontakt kan också utföras skärmad.

Genom uppfinningen uppnås betydande vinster vad Detta bland annat genom att både strömmatning och signalkommunikation kan gäller enkelhet, ekonomi och säkerhet. åstadkommas samtidigt, genom att installations- och sär- skilt kablagearbetet förenklas och därmed installations- tid sparas, genom att förväxling av poler undvikes, ge- 10 V15 20 25 30 35 505 914 4 nom att ledningar kan anslutas i närmast godtycklig riktning relativt varandra, genom att täta kopplingar erhålles och genom att utrymme kan sparas till följd av kopplingens kompakthet.

Olika utföringsformer av föreliggande uppfinning skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar.

Fig 1 är en planvy av en utföringsform av en kopp- lingsanordning enligt uppfinningen.

Fig 2 är tvärsnittsvyer längs linjerna II - II i fig l.

Fig 3 är en tvärsnittsvy av en kopplingsanordning enligt uppfinningen, vilken anordning bygger på den i fig 1 visade kopplingsanordningen.

Fig 4 är ett blockschema och visar ett elektriskt system, i vilket kopplingsanordningen enligt uppfin- ningen utnyttjas.

Fig 5 är en planvy och visar ett alternativt utfö- rande av en kopplingsanordning enligt uppfinningen.

Fig 6 är en tvärsnittsvy motsvarande tvärsnittsvyn i fig 3 och visar en första utföringsform av kopplings- anordningen enligt uppfinningen med en ljusledare.

Fig 7 är en tvärsnittsvy motsvarande tvärsnittsvyn i fig 3 och visar en andra utföringsform av kopplingsan- ordningen enligt uppfinningen med en ljusledare.

Fig 8 är en planvy och visar ett exempel med två kopplingsanordningar enligt uppfinningen med vardera flera cirkelformiga skivor.

Den i fig 1 och 2 visade kopplingsanordningen en- ligt föreliggande uppfinning innefattar två kopplingsdon i form av cirkelformiga skivor 1 av elektriskt isole- rande material och med tre elektriskt ledande kontakt- element 2-4 utsträckta utmed var sin med respektive ski- vas 1 centrum koncentrisk cirkel på respektive skivas 1 ena huvudyta 5. 10 15 20 25 30 35 505 '914 5 Enligt en variant kan kontaktelementen 2-4 sträcka sig in i men ej genom skivan l', såsom visat till väns- ter i fig 2. Enligt en annan variant kan kontaktelemen- ten 2-4 även sträcka sig axiellt genom skivan 1", såsom visat till höger i fig 2, samt bilda kontaktelement 2'- 4', som är utsträckta utmed var sin med skivans 1" cent- rum koncentrisk cirkel på skivans 1" andra huvudyta 6. _Kontaktelementen 2-4 bildar således i detta senare fall tre koncentriska kontaktbanor på huvudytan 5, vilka kon- taktbanor i tvärsnitt har en konvex profil, och bildar likaledes tre koncentriska kontaktbanor på huvudytan 6, vilka kontaktbanor har en plan profil, såsom även visat i fig 2. Kontaktelementen 2-4 på huvudytan 5 kan vara fjädrande i sig själva i axiell riktning. En sådan fjäd- ring kan även åstadkommas genom att ett elektriskt iso- lerande material väljes till skivan 1, vilket material är något elastiskt.

Såsom framgår av fig 1 sträcker sig de elektriska kontaktelementen 2-4 ej helt över 360° utan lämnar en sektor 7 på ungefär 450 fri i skivan 1. Denna fria sek- tor 7 användes för tre ledare 8 i en kabel 9 mellan kopplingsanordningens två cirkelformiga skivor 1. Ledar- na 8 sträcker sig väsentligen radiellt ut från en ände av respektive kontaktelement 2-4 och innanför vardera huvudytan 5, 6.

I fallet med det till vänster i fig 2 visade utfö- randet kan kabelns 9 ledare 8 alternativt sträcka sig axiellt in till kontaktelementen 2-4, som då också kan sträcka sig helt över 360°.

Vardera skivan 1 har vidare ett centrumhàl 11, vil- ket är utformat i ett centralt i skivan 1 fixerat nav 12.

Skivan 1' har vidare runt sin yttre periferi en fläns 13, som är riktad axiellt ut från huvudytan 5.

Skivan 1" har utöver flänsen 13 även ett motsvarande pe- 10 ,w 20 25 30 35 505 914 6 riferiellt spår 14 i huvudytan 6. Flänsen 13 och spåret 14 utgör komplementärt formade tätningselement.

I fig 2 är skivan 1 visad som en plan skiva med vä- sentligen konstant tjocklek. Tjockleken hos skivan kan emellertid minska något mot skivans 1 centrum av skäl som skall beskrivas längre fram. Skivan 1 kan också ha en annan tvärsnittsform än den i fig 2 visade plana, varvid dock huvudytorna 5 och 6 skall ha väsentligen överensstämmande form. Även navet 12 på skivan 1" har omedelbart runt centrumhålet 11 anordnade, komplementärt formade tät- ningselement i form av flänsar 15, Skivan 1' flänsen 15 och spåret 17. 16 och axiellt komp- lementära spår 17, 18. uppvisar däremot endast Fastän endast två skivor 1 är visade i fig 1, kan kopplingsanordningen enligt uppfinning uppvisa ytterli- gare cirkelformiga skivor 1' eller 1" mellan skivorna 1 vid kabelns 9 ändar. Ett exempel på två, på ett ställe hopkopplade kopplingsanordningar enligt uppfinningen är visat i fig 8.

Den i fig 1 och 2 visade kopplingsanordningen en- ligt uppfinningen tillverkas lämpligen genom formsprut- ning i en lämplig form, i vilken kontaktelementen 2-4 hopkopplade med respektive ledare 8 samt centrumnavet 12 placeras före inskjutningen av det formsprutbara, elekt- riskt isolerande materialet.

Flera kopplingsanordningar enligt uppfinningen kan enkelt sammankopplas med varandra, såsom exempelvis vi- sat i fig 3. Här är tre sådana cirkelformiga skivor 1", som är visade i fig 2, placerade intill varandra med en gemensam centrumaxel. Själva ledarna 8 är för enkelhets skull ej visade i fig 3.

Såsom framgår av fig 3 gör varje skivas 1" kontakt-3 element 2-4 elektrisk kontakt med varje intilliggande 1" kontaktelement 2'-4'. 2'-4'är lämpligen kontinuerligt sammanhängande på varde- skivas Kontaktelementen 2-4 och 10 .15 20 25 30 35 505 914 7 ra huvudytan 5, 6 utanför sektorn 7, men för den elekt- riska kontakten mellan intilliggande skivors kontaktele- ment är detta ej nödvändigt.

Varje skiva 1" tätar mot den intilliggande skivan 1" medelst skivornas tätningselement 13-18. För avtät- ning av de yttre skivornas 1" fria huvudytor utnyttjas skivor av elektriskt isolerande material med antingen _tätningselementen 13, 15 och 17 eller tätningselementen 14, 16 och 18. Dessa skivor behöver ej ha några elekt- riska kontaktelement. I fig 3 visas en sàdan skiva 19, som uppvisar tätningselementen 14, 16 och 18 samt ett centrumnav 20 med en radiell fläns 21, som kan sträcka sig över skivans 19 hela fria huvudyta, sàsom visat i den vänstra halvan av figuren. Den visade skivan 19 har tre cirkelformiga kontaktbanor 22-24 i lägen motsvarande kontaktelementen 2-4 och 2'-4' pá sin mot den ena yttre skivans 1" fria huvudyta vända huvudyta.

Skivan 19 innehåller vidare en lysdiod 25, som är ansluten mellan kontaktbanorna 22 och 23, och en lysdiod 26, som är ansluten mellan kontaktbanorna 22 och 24.

Dessa lysdioder 25, 26 kan således utnyttjas för indi- kering av att en elektrisk spänning är pålagd över re- spektive kontaktelement och därmed över motsvarande le- dare.

Som alternativ till skivan 19 skulle ocksà en skiva 1' kunna användas som övre avslutning till stapeln av skivor i fig 3.

En skivan 19 väsentligen motsvarande skiva kan vara anordnad för tillslutning av den andra skivan 1" (den understa i fig. 3) med en fri huvudyta. Samtliga skivor kan hopspännas medelst ett skruvförband, ett nitförband eller någon form av buntband. Centrumnaven 12, 20 kan även utformas med en bajonettkoppling för hopspänning avn de olika skivorna. Tätningselementen 13-18 och naven 12, 20 kan härvid ges sådana dimensioner i axiell riktning, att lämpligt kontakttryck råder mellan de olika skivor- 10 __1s 20 25 30 35 505 914 8 nas kontaktelement 2-4 och 2'-4', när samtliga intill varandra belägna skivor är maximalt hopspända. För er- hållande av rätt kontakttryck kan det också vara lämp- ligt att skivornas 1 tjocklek avtar mot centrum.

Såsom visat i fig 3 kan en cirkelformig skiva 27, väsentligen överensstämmande med skivan 1', av elekt- riskt isolerande material och med kontaktbanor 28-30, vilka till sin form motsvarar exempelvis kontaktelemen- tens 2-4 kontaktbanor på huvudytan 5 i fig 2, vara fast monterad i ett hölje 31 till en elektrisk apparat. Höl- jet 31 kan innehålla apparatens elektriska system, som via ledare 32-34 är anslutet till kontaktbanorna 28-30 och därmed till de med skivornas 1 kontaktelement 2-4 och 2'-4' Skivan 27 i fig 3 har ett centrumnav 35 med invändig gängning för mottagning av en förbundna ledarna 8. skruv 36, som är införbar genom hålen i centrumnaven 12 19 och 27, skivan 27 och navet 35 har mot tätningselementen 13, 15 och 20 för hopspänning av skivorna 1, varvid och 17 på skivan 1 svarande tätningselement.

I fig 4 visas ett elektriskt system med dels en central styrenhet 37, dels två olika typer av kretsar Q och R. Såväl enheten 37 som kretsarna Q och R har kon- taktskivor motsvarande skivan 27 i fig 3. Kretsarna R har dessutom en skiva, som är komplementär till skivan 27 vad gäller tätningselementen. Medelst ett antal kopp- lingsanordningar enligt uppfinningen kan därmed enkelt det i fig 4 visade systemet kopplas samman utan utnytt- jande av en enda konventionell kopplingsbox. De åstad- komna kopplingarna kan ändå uppfylla gällande krav på täthet och isolering, speciellt genom tätningselementen 13-18.

Den ovan beskrivna kopplingsanordningen kan modi- fieras i ett flertal avseenden inom uppfinningens ram.

Antalet kontaktelement skall dock vara minst två. I fig 5 visas en utföringsform med fyra kontaktelement, av vilka två kontaktelement 38 och 39 på olika avstånd från 10 15 20 25 30 35 505 914' 9 respektive skivas centrum ej har någon anslutningsledare kopplad till sig. Denna kopplingsanordning lämpar sig särskilt väl för inkoppling av ett antal kretsar i en slinga, såsom exempelvis visat i fig 4, varvid varje krets i slingan kan åstadkomma slutning mellan kontakt- elementen 38 och 39.

Som en ytterligare modifiering kan elektriska kom- .ponenter eller kretsar inrymmas i det inre av skivan 1 och inkopplas mellan valda av de elektriska kontaktele- menten på den ena huvudytan och/eller den andra huvud- ytan. Exempel på en sådan komponent är en anpassnings- resistor.

Såsom åskådliggjort i den vänstra halvan i fig 3 kan skivans 1 periferiyta ha en elektriskt ledande be- läggning för bildande av en elektrisk skärm 40 för det inre av skivan l. Denna skärm 40 kan fortsätta runt le- darna 8 utanför skivan l.

Genom att låta två av ledarna 8 i en kopplingsan- ordning enligt uppfinningen och motsvarande två kontakt- element fungera som strömförsörjningsledare kan även ak- tiva komponenter och kretsar, såsom en förstärkare, byg- gas in i skivan 1. Enligt uppfinningen utnyttjas således med fördel två av kontaktelementen 2-4 eller 2'-4', lämpligen de yttre pà skivan, såsom strömförsörjningsle- dare, medan det tredje eller ytterligare kontaktelement användes för exempelvis signalöverföring.

Såsom åskådliggjort i fig 6 kan den uppfinningsen- liga kopplingsanordningen även användas för överföring av optiska signaler, varvid utöver de två kontaktelemen- ten 2, 3 respektive 2', 3' för strömförsörjning en op- tisk ledare 41 är indragen via sektorn 7 till en skivas 1 centrum, där den är förbunden med ett axiellt i ski- vans centrum utsträckt optiskt ledarstycke 42, vilket vid hopkoppling med en annan sådan skiva 1 kopplas sam- man optiskt med denna skivas optiska ledarstycke 42. 505 914 10 Alternativt kan, såsom visat i fig 7, en eller flera inkommande optiska ledare 43 anslutas till en i skivan l inrymd opto-elektrisk omvandlare 44 för vidare- ledning av den optiska signalen i elektrisk form via nå- got av kontaktelementen 2-4 respektive 2'-4'.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 505 914 ll PATENTKRAV

1. Kopplingsanordning, innefattande en kabel (9), som har åtminstone två ledare (8), samt åtminstone tvà kopplingsdon (l, 2-4), vilka kopplingsdon vartdera har (2-4), ledarna vid eller mellan kabelns ändar, kontaktelement som är anslutna till var sin av k ä n n e - .t e c k n a d av att vart och ett av kopplingsdonen (l, 2-4) (l'; 1") av elek- triskt isolerande material med de elektriska kontaktele- bestár av en cirkelformig skiva menten (2-4) utsträckta utmed var sin med skivans cent- rum koncentrisk cirkel på skivans ena huvudyta (5), att kontaktelementen (2-4) på åtminstone en av de cirkelfor- miga skivorna (1") är axiellt anslutna till var sitt kontaktelement (2'-4') på skivans (1") andra huvudyta (6), (2'-4') är utsträckta utmed var sin med skivans centrum koncentrisk cirkel, vilka senare kontaktelement samt att kabelns (9) ledare (8) sträcker sig väsentligen radiellt in till kontaktelementen (2-4; 2'-4') hos varje skiva (1") med kontaktelement på båda sina huvudytor (5, 6).

2. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att i varje skiva (1") med kontaktelement (2-4, 2'-4') på vardera huvudytan (5,6) dessa kontaktelement sträcker sig axiellt genom skivan till varandra.

3. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av ski- vorna (1) pá varje huvudyta med kontaktelement har ett (13:14)

4. Kopplingsanordning enligt patentkravet 3, tätningselement runt hela sin periferi. k ä n n e t e c k n a d av att varje tätningselement (tex 13) i axiell riktning är komplementärt format till (tex 14) ferin av huvudytan pà en separat cirkelformig skiva (tex 27). ett samverkande tätningselement runt hela peri- 10 15 20 25 30 35 505 914 12

5. Kopplingsanordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att den separata cirkelfor- miga skivan (27) har motsvarande kontaktelement (28-30) på sin huvudyta med tätningselementet.

6. Kopplingsanordning enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d formiga skivan (27) (31).

7. Kopplingsanordning enligt något av patentkraven av att den separata cirkel- utgör del av en elektrisk krets el- ler apparat 4-6, k ä n n e t e c k n a d av organ för hopspänning (35,36) av den separata skivan (27) med en av de till kabeln (9) anslutna cirkelformiga skivorna (1).

8. Kopplingsanordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att i åtminstone någon cir- (25, 26) el- ler krets är inrymd, vilken komponent respektive krets kelformig skiva (l) en elektrisk komponent är inkopplad mellan valda av de elektriska kontaktele- menten på den ena huvudytan och/eller den andra huvud- ytan av skivan.

9. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1, av att åtminstone en av de cir- fig 5) har ett kontaktelement till vilket ingen av ledarna (8) k ä n n e t e c k n a d kelformiga skivorna (1, (38,39),

10. Kopplingsanordning enligt något av de föregå- är ansluten. ende patentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att varje skiva (1) har ett centrumhål (11) med runt detta på hu- vudytorna (5,6) anordnade, axiellt komplementära tät- ningselement (15-18).

11. ll. Kopplingsanordning enligt något av de föregå- av att varje (40) över hela ende patentkraven, k ä n n e t e c k n a d skiva har en elektriskt ledande skärmning sin perifera yta.

12. Kopplingsanordning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att hopspänningssorganen ut- göres av ett skruvförband (35,36), en bajonettkoppling, ett nitförband eller ett buntband. 10 ,15 20 .k ä n n e t e c k n a d 505.914 13

13. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1 eller av att kabelns (9) (8) sträcker sig väsentligen radiellt in till kontakt- 2, k ä n n e t e c k n a d ledare elementen (2-4) genom en sektor (7) av den cirkelformiga skivan (1), vilken sektor är fri fràn de elektriska kon- taktelementen.

14. Kopplingsanordning enligt patentkravet 13, av att de elektriska kontakt- elementen (2-4) är kontinuerligt sammanhängande på re- spektive huvudyta utanför nämnda sektor (7).

15. Kopplingsanordning enligt något av de föregå- ende patentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att åt- minstone någon av kabelns ledare är en optisk ledare (4l;43) samt att denna är ansluten till ett elektriskt eller optiskt kontaktelement (2-4:42) hos skivan.

16. Kopplingsanordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att kontaktelementen (2- 4) är fjädrande i axiell riktning på skivans (1) ena hu- vudyta (5).