WO2004027937A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen verbindung von baugruppen und modulen - Google Patents

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WO2004027937A1
WO2004027937A1 PCT/EP2003/009964 EP0309964W WO2004027937A1 WO 2004027937 A1 WO2004027937 A1 WO 2004027937A1 EP 0309964 W EP0309964 W EP 0309964W WO 2004027937 A1 WO2004027937 A1 WO 2004027937A1
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WO
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current
unit
connecting device
magnetic
transmitter unit
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PCT/EP2003/009964
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Hermann Neidlein
Siegfried Schmidt
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Magcode Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/6205—Two-part coupling devices held in engagement by a magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only
    • H01R13/6315—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only allowing relative movement between coupling parts, e.g. floating connection

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrical connection of assemblies and modules with a current transmitter unit, which is provided with electrical contact elements and with magnetic bodies, and with a current receiver unit, which is provided with electrical mating contact elements and with magnetic bodies, which has the opposite polarity to the magnetic bodies in the current transmitter unit be arranged opposite each other.
  • the invention also relates to an apparatus for performing the method.
  • PCT / EP 01/14503 describes an electromechanical connection device, an electrical connection being established between a current transmitter unit and a current receiver unit using magnetic forces.
  • the power connection is created by a movable magnetic carriage with contact points that are connected to power supply connections.
  • the magnetic carriage In the idle state, ie when no current collector unit with magnetic bodies is placed on the current transmitter unit, the magnetic carriage is held at a distance from contact elements which are located on the top or on the side of the current transmitter unit facing the current receiver unit via a retaining device in the form of a permanent magnet.
  • the magnetic circuit between the magnetic bodies of the current transmitter unit and the current receiver unit, a contact connection.
  • magnetic bodies are generally referred to below. These can be magnets, magnetisable parts or magnetic parts that react magnetically under the influence of a magnet. It is essential that the magnetic bodies of the current transmitter unit and the current receiver unit work together in such a way that a magnetic holding force on both parts results from a magnetic field.
  • WO 01/03249 AI an electromechanical connection device is also described, wherein a plurality of magnetic elements and contact elements are arranged in one unit.
  • a preferred application for the multiple contacts is the small or. Low voltage range up to 24 volts for control voltage, switching impulses or data transfers.
  • at least one elastic wall is provided, in which the contact elements are arranged.
  • the electrical contact between a current transmitter unit and a current receiver unit for the separately arranged contact elements takes place via the magnetic elements.
  • EP 1 194 983 describes a mechanical connection device, an electrical connection being established between a current transmitter unit and a current receiver unit using coded magnetic elements.
  • the electrical connection devices described so far serve for the quick and frequent connection of consumers to a power source.
  • connectors For making electrical connections of modules that are intended for a long time, e.g. In automotive engineering, connectors have been used so far. Contact is made via sockets and pins.
  • the sockets are provided with one or more springs per contact for better connection to the pins, which are mostly turned or stamped parts. The contact force and thus the electrical connection is generated via the spring force. The higher the spring force, the better the transmission quality and the higher the currents to be transmitted.
  • Another disadvantage is that fatigue can occur during operation, which reduces the spring force.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a method and a device for producing an electrical connection of assemblies and modules by means of which the disadvantages described above are avoided, in particular by means of which a secure connection is created, and specifically without relies on the reliability of a mechanic.
  • a connecting device for producing an electrical connection ⁇ rule is set out in claim. 3
  • an electrical contact is then produced automatically, which can no longer be influenced by a fitter, with precise orientation of the contacts to one another and with high contact forces.
  • the magnetic bodies can also be coded, e.g. is described in EP 1 194 983. In this way, incorrect assignments of contact elements and counter-contact elements are avoided. The same applies to faulty tripping in the presence of a magnetic switch. In addition, the contacts are positioned even better.
  • a wide variety of mechanical connection devices are possible for establishing a mechanical connection in a first step.
  • the current collector unit can be pushed onto the current transmitter unit from the side by a corresponding guide. Vertical placement is also possible.
  • a bayonet-type connection can also be provided. Locking in the end position, which can optionally also be indicated acoustically, is also possible.
