WO2001003249A1

WO2001003249A1 - Elektromechanische verbindungsvorrichtung

Info

Publication number: WO2001003249A1
Application number: PCT/EP2000/006131
Authority: WO
Inventors: Siegfried Schmidt
Original assignee: Magcode Ag
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2001-01-11
Also published as: US6561815B1; BR0012149A; ATE250287T1; RU2235394C2; EP1194983A1; CN1371537A; CN1183629C; DE19930642A1; JP2003504815A; EP1194983B1; AU5536100A; DE50003741D1; ES2206255T3; BRPI0012149B1

Abstract

Eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung ist mit einer über Stromkontakte mit einer strom- oder impulsgebenden Quelle verbindbaren Schaltmagnete oder magnetischen Schaltteilen und Kontaktelemente aufweisenden Strom- oder Datenzufuhreinrichtungen, die in einem Gehäuse angeordnet ist, und mit einem Auslösemagnete oder magnetische Auslöseteile aufweisenden und mit einem Verbraucher oder Abnehmer elektrisch verbindbaren in einem Gehäuse angeordneten Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung verbunden ist, versehen. Die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung ist mit Auslösemagneten oder magnetischen Auslöseteilen und mit Schaltkontaktelementen versehen, wobei durch Verbinden der Kontaktelemente der Strom- oder Datenzufuhreinrichtung mit der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung eine Verbindung über die als Flachkontakte mit Flächenberührung ausgebildeten Kontaktelemente herstellbar ist. Wenigstens die Kontaktelemente einer der beiden Einrichtungen sind in einer wenigstens teilweise elastischen Wand des dazugehörigen Gehäuses angeordnet.

Description

Elektromechanische Verbindunqsvorπchtunq

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 naher definierten Art.

Eine gattungsgemaße Vorrichtung ist in der EP 0 573 471 beschrieben. Anstelle einer elektrischen Verbindung über eine Steckdose als Stromzufuhr- bzw. Stromzuschalteinrichtung und einem Stecker als Verbraucherzuschalteinrichtung werden dabei eine Schalteinrichtung und eine Ausloseeinrichtung zur Stromverbindung verwendet, wobei m beiden Einrichtungen als Flachkontakte mit Flachenberuhrung ausgebildete Kontaktelemente vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme wird die Stromverbindung von einer Stromquelle zu einem Verbraucher deutlich vereinfacht und auch sicherer. Im Falle einer Verbindung mit höherer Volt- und/oder Amperezahl, wie z.B. einer 110 Volt- oder 220 Volt-Verbindung, können durch einen Ar- beitsschlitten m der Schalteinrichtung lediglich im Falle einer Verbindung mit der Ausloseeinrichtung die Kontaktelemente mit Strom versorgt werden, was eine sehr hohe Sicherheit gegen Fehlfunktionen und Stromunfallen bietet.

Aber auch im Falle einer Klemspannungsverbindung haben die Flachenkontakte Vorteile hinsichtlich einer einfachen Schaltung, einer einfachen Reinigung und einer sicheren Kontaktverbindung. In der DE 296 10 996.7 ist eine Niedervolt- bzw. Klemspannungsverbindung beschrieben, durch die Gerate z.B. mit Klemspannung bis zu 24 V betrieben werden oder die mit Impulsen und/oder Steuerspannungen versehen werden sollen. Bei Verwendung von zwei Kontaktelementen oder gegebenenfalls auch noch von drei Kontaktelementen lassen sich einwandfreie Flachenkontakte herstellen. Schwieriger wird jedoch die Situation, wenn Kontakte über mehrere Kontaktelemente hergestellt werden sollen, denn diesem Fall ist nicht gewährleistet, daß die jeweils zusammenarbeitenden Kontaktelemente in einem Flachenkontakt gut und sicher aneinander anliegen.

Zwar ist der DE 296 10 996.7 bereits vorgeschlagen worden, die Kontaktelemente mit Vorspannfedern zu versehen, aber bei mehrpoligen Kontaktverbindungen wird eine derartige Verbindungsart relativ aufwendig und auch störanfällig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, daß auch mehrpolige Kon- taktverbmdungen auf einfache Weise und mit einer sicheren Kontaktverbindung hergestellt werden können.

Erfmdungsgemaß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelost.

Dadurch, daß wenigstens die Kontaktelemente einer der beiden Einrichtungen, nämlich der Strom- oder Datenzufuhreinπch- tung oder der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung, m einer wenigstens teilweise elastischen Wand angeordnet sind, können sich beim Verbinden der beiden Einrichtungen miteinander aufgrund der Magnetkraft die Kontaktelemente m Richtung auf die jeweils andere Einrichtung ausrichten und damit eine optimale Flachenkontaktverbmdung herstellen . Die erfmdungsgemaße elektromechanische Verbindungsvorrichtung laßt sich auf die verschiedenartigste Weise und auf den verschiedenartigsten technischen Gebieten einsetzen. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist z.B. der Klemspannungsbereich zur Übertragung von Kle spannungen mit sehr geringer Voltzahl (z.B. weniger als 24 V), um Steuerspannungen, Schaltimpulse oder Datenübertragungen zu erzeugen bzw. vorzunehmen .

Zur Vereinfachung wird nachfolgend jeweils lediglich von einer Stromzufuhreinrichtung und einer Verbraucherzuschaltem- πchtung gesprochen, obwohl selbstverständlich damit auch Einrichtungen gemeint sind, die ausschließlich oder auch m Zusammenhang mit Spannungs- oder Impulsweiterleitungen zur Datenübertragung vorgesehen sind. Ebenso ist selbstverständlich auf diese Weise auch die Übertragung von Audiosignalen möglich .

Zur Verstärkung der Kontaktverbindung, z.B. um eine höhere Kontaktkraft zu erzeugen, können im Bedarfsfalle auch die Kontaktelemente der beiden Einrichtungen m einer elastischen Wand, z.B. einer Kunststoffmembrane, gelagert sein.

Die Kontaktelemente können separat von den Magnetteilen oder magnetischen Teilen in dem jeweiligen Gehäuse angeordnet sein oder sie stellen gleichzeitig auch die Magnetteile dar. Im letzteren Falle erhalt man eine sehr raumsparende Verbindungsvorrichtung .

In einfachen Fallen, in welchen es nicht auf eine genaue Positionierung der Kontaktelemente bzw. Kontaktelementzuordnung ankommt, ist es ausreichend, wenn eines der beiden beim Schaltkontakt miteinander zusammenwirkenden Teile jeweils als Magnet ausgebildet und das andere als magnetisches Teil ausgebildet ist.

Falls eine genaue Zuordnung der verschiedenen Kontaktelemente zueinander erforderlich ist, wird man die jeweils einander zuzuordnenden magnetisch wirkenden Teile der Strom- zufuhremπchtung und der Verbraucherzuschalteinrichtung als Magnetteile ausbilden mit jeweils entgegengesetzt zueinander gerichteten Polaritäten. Auf diese Weise findet eine präzise und genau zugeordnete Schaltverbindung statt.

Diese Verbindung laßt sich bezüglich einer sicheren Schalt- verb dung und einer Vermeidung von Fehlschaltungen noch weiter erhohen, wenn in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß jedes Magnetteil in sich selbst unterschiedlich polarisierte Magnetteilchen nebeneinander besitzt, die entsprechend mit einem Magnetteil der anderen Einrichtung mit entsprechend entgegengesetzt polarisierten Magnetteilchen zusammenarbeiten. Eine derartige Ausgestaltung ist im Prinzip in der DE 195 12 334 Cl beschrieben. Eines der wesentlichen Vorteile dieser Ausgestaltung besteht darin, daß man mit einem nicht entsprechend codierten Gegenmagneten keine Schaltverbindung erzeugt, insbesondere dann nicht, wenn ein Arbeits- bzw. Magnetschlitten in der Strom- zufuhremrichtung vorgesehen ist, welcher durch einen Dauermagneten m Ruheposition, d.h. in einer nicht stromweiterleitenden Position, liegt, wie dies z.B. in der EP 0 573 471 beschrieben ist.

Wenn die Kontaktelemente in der elastischen Wand eingegossen oder flussigkeitsdicht darin gelagert sind, so lassen sich sehr sichere Verbindungsvorrichtungen herstellen, die störungsfrei auch in flussigen oder aggressiven Medien angeordnet sind oder die sich m einer entsprechend aggressiven Um- gebung, wie z.B. Lackierbetrieben, befinden. Selbstverständlich ist diese flussigkeitsdichte Anordnung in beiden Einrichtungen erforderlich. Dies bedeutet, wenn nur eine elastische Wand m einer der beiden Einrichtungen vorgesehen ist, sollte d e entsprechende Wand der anderen Einrichtung ebenfalls so ausgebildet sein, daß die Kontaktelemente flus- sigkeitsdicht in der Gehausewand, in der sich die Kontaktelemente befinden, ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den brigen Unteranspruchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prmzipmaßig beschriebenen Ausfuhrungsbeispiel .

Es zeigt:

Fig. 1 m vergrößerter Darstellung einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 durch die erfmdungsgemaße elektromechanische Verbindungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfmdungsgemaße Stromoder Datenzufuhremπchtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Strom- oder Datenzufuhrein- πchtung mit jeweils drei mechanisch mit einem Magneten verbundenen Kontaktelementen;

Fig. 4 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel, das grundsätzlich dem Beispiel nach Fig. 1 entspricht, jedoch zusätzlich mit einem Arbeitsschlitten.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Strom- oder Datenzufuhr- emrichtung 1 mit einem Gehäuse la, in dem vier als Flachenkontakte ausgebildete Kontaktelemente 2 angeordnet sind, die mit in einem Gehäuse 3a einer Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 angeordneten, ebenfalls als Flachkontakte ausgebildeten Kontaktelementen 4 zur Herstellung einer Verbindungsvorrichtung von einer Stromquelle zu einem Verbraucher zusammenarbeiten. Die Kontaktelemente 2 sind gleichzeitig als Schaltmagnete oder magnetische Schaltteile und die Kontaktelemente 4 gleichzeitig als Auslosemagnete bzw. magnetische Ausloseteile ausgebildet. Die Kontaktelemente 2 der Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1 sind jeweils einzeln über Leitungsverbmdungen 5 mit einer nicht dargestellten Strom-, Spannungs- oder Impulsquelle verbunden. Ähnliches gilt für die Kontaktelemente 4 der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3, von denen aus jeweils Verbmdungsleitungen zu einem nicht dargestellten Verbraucher fuhren. Gegebenenfalls können die Verbmdungsleitungen auch entfallen, wenn die Kontaktelemente 4 direkt im bzw. am Verbraucher oder Strom-, Spannungs- oder Impulsabnahmepunkt angeordnet sind. Grundsätzlich kann die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3 von gleichem Aufbau sein wie die Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1, weshalb für die gleichen Teile auch die gleichen Bezugszeichen vorhanden sind (Ausnahme: Kontaktelemente 2 und 4) .

Wie aus der vergrößerten Darstellung der Fig. 1 ersichtlich ist, sind die vorderen Stirnseiten 7 der Kontaktelement 2 flach und wenigstens annähernd bundig mit der Oberflache des Gehäuses la, welche einer Verbraucherzuschalteinrichtung 3 zugewandt ist. Die Kontaktelemente 2 sind dabei m eine elastische Wand 8 des Gehäuses - ebenfalls bundig mit deren Oberflache - eingegossen. Die elastische Wand 8 kann aus verschiedenen Materialien bestehen. In einfacher Weise ist sie ein flexibler Kunststoff, z.B. eine Membrane. Die Wand 8 umgibt die Kontaktelemente 2 wenigstens im Bereich der Stirnseiten flussigkeitsdicht bzw. in ihr sind die Kontakte- lemente 2 flussigkeitsdicht eingebettet und liegen nur mit ihren vorderen Stirnseiten 7 frei.

Die die elastische Wand 8 eingesetzten oder eingegossenen Kontaktelemente 2 können vollständig flach, d.h. ohne Wölbung, sein, wenn sie gleichzeitig über Magnetkräfte wirken. Bei mechanisch geführten Flachkontakten ist ein gesichertes Aufliegen der Kontaktflachen nie gewahrleistet. Aus diesem Grunde wird m der Regel bei Flachkontakten nach dem Stand der Technik wenigstens eine der beiden Kontaktflachen gewölbt ausgebildet, womit man praktisch gezwungenermaßen auf einen Punktkontakt ausweicht.

Eine mit magnetischer Energie wirkende Kontaktflache, wie es erf dungsgemaß vorgeschlagen wird, laßt die Kontaktelemente 2 vollflachig plan und exakt zentriert aufeinander liegen. Voraussetzung hierzu ist die erfmdungsgemaße elastische Wand 8, die eine entsprechende Bewegung mit Bewegungsfreiheit axialer und radialer Richtung zulaßt. Selbstverständlich muß die elastische Wand 8 dabei die Kontaktelemente nicht vollständig umgeben wie in der Fig. 1 dargestellt. Im Bedarfsfalle reicht es gegebenenfalls auch aus, daß die elastische Wand 8 eine Art Membrane im Oberflachen- bereich bildet und damit die Kontaktelemente im hinteren Bereich frei liegen, so daß sie sich noch leichter bewegen können, denn insbesondere der hintere Bereich der Kontaktelemente soll sich allseits bewegen können, damit der Flachenkontakt über die gesamten Stirnseiten 7 der Kontaktelemente 2 erfolgt.

Ein derartiger Flachenkontakt ist besonders bei einer Übertragung von hohen Leistungswerten, insbesondere hohen Strömen von Vorteil, um unzulässige Erwärmungen durch eine zu geringe Kontaktflache zu vermeiden. Bei Tonubertragungen im niederen, aber auch im hohen Hertzbereich, wurde em Punktkontakt außerdem eine Einschränkung der Tonqualität bedeuten. Bei derartigen Frequenzen fließen große Strome, insbesondere bei Tonubertragungen mit hoher Wattzahl, welche entsprechend sichere Kontakte benotigen. Mit den erfmdungsgemaßen Kontaktelementen 2 wird man diesen Anforderungen gerecht, wobei sich die Kontaktelemente problemlos bezüglich Große und Verarbeitung der jeweiligen Anforderungen anpassen lassen.

Damit die Kontaktelemente 2 sicher m der elastischen Wand 8 gehalten sind, können die Kontaktelemente 2 mit Erweiterungen, z.B. jeweils einem Ringabsatz 9 in ihrer Umfangswand versehen sein. Gleiches gilt auch für die elastische Wand 8, die e oder mehrere Durchmessererweiterungen 10, z.B. ebenfalls m Ringform, besitzt, damit die ganze Einheit sicher in dem Gehäuse la gelagert ist.

Zusätzlich können die Kontaktelemente 2 auch noch mit einer Hubbegrenzung versehen sein. Diese kann z.B. durch Einschnürungen oder Aussparungen 11 m den Kontaktelementen 2 gebildet sein, in denen em Anschlagglied, z.B. in Form eines Ringes oder einer Platte 12 mit Schaltspiel liegt. Die Platte bzw. der Ring 12 ist mit dem Gehäuse la fest verbunden und/oder durch die Wand 8 gehalten.

Die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3 ist grundsätzlich m gleicher Weise aufgebaut wie die Stromoder Datenzufuhremrichtung 1. Aus diesem Grunde sind - bis auf die Kontaktelemente 4 - die gleich wirkenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wird nun die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3 auf die Strom- oder Datenzufuhremπchtung 1 aufgesetzt, wobei die Kontaktelemente 4 der Verbraucherzuschaltoder Datenabnahmeeinrichtung 3 mit den Kontaktelementen 2 der Strom- oder Datenzu-fuhremπchtung 1 fluchten, so „wölben" sich die Kontaktelemente 2 aufgrund der elastischen Wand 8 nach außen bzw. auf die Kontaktelemente 4 der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3 zu und umgekehrt auch die Kontaktelemente 4 m ihrer elastischen Wand 8 und stellen auf diese Weise für alle Kontaktelemente eine gute Flachenberuhrung für den gesamten Bereich ihrer Stirnseiten 7 her.

Die Platte bzw. der Ring 12 wirkt dabei mit der hinteren Wand jeweils als Hubbegrenzung, für die sich aufeinander zu bewegenden Kontaktelemente 2 und 4 aufgrund der Aussparung 11, m der die Platte 12 mit Spiel liegt. In diesem Falle kommen die Kontaktelemente 2 bzw. 4 nämlich jeweils an der hinteren Wand der Platte 12 zur Anlage. Im allgemeinen durfte em Hub von z.B. 0,1 bis 0,5 mm ausreichend sein, um einen entsprechend sicheren Flachenkontakt zu erreichen. Dies bedeutet em Spiel zwischen der Platte 12 und den Aussparungen 11 m den Kontaktelementen 2 und 4 in dieser Größenordnung durfte im allgemeinen ausreichend sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß beim Abziehen der Kontaktelemente oder bei unmaßigem Druck von vorn die Membrane nicht unnötig strapaziert werden.

Die Kontaktelemente 4 in der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3 können sich gegebenenfalls in einer einfachen Ausfuhrungsform auch in einer festen Wand befinden, sofern nicht ebenfalls eine elastische Wand 8 m gleicher Ausfuhrung wie die im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschriebenen Wand 8 vorgesehen ist, um einen möglichst guten Kontakt auch bei einer Vielzahl von Kontaktelementen 2 und 4 zu erhalten.

Wie ersichtlich, laßt sich auf diese Weise eine Verbindungsvorrichtung mit einer beliebigen Anzahl von Polen bzw. Kontaktelemente mit jeweils einwandfreiem Kontakt schaffen. Anwendungsfalle sind z.B. Roboter, wie z.B. in der Autoindustrie, wenn Spritzkopfe ausgewechselt werden müssen und gleichzeitig Daten mitubertragen werden sollen. Insbesondere in der aggressiven Umgebung einer Lackiererei sind die er- fmdungsgemaßen flächigen Kontaktelemente von besonderem Vorteil im Vergleich zu den bekannten Steckerverbindungen, welche schwer zu reinigen sind und zum Teil dabei auch häufig beschädigt und damit unbrauchbar werden.

Weitere Einsatzgebiete sind z.B. Anhangerkupplungen von Fahrzeugen, die im allgemeinen 13-polιg sind, und Anschlüsse von Computerkomponenten und deren Peripheriegeraten untereinander, wie z.B. m einem USB-BUS-System.

Em anderes Einsatzgebiet ist z.B. der Schiff- oder Bootsbau mit den dabei einhergehenden Problemen bezüglich der Aggressivität von Wasser, insbesondere Salzwasser.

Mochte man vermeiden, daß an den Kontaktelementen 2 der Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1 dauerhaft Strom anliegt, so ist es lediglich erforderlich, einen Arbeits- schlitten zwischen den Kontaktelementen 2 und den Leitungsverbmdungen vorzusehen. Em derartiger Arbeits- bzw. Ma- gnetschlitten und dessen Wirkungsweise ist in der EP 0 573 471 beschrieben.

Um eine magnetische Verbindung herzustellen, ist es ausreichend, wenn z.B. die Kontaktelemente 2 der Strom- oder Da- tenzufuhremrichtung als Magnete ausgebildet sind und die Kontaktelemente 4 der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3 aus einem magnetischen Werkstoff, wie z.B. Eisen, bestehen. Selbstverständlich ist jedoch auch die umgekehrte Anordnung möglich.

Bei Verwendung von ausschließlich Magnetteilen, sind diese so anzuordnen, daß sich jeweils Kontaktelemente der Stromoder Datenzufuhremrichtung 1 und der Verbraucherzuschaltoder Datenabnahmeeinrichtung 3 mit unterschiedlicher Polarität gegenüber liegen. Ebenso wie bei den elektromechanischen Verbindungsvorrichtungen gemäß EP 0 573 471 oder der DE 195 12 334 Cl können entsprechend „codierte" Magnete 2 und 4 als Kontaktelemente vorgesehen sein, um eine genaue Zuordnung der verschiedenen Kontaktelemente 2 und 4 zueinander einzuhalten .

Eine sehr platzsparende Anordnung der Kontaktelemente ist m der Fig. 3 beschrieben.

In diesem Falle sind im Unterschied zu den Figuren 1 und 2, wobei die Kontaktelemente 2 und 4 jeweils gleichzeitig die Schaltmagnete bzw. die Auslosemagnete oder entsprechend magnetische Teile sind, von den entsprechenden Magneten getrennt. In der Fig. 3 ist die Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1' mit drei Schaltmagneten 2' dargestellt. Jeder Schaltmagnet 2 ' ist mechanisch fest über drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Rippen 14, die nicht elektrisch leitend sein sollen, mit Kontaktelementen 20, ebenfalls m Form von Flachkontakten, verbunden. Alle drei Schaltmagnete 2' sind zusammen mit ihren über die Rippen 14 damit verbundenen Kontaktelementen 20 m der elastischen Wand 8' eingebettet. Wird eine spiegelbildlich dazu ausgebildete Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3' aufgesetzt, so komraen aufgrund der Elastizität der Wand 8' auch die jeweils drei Kontaktelemente 20 jedes Magneten mit den Kontaktelementen der jeweils anderen Einrichtung flächig in Kontakt, denn ein derartiger Flächenkontakt läßt sich einwandfrei bei bis zu drei miteinander zu kontaktierenden Teilen sehr gut herstellen .

Selbstverständlich sind in der Fig. 3 die drei nebeneinander liegenden Auslosemagnete 2' nur beispielsweise dargestellt. Bei einer entsprechenden Vergrößerung bzw. Verlängerung des Gehäuses, lassen sich beliebige Anzahlen von Kontaktelementen 20 auf sehr engem Raum unterbringen. Selbstverständlich kann auch in diesem Falle die Einrichtung kreisförmig ausgebildet sein.

Aus der Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die elastische Wand 8 auf ihrem Außenumfang im Bereich der Stirnseiten 7 mit einer nach außen gerichteten Wölbung 15 versehen ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine flussigkeitsdichte Verbindung noch starker gesichert.

Gleiches gilt eventuell auch für die elastische Wand 8 der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3.

Wenn auf sehr engem Raum eine Vielzahl von Kontaktelementen vorgesehen werden sollen, um eine Verbindungsvorrichtung mit einer hohen Polzahl zu erreichen, wobei die Kontaktelemente 2 bzw. 4 in ihrem Durchmesser sehr klein werden, kann man zur Erhöhung der Magnetkraft in einer oder in beiden Einrichtungen, d.h. der Strom- oder Datenzufuhreinrichtung 1 und/oder der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3, hinter bzw. auf den von der jeweiligen anderen Einrichtung abgewandten Seite einen Verstärkungsmagneten 16 vorsehen (s. gestrichelte Darstellung in der Fig. 1, zusam- men mit einem ebenfalls gestrichelt dargestellten entsprechend vergrößerten Gehäuse la zur zusätzlichen Aufnahme des Magneten 16) . Bei einer Verbindung der beiden Einrichtungen miteinander erhöht jeweils der Verstarkungsmagnet 16 entsprechend die Magnetkraft und schiebt von hinten her die Kontaktelemente 2 bzw. 4 nach vorne m Richtung auf die jeweils andere Einrichtung, womit sich die elastische Wand 8 leichter ausbeulen bzw. nach vorne wölben kann und sich damit eine noch sicherere Flachenkontaktverbmdung ergibt.

Die Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1 kann mit ihrem Gehäuse la m beliebige Gerate, Halterungen, Wandteile oder sonstige Einrichtungen 17 eingebaut werden. Gleiches gilt für die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung 3.

In der Fig. 4 ist em weiteres Ausfuhrungsbeispiel beschrieben, das grundsätzlich in gleicher Weise aufgebaut ist wie das Ausfuhrungsbeispiel nach der Fig. 1. Aus diesem Grunde sind auch für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen beibehalten worden.

Zusätzlich zu dem Ausfuhrungsbeispiel nach der Fig. 1 ist die Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1 mit einem Arbeits- schlitten 21 im Inneren des Gehäuses la versehen. Wie bereits erwähnt, ist die Wirkungsweise des Arbeitsschlittens 21 bereits in der EP 0 573 471 beschrieben, weshalb nachfolgend nur kurz darauf eingegangen wird.

Wie ersichtlich sind m diesem Falle die Magnete 2 und 4 und die Kontaktelemente getrennt voneinander angeordnet und neu mit den Bezugszeichen "20'" für die Kontaktelemente in der Strom- oder Datenzufuhremrichtung 1 und "4'" für die Kontaktelemente in der Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 versehen. Die Magnete 2 und die Leitungsver- bmdungen 5 sind mit dem Arbeitsschlitten 21 verbunden bzw. auf diesem angeordnet. Der Arbeitsschlitten 21 wird durch einen Ruckhaltemagneten 22 in Ruhestellung gehalten. Der Ruckhaltemagnet 22 der ringförmig ausgebildet sein kann, ist auf der von der Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 des Arbeitsschlittens 21 in dem Gehäuse la angeordnet. Anstelle eines Ruckhaltemagneten 22 kann selbstverständlich auch em Teil verwendet werden, das ferromagne- tisch ist und das demzufolge den Arbeitsschlitten 21 mit den darauf angeordneten Magneten 2 anzieht.

Wie ersichtlich ist auf diese Weise noch keine Stromverbindung zur Weiterleitung zwischen den Leitungsverbindungen 5 und den Kontaktelementen 20' geschaffen. Erst wenn die Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 aufgesetzt wird, hebt der Arbeitsschlitten 21 aufgrund der gegenseitigen Anziehungskräfte der Magnete 2 und 4 von seiner Ruheposition gegen die Ruckhaltekraft des Ruckhaltemagneten 22 ab und es kommt zu einem Kontakt zwischen den Leitungsverbindungen 5 und den Kontaktelementen 20' und damit zu einer Stromverbindung zu den Kontaktelementen 4 ' der Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3. Selbstverständlich ist hierzu die Magnetkraft zwischen dem Ruckhaltemagneten 22 und den Magneten 2 so zu wählen, daß die Anziehungskräfte durch die Magnete 4 starker sind und zwar unter Berücksichtigung dessen, daß die Magnete 2 und 4 nicht jeweils bis zur Oberflache ragen, sondern etwas zurückversetzt bzw. eingebettet sind (Magnete 4 in der elastischen Wand 8 und Magnete 2 unter einer Abdeckung) . Bei einer Entfernung der Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 wird der Arbeitsschlitten 21 mit den Magneten 2 wieder von dem Ruckhaltemagneten 22 angezogen und der Arbeitsschlitten 21 kehrt somit wieder in seine Ruhelage zurück. Auf diese Weise sind dann die Kontaktelemente 20', welche ja bei abgenommener Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 frei zuganglich sind, stromlos.

Die erfmdungsgemaße Vorrichtung laßt sich unter anderem auch in sehr vorteilhafter Weise für die Stromubertragung und die Übertragung von Signalen für mobile Telefone verwenden, die z.B. ber eine Freisprecheinrichtung in einem Kraftfahrzeug angeordnet werden sollen. In diesem Falle sind eine Vielzahl von Kontakten erforderlich. Zur Übertragung von HF-Signalen, die im allgemeinen mit einer Abschirmung versehen sein müssen und für die im allgemeinen Koaxial- Kabel verwendet werden, können die Strom- oder Datenzufuhr- emπchtung 1 und die Verbraucherzuschalt- bzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 mit entsprechenden Anschlußkontakten f r die Weiterleitung von HF-Signalen versehen sein.

Falls aus Platzgrunden mehrere Kontaktelemente 4 ' unterzubringen sind, kann es gegebenenfalls erforderlich sein, daß die Magnete 4 durch eine Isolierungszwischenlage 23 elektrisch abgeschirmt sind, damit es zu keinen Kurzschlüssen kommt. Zur Verankerung der Magnete 4 in der elastischen Wand 8 können diese mit ringförmigen Absatzen 24 versehen sein. Ähnliches gilt für die Magnete 2 auf dem Arbeitsschlitten 21. Als Alternativlosung sind hierzu Ringnuten 25 vorgesehen, in die das Material des Arbeitsschlittens 21 ragt.

Eine ähnliche Funktion wie die Aussparungen 11 gemäß Fig. 1, nämlich eine Anschlagbegrenzung für die Auswolbung der elastischen Wand 8 zu erreichen, haben Erweiterungen 26 auf der Ruckseite der Kontaktelemente 4' bzw. am Übergang zu den Leitungsverbindungen 6. Wie ersichtlich liegt zwischen den Erweiterungen 26 und der Ruckwand des Gehäuses 3a e Spalt vor, womit sich die elastische Wand aufgrund der Magnetkräfte nur um das Spiel nach vorne wölben kann. In Fig. 2 sind für die Strom- oder Datenzufuhreinrichtung 1 beispielsweise zwei Einbaustellen für derartige Kontakte mit gestrichelten Kreisen "27" für eine zentrale koaxiale Anordnung und mit "28" für eine Anordnung in einem Umfangsbereich angedeutet. Entsprechend der Anordnung des Kontaktes 27 oder 28 ist entsprechend ein Gegenkontakt bzw. ein Gegenverbindungsstück (nicht dargestellt) in der Verbraucherzuschaltbzw. Datenabnahmeeinrichtung 3 vorzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Elektromechanische Verbindungsvorrichtung mit folgenden Merkmalen : a) eine über Stromkontakte mit einer ström- oder impulsgebenden Quelle verbindbaren Strom- oder Datenzufuhremrichtung b) die Strom- oder Datenzufuhreinrichtung ist in einem Gehäuse angeordnet und weist Schaltmagnete oder magnetischen Schaltteile und Kontaktelemente auf c) eine mit einem Verbraucher oder Abnehmer elektrisch verbindbare in einem Gehäuse angeordnete Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung d) die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung weist Auslosemagnete oder magnetische Ausloseteile und Kontaktelemente auf und e) durch Verbinden der Strom- oder Datenzufuhreinrichtung mit der Verbraucherzuschalt- oder Daten- abhnahmeeinrichtung ist ein Strom-, Impuls- oder Datentransfer zwischen den als Flachkontakte mit Fla- chenberuhrung ausgebildeten Kontaktelementen der Strom- oder Datenzufuhreinrichtung und der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung herstellbar, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens die Kontaktelemente (2 bzw. 4) einer der beiden Einrichtungen (Strom- oder Datenzufuhreinrichtung (1) bzw. Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3)) in einer wenigstens teilweise elastischen Wand (8) des dazugehörigen Gehäuses (la, 3a) angeordnet sind.

Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktelemente (2 bzw. 4) auf ihren Vorderseiten wenigstens annähernd bundig mit der Oberflache der teilweise elastischen Wand (8) sind.

Elektromechanische Verbmdungsvorrichtung nach Anspruch

1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schaltmagnete bzw. magnetischen Schaltteile (2) und die Auslosemagnete bzw. magnetischen Ausloseteile (4) der Strom- oder Datenzufuhreinrichtung (1) und/oder der

Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) gleichzeitig die Kontaktelemente bilden.

Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Strom- oder Datenzufuhreinrichtung (1) Schaltmagnete (2) und m der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) Auslosemagnete (4) in einer bestimmten vorgewählten Polanordnung (Codierung) sich derart gegenüberliegen, daß im geschalteten Zustand jeweils em Nordpol auf einen Sudpol der Gegenseite trifft.

Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils jeder Magnet (Schaltmagnet bzw. Auslosermagnet (2,4)) m sich derart codiert ist, daß er mehrere kleine Magnetteilchen mit unterschiedlicher Polarität besitzt, die jeweils auf Magnetteilchen entgegengesetzter Polarität der anderen Einrichtung im geschalteten Zustand treffen .

6. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktelemente (2) in der wenigstens teilweise elastischen Wand (8) eingegossen oder flüssigkeitsdicht eingesetzt sind.

7. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die wenigstens teilweise elastische Wand (8) aus einer Kunststoffmembrane besteht.

8. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktelemente (2), die in der wenigstens teilweise elastischen Wand (8) angeordnet sind, mit einer Wegbegrenzung (11,12) versehen sind.

9. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktelemente (2 bzw. 4) mit ein oder mehreren Aussparungen (11) am Umfang versehen sind, die mit wenigstens einem Anschlag (12) an dem Gehäuse (1) oder einem mit dem Gehäuse (la bzw. 3a) verbundenen Teil zusammenwirken .

10. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die wenigstens teilweise elastische Wand (8) an ihrem Außenumfang zur Bildung eines Dichtringes (15) nach außen vorgewölbt ist.

11. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da du r c h g e k e nn z e i chn e t , daß die Strom- oder Datenzufuhreinrichtung (1) und/ oder die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) mit einem Verstarkungsmagnet (16) versehen ist, der sich jeweils hinter den Schaltmagneten bzw. magnetischen Schaltteilen (2) oder den Auslosemagneten bzw. den magnetischen Ausloseteilen (4) - bezogen auf die jeweils andere Einrichtung - befindet, wobei der Verstarkungsmagnet (16) in seiner Große bzw. seinem Durchmesser einem Mehrfachen der Schaltmagnete bzw. magnetischen Schalt- teile (2) oder den Auslosemagneten bzw. magnetischen Ausloseteilen (4) entspricht.

12. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit jeweils einem Schaltmagnet bzw. einem magnetischen Schaltteil (2) und/oder jeweils einem Auslosemagnet bzw. einem magnetischen Ausloseteil (4) bis zu drei Kontaktelemente (20) mechanisch fest verbunden sind.

13. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strom- oder Datenzufuhreinrichtung (1) mit einem Anschlußkontakt (27, 28) für die Weiterleitung von HF- Signalen versehen ist, der mit einem HF-Kontakt verbind- bar ist, der an der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) angeordnet ist.

14. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strom- oder Datenzufuhreinrichtung (1) mit einem in Richtung auf die Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) verschiebbaren Arbeitsschlitten (21) versehen ist, wobei die Verbindung zwischen den Kontaktelementen (2) und den Leitungsverbindungen (5) über den Arbeitsschlitten (21) derart erfolgt, daß ein Stromoder Datentransfer nur bei aufgesetzter Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) erfolgt.

15. Elektromechanische Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 14, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der von der Verbraucherzuschalt- oder Datenabnahmeeinrichtung (3) abgewandten Seite des Arbeitsschlittens (21) ein Ruckhaltemagnet oder ein Teil aus ferromagneti- schem Material (22) angeordnet ist.