  • FIG. 1 shows a current transmitter unit in section, on which a current receiver unit is placed, with a rough guide for this
  • FIG. 2 Schematic in a perspective view of a current transmitter unit to which a current collector unit is connected via a side guide as a rough guide.
  • a current transmitter unit 1 shown in FIG. 1 with contact elements 2 designed as surface contacts and a current receiver unit 3 with contact elements 4 likewise designed as flat contacts are described in detail in their structure and mode of operation in WO 01/03249 AI, which is why they are not discussed in more detail below - will.
  • WO 01/03249 AI therefore also forms the disclosure content of the present application.
  • the contact elements 2 of the current transmitter unit 1 are simultaneously designed as switching magnets or magnetic switching parts, and the contact elements 4 of the current receiver unit 2 simultaneously form release magnets or magnetic release parts.
  • the contact elements 2 of the current transmitter unit 1 are each individually connected via line connections 5 to a current, voltage or pulse source, not shown.
  • the contact elements 2 and 4 are flat on their mutually facing end faces 7 and at least approximately flush with the respective surface of the associated unit 1 or 3.
  • the contact elements 2 and 4 are each cast in an elastic wall 8.
  • At least two truncated cone-shaped extensions 9 protrude from the housing of the current transmitter unit 1 on the side facing the current receiver unit 3 to be fitted.
  • the current collector unit 3 to be fitted is provided with frustoconical depressions 10 in the housing of the current collector unit 3.
  • the cone angles of the extension 9 and the depression 10 are adapted to one another for guidance.
  • there is an excessive amount of play between the two guide parts because the frustoconical gene extensions 9 and the recesses 10 only a rough guide is provided.
  • lead-in chamfers as shown in dashed lines in the head region of the truncated cone-like extensions 9, can also be provided in order to achieve an easy and safe insertion and to take into account the inevitable manufacturing and assembly tolerances, which are 1 to 2 mm and more in the automotive sector can.
  • the play on the current collector unit 3 is indicated by "X" in the cone angle. There must also be a clearance between the top of the extension 9 and the bottom of the recess 10 so that after the current collector unit 3 has been placed on the current transmitter unit 1 and the extensions 9 have been introduced into the recesses 10, the contact elements 2 and 4 due to their magnetic action in the last insertion step can make the last exact positioning and centering.
  • FIG. 2 schematically shows a connection of the current collector unit 3 to the current generator unit 1 by sliding it on to the side.
  • dovetail guides 11a and 11b are provided in the current transmitter unit 1 and the current receiver unit 3 for the lateral guide and thus for a lateral pushing on in the direction of the arrow.
  • an oversized play between the two guides is also provided here in order to be able to compensate for manufacturing and assembly tolerances.
  • the play should be at least 1 mm, preferably 2 mm or even more.
  • magnets can also be provided independently of the contact elements 2 and 4 in the current receiver unit 3 and the current transmitter unit 1.
  • an exemplary embodiment is additionally indicated in dashed lines, a magnetic carriage 12 being provided, which is provided with current supply contacts 16.
  • a magnetic carriage 12 being provided, which is provided with current supply contacts 16.
  • separate magnets 13 and contact members 13a are arranged on the magnetic carriage 12, the contacts 13a being attracted together with the magnetic carriage 12 by magnets 14 in the current receiver unit 3 when the current receiver unit 3 is placed on the current transmitter unit 1, and contact elements 2 from the rear contact her.
  • a power connection is created.
  • the detailed structure and mode of operation of this facility is e.g. in EP 0 573 471, which also forms the disclosure content for the present application.
  • the magnetic carriage 12 In the idle state, that is to say when the current receiver unit 3 is not attached, the magnetic carriage 12 is attracted to a magnet 15 or a material made of a magnetic material which is located in the current transmitter unit 1 on the side facing away from the current receiver unit 3. In this state, there is therefore no current at the contact elements 2, since the contact members 13a are at a distance from them.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von Baugruppen und Modulen mit einer Stromgebereinheit, die mit elektrischen Kontaktelementen und mit Magnetkörpern versehen ist, werden Magnetkörper einer Stromnehmereinheit, die mit elektrischen Gegenkontaktelementen versehen ist, gegenpolig zu den Magnetkörpern der Stromgebereinheit gegenüberliegend angeordnet. Zur Verbindung erfolgt in einem ersten Schritt über eine Grobführung eine mechanische Verbindung und in einem zweiten Schritt in einer Feinführung ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen und den Gegenkontaktelementen automatisch über die Magnetkörper der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von
Baugruppen und Modulen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von Baugruppen und Modulen mit einer Stromgebereinheit, die mit elektrischen Kontaktelementen und mit Magnetkorpern versehen ist, und mit einer Stromnehmereinheit, die mit elektrischen Gegenkontaktelementen und mit Magnetkorpern versehen ist, welche gegenpolig den Magnetkorpern in der Stromgebereinheit gegenüberliegend angeordnet werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der PCT/EP 01/14503 ist eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung beschrieben, wobei durch Magnetkräfte eine elektrische Verbindung zwischen einer Stromgebereinheit und einer Stromnehmereinheit hergestellt wird. Die Stromverbindung wird dabei durch einen beweglichen Magnetschlitten mit Kontaktstellen, die mit Stromzuführanschlüssen verbunden sind, geschaffen. Über eine Rückhalteeinrichtung in Form eines Dauermagneten wird der Magnetschlitten im Ruhezustand, d.h. wenn keine Stromnehmereinheit mit Magnetkorpern auf die Stromgebereinheit aufgesetzt ist, in einem Abstand zu Kon- taktelemeten gehalten, die sich auf der Oberseite bzw. der der Stromnehmereinheit zugewandten Seite der Stromgebereinheit befinden. Bei Annäherung der Stromnehmereinheit an die Stromgebereinheit erfolgt durch die Schließung des Magnet- kreises zwischen den Magnetkorpern der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit eine Kontaktverbindung .
Zur Vereinfachung wird nachfolgend allgemein von Magnetkorpern gesprochen . Dabei kann es sich um Magnete, magnetisier- bare Teile oder magnetische Teile handeln, welche unter dem Einfluss eines Magneten magnetisch reagieren . Wesentlich ist, dass die Magnetkorper der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit derart zusammenwirken, dass sich eine Magnethaftkraft auf beide Teile durch eine magnetisches Feld ergibt .
In der WO 01/03249 AI ist ebenfalls eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung beschrieben, wobei mehrere Magnetelemente und Kontaktelemente in einer Einheit angeordnet sind. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für die Mehrfachkontakte ist der Klein- oder . Niederspannungsbereich bis 24 Volt, um Steuerspannung, Schaltimpulse oder Datenübertragungen vorzunehmen . Dabei ist zur Verstärkung der Kontaktverbindung, welche in Form von Flachkontakten erfolgt, wenigstens eine elastische Wand vorgesehen, in der die Kontaktelemente angeordnet sind . Auch hier erfolgt der elektrische Kontakt zwischen einer Stromgebereinheit und einer Stromnehmereinheit für die gesondert angeordneten Kontaktelemente über die Magnetelemente .
In der EP 1 194 983 ist eine mechanische Verbindungsvorrichtung beschrieben, wobei über codierte Magnetelemente eine elektrische Verbindung zwischen einer Stromgebereinheit und einer Stromnehmereinheit hergestellt wird. Die bisher beschriebenen elektrischen Verbindungsvorrichtungen dienen zur schnellen und häufigen Verbindung von Verbrauchern mit einer Stromquelle.
Zur Herstellung von elektrischen Verbindungen von Modulen, die für längere Zeit vorgesehen sind, z.B. im Kraftfahrzeugbau, werden bisher Steckverbinder verwendet. Eine Kontaktie- rung erfolgt dabei über Buchsen und Stifte. Dabei sind die Buchsen zur besseren Verbindung mit den Stiften, die zumeist Dreh- oder Stanzteile sind, mit einer oder mehreren Federn pro Kontakt versehen. Die Kontaktkraft und damit die elektrische Verbindung wird über die Federkraft erzeugt. Je höher die Federkraft ist, desto besser ist die Übertragungsqualität und desto höher können die zu übertragenden Ströme sein.
Nachteilig ist auch, dass es im Laufe des Betriebes zu Ermüdungserscheinungen kommen kann, wodurch die Federkraft geringer wird.
Im Kraftfahrzeugbau, aber auch auf anderen Gebieten, werden häufig Ströme von 30 Ampere und mehr über vielpolige Steckverbindungen übertragen.
Aufgrund der erforderlichen hohen Kontaktkraft bei Übertragung von derart hohen Strömen sind zur Minimierung des Kontaktwiderstandes aufgrund der Summe der Kontaktkräfte der Einzelkontakte bei Vielfachsteckern hohe Kräfte beim Zusammenfügen der Steckverbindung während der Montage erforderlich. Diese können bis zu 100 N oder mehr betragen. Technische Hilfsmittel sind bei einer Baugruppenmontage häufig nicht anwendbar, da der Einbauraum zu klein und dadurch schlecht zugänglich ist. Dies bedeutet, die Kontaktverbin- dung muss von einem Monteur von Hand vorgenommen werden, womit eine einwandfreie Steckverbindung von der Arbeitsweise des Monteurs abhängig ist. Aufgrund von Zeitdruck, Arbeitsdauer mit Ermüdungserscheinungen und dergleichen können deshalb Fehlverbindungen aufgrund eines unvollständigen Steckvorganges nicht ausgeschlossen werden. Ungenügende Verbindungen führen dazu, dass sich später während des Betriebes die Steckverbindung löst und damit die Übertragung unterbrochen wird. Eine weitere Gefahr besteht darin, dass sich der Monteur zur Erleichterung seiner Arbeit in unzulässiger Weise Hilfsmittel, wie Hämmer und dergleichen, zur Herstellung der Verbindung bedient, womit Beschädigungen der Steckverbindung auftreten können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer e- lektrischen Verbindung von Baugruppen und Modulen zu schaffen, durch die die vorstehend beschriebenen Nachteile vermieden werden, insbesondere durch die eine sichere Verbindung geschaffen wird und zwar ohne dass man auf die Zuverlässigkeit eines Monteurs angewiesen ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem elektrischen Verbindungsverfahren für Baugruppen und Module mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Eine Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer elektri¬ schen Verbindung ist in Anspruch 3 aufgezeigt.
Erfindungsgemäß wird nunmehr die Herstellung einer elektri¬ schen Verbindung von Baugruppen und Modulen in zwei Phasen aufgeteilt, nämlich: In einem ersten Schritt wird eine mechanische Verbindung zwischen der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit geschaffen, welche man ohne großen Kraftaufwand durchführen kann und welche durch eine entsprechende Ausgestaltung der Verbindungsglieder eindeutig und sicher hergestellt werden kann.
Nach Herstellung der mechanischen Verbindung erfolgt dann eine automatische, von einem Monteur nicht mehr beeinflussbaren Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit genauer Orientierung der Kontakte zueinander und mit hohen Kontaktkräften.
Dies wird dabei dadurch ermöglicht, dass die mechanische Verbindung so geschaffen wird, dass in deren Endstellung die Magnetkorper der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit einander soweit angenähert sind, dass die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den einzelnen Magnetkorpern wirken. Auf diese Weise kommt es dann zum Schaltvorgang und damit zu einer elektrischen Verbindung der Kontaktelemente der Stromgebereinheit mit den Gegenkontaktelemente der Stromnehmereinheit. Dies bedeutet, dass auf jeden Fall sichergestellt ist, dass es zu einer vollständigen elektrischen Verbindung kommt. Aufgrund der Magnetkräfte ist eine hohe Haftung zwischen den elektrischen Kontaktelementen und den Gegenkontaktelementen gewährleistet, insbesondere wenn die Magnetkorper gleichzeitig die Kontaktelemente darstellen. Wenn für die Kontaktelemente Flachkontakte verwendet werden, lassen sich sehr hohe Ströme übertragen. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn - wie vorgesehen - die Bordspannung in Kraftfahrzeugen auf 42 Volt erhöht wird. Wenn man vermeiden möchte, dass an den Kontaktelementen der Stromgebereinheit, die ja an der Oberseite der Gebereinheit frei liegen, Strom anliegt, wenn keine Stromnehmereinheit aufgesetzt ist, kann man einen Magnetschlitten verwenden, wie er z.B. in der EP 0 573 471 beschrieben worden ist. Gleichzeitig wird auf diese Weise ein Schalten unter Last, insbesondere auch bei hohen Kontaktkräften und wenigen Kontakten möglich.
Die Magnetkorper können im Bedarfsfalle auch noch codiert sein, wie dies z.B. in der EP 1 194 983 beschrieben ist. Auf diese Weise werden fehlerhafte Zuordnungen von Kontaktelementen und Gegenkontaktelementen vermieden. Gleiches gilt für eine fehlerhafte Auslösung bei Vorhandensein eines Magnetschalters. Darüber hinaus ergibt sich eine noch bessere Positionierung der Kontakte zueinander.
Für die Herstellung einer mechanischen Verbindung in einem ersten Schritt sind die verschiedensten mechanischen Verbindungseinrichtungen möglich. So kann z.B. die Stromnehmereinheit durch eine entsprechende Führung von der Seite her auf die Stromgebereinheit aufgeschoben werden. Ein vertikales Aufsetzen ist ebenfalls möglich.
Zusätzlich zu einem seitlichen oder vertikalen Aufschieben bzw. Aufsetzen kann noch eine bajonettartige Verbindung vorgesehen sein. Auch eine Verrastung in der Endposition, welche gegebenenfalls auch akustisch angezeigt werden kann, ist möglich. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispie— len.
Es zeigt:
Fig. 1 Eine Stromgebereinheit im Schnitt, auf die eine Stromnehmereinheit aufgesetzt wird, mit einer Grobführung hierfür; und
Fig. 2 Schematisch in einer perspektivischen Darstellung eine Stromgebereinheit, mit der über eine Seitenführung als Grobführung eine Stromnehmereinheit verbunden wird.
Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipmäßig beschrieben. Da die elektrische Verbindungsvorrichtung über die Magnetkorper der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit grundsätzlich bereits bekannt ist, wozu z.B. auf die PCT/EP 01/14508, die WO 98/09346, die WO 97/50152 und die WO 01/03249 AI verwiesen wird, wird nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher eingegangen.
Eine in der Fig. 1 dargestellte Stromgebereinheit 1 mit als Flächenkontakte ausgebildeten Kontaktelementen 2 und eine Stromnehmereinheit 3 mit ebenfalls als Flachkontakte ausgebildeten Kontaktelementen 4 sind in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise in der WO 01/03249 AI detailliert beschrieben, weshalb nachfolgend hierauf nicht näher eingegan- gen wird. Die WO 01/03249 AI bildet deshalb auch den Offenbarungsgehalt zu der vorliegenden Anmeldung.
Die Kontaktelemente 2 der Stromgebereinheit 1 sind gleichzeitig als Schaltmagnete oder magnetische Schaltteile ausgebildet und die Kontaktelemente 4 der Stromnehmereinheit 2 bilden gleichzeitig Auslösemagnete bzw. magnetische Auslöseteile. Die Kontaktelemente 2 der Stromgebereinheit 1 sind jeweils einzeln über Leitungsverbindungen 5 mit einer nicht dargestellten Strom-, Spannungs- oder Impulsquelle verbunden. Ähnliches gilt für die Kontaktelemente 4 der Stromnehmereinheit 3, von denen aus jeweils Verbindungsleitungen 6 zu einem ebenfalls nicht dargestellten Verbraucher führen. Die Kontaktelemente 2 und 4 sind auf ihren einander zugewandten Stirnseiten 7 flach und wenigstens annähernd bündig mit der jeweiligen Oberfläche der dazugehörigen Einheit 1 bzw. 3. Die Kontaktelemente 2 und 4 sind jeweils in einer elastischen Wand 8 eingegossen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ragen aus dem Gehäuse der Stromgebereinheit 1 wenigstens zwei auf Abstand voneinander angeordnete stumpfkegelförmige Erweiterungen 9 auf der zu der aufzusetzenden Stromnehmereinheit 3 zugewandten Seite heraus .
Komplementär dazu ist die aufzusetzende Stromnehmereinheit 3 mit stumpfkegelförmigen Vertiefungen 10 in dem Gehäuse der Stromnehmereinheit 3 versehen. Zur Führung sind die Kegelwinkel der Erweiterung 9 und der Vertiefung 10 einander an- gepasst. Im Unterschied zu "normalen" derartigen Kegelführungen ist jedoch ein übergroßes Spiel zwischen den beiden Führungsteilen vorgesehen, weil durch die stumpfkegelförmi- gen Erweiterungen 9 und die Vertiefungen 10 nur eine Grobführung vorgesehen ist. Zusätzlich können hierfür auch noch Einführungsschrägen, wie im Kopfbereich der stumpfkegelartigen Erweiterungen 9 gestrichelt dargestellt, vorgesehen sein, um eine leichte und sichere Einführung zu erreichen und um die unvermeidlich auftretenden Herstellungs- und Montagetoleranzen zu berücksichtigen, welche im Automobilbereich 1 bis 2 mm und mehr betragen können. An der Stromneh- mereinheit 3 ist das Spiel mit "X" in dem Kegelwinkel angedeutet. Ebenso ist ein Abstandspiel zwischen der Kopfseite der Erweiterung 9 und dem Boden der Vertiefung 10 vorzusehen, damit nach Aufsetzen der Stromnehmereinheit 3 auf die Stromgebereinheit 1 und einer Einführung der Erweiterungen 9 in die Vertiefungen 10 im letzten Einführungsschritt die Kontaktelemente 2 und 4 aufgrund ihrer magnetischen Wirkung die letzte exakte Positionierung und Zentrierung vornehmen können.
Um Verklemmungen zu vermeiden und für den Monteur die Handhabung zu erleichtern, ist auf jeden Fall ein derartiges Spiel vorzusehen, dass es auch bei der größtmöglichen auftretenden Toleranz bzw. Herstellungsoder Montageungenauigkeit bei der Verbindung der Stromnehmereinheit 3 mit der Stromgebereinheit 1 zu keinen Verklemmungen kommt .
Anstelle einer kegelstumpfartigen Erweiterung nebst Vertiefung können auch andere eine vertikale Grobzuführung ermöglichende Führungsglieder im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, wie z.B. Stifte und Bohrungen, welche auch konusartig verlaufen können, oder pyramidenförmige Verbindungsglieder und dergleichen. In der Fig. 2 ist schematisch eine Verbindung der Stromnehmereinheit 3 mit der Stromgebereinheit 1 durch ein seitliches Aufschieben dargestellt. Wie ersichtlich, werden für die Seitenführung und damit für ein seitliches Aufschieben in Pfeilrichtung Schwalbenschwanzführungen 11a und 11b in der Stromgebereinheit 1 und der Stromnehmereinheit 3 vorgesehen.
Im Unterschied zu Schwalbenschwanzführungen 11a und 11b herkömmlicher Bauart ist auch hier ein übergroßes Spiel zwischen den beiden Führungen vorgesehen, um Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgleichen zu können. Auch hier sollte das Spiel wenigstens 1 mm, vorzugsweise 2 mm oder noch mehr, betragen.
Selbstverständlich sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung anstelle der beiden Grobführungen mit den stumpfkegelartigen Erweiterungen 9 und den daran angepassten Vertiefungen 10 oder den Schwalbenschwanzführungen 11a und 11b auch noch andere konstruktive Ausgestaltungen von Grobführungen möglich. Wesentlich ist lediglich, dass auf diese Weise eine nahezu kräftefreie Annäherung und Verbindung in einem ersten Schritt zwischen der Stromgebereinheit 1 und der Stromnehmereinheit 3 geschaffen wird, wonach automatisch und ohne Beeinflussung durch den Monteur eine exakte Positionierung und Zentrierung durch die Magnetwirkungen der Kontaktelemente 2 und 4 erfolgt.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch nicht erforderlich, dass die Kontaktelemente 2 und 4 mit den Magneten identisch sind. Falls es die Platzverhältnisse zulas- -Il¬
sen, können Magnete auch unabhängig von den Kontaktelementen 2 und 4 in der Stromnehmereinheit 3 und der Stromgebereinheit 1 vorgesehen werden.
In der Figur 2 ist zusätzlich noch in gestrichelter Darstellung ein Ausführungsbeispiel angedeutet, wobei ein Magnetschlitten 12 vorgesehen ist, der mit Stromzuführungskontakten 16 versehen ist. Auf dem Magnetschlitten 12 sind in diesem Falle separate Magnete 13 und Kontaktglieder 13a angeordnet, wobei die Kontakte 13a beim Aufsetzen der Stromnehmereinheit 3 auf die Stromgebereinheit 1 zusammen mit dem Magnetschlitten 12 durch Magnete 14 in der Stromnehmereinheit 3 angezogen werden und dabei Kontaktelemente 2 von der Rückseite her kontaktieren. Auf diese Weise wird eine Stromverbindung geschaffen. Der nähere Aufbau und die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist z.B. in der EP 0 573 471 beschrieben, welche ebenfalls den Offenbarungsgehalt für die vorliegende Anmeldung bildet.
Im Ruhezustand, das heißt bei nicht aufgesetzter Stromnehmereinheit 3 wird der Magnetschlitten 12 von einem Magneten 15 oder einem Material aus einem magnetischen Werkstoff, welcher sich auf der von der Stromnehmereinheit 3 abgewandten Seite in der Stromgebereinheit 1 befindet, angezogen. In diesem Zustand liegt somit kein Strom an den Kontaktelementen 2 an, da die Kontaktglieder 13a auf Abstand dazu liegen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von Baugruppen und Modulen mit einer Stromgebereinheit
(1) , die mit elektrischen Kontaktelementen (2) und mit Magnetkorpern versehen ist, und mit einer Stromnehmereinheit (3), die mit elektrischen Gegenkontaktelementen
(4) und mit Magnetkorpern versehen ist, welche gegenpolig den Magnetkorpern in der Stromgebereinheit (1) gegenüberliegend angeordnet werden, wobei zur Verbindung in einem ersten Schritt über eine Grobführung (9,10 bzw. 11a, 11b) eine mechanische Verbindung und in einem zwei¬ ten Schritt in einer Feinführung ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktelementen (2) und den Gegenkontaktelementen (4) automatisch über die Magnetkorper der Stromgebereinheit (1) und der Stromnehmereinheit (3) erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, da dur ch g e k enn z e i chn e t , dass die Stromzuführung zu der Stromgebereinheit (1) über einen mit elektrischen Stromzuführungskontakten (13) versehenen Magnetschlitten (12) erfolgt, der nach dem ersten Schritt mit der mechanischen Verbindung durch die Magnetkorper (14) der Stromnehmereinheit (3) in Richtung auf die Stromnehmereinheit (3) bewegt wird und damit den elektrischen Kontakt herstellt.
3. Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung von Modulen oder Baugruppen mit einer Stromgebereinheit (1) , die mit elektrischen Kontaktelementen (2) und mit Magnetkorpern versehen ist, und mit einer Stromnehmereinheit (3) , die mit elektrischen Gegenkontaktelementen (4) und mit Magnetkorpern versehen ist, welche bei Verbindung der Stromgebereinheit (1) mit der Stromnehmereinheit (3) gegenpolig den Magnetkorpern gegenüberliegend angeordnet sind, wobei zur Herstellung der Verbindung eine Grobführung (9,10 bzw. 11a, 11b) als mechanische Verbindung und eine Feinführung für einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen (2) und den Gegenkontaktelementen (4) über die Magnetkorper der Stromgebereinheit (1) und der Stromnehmereinheit (3) vorgesehen ist.
4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kontakte als Flachkontakte (2,4) mit flächigen Kontaktstellen ausgebildet sind.
5. 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 die Flachkontakte (2,4) in einer elastischen Wand (8) der Stromgebereinheit (1) oder der Stromnehmereinheit
(3) angeordnet sind.
6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da dur ch g e k e nn z e i chn e t , dass die mechanische Führung (9,10 bzw. 11a, 11b) so ausgebildet ist, dass sich am Ende der mechanischen Einführung die Magnetkorper der Stromgebereinheit (1) und die Magnetkorper der Stromnehmereinheit (3) wenigstens teilweise gegenüberliegend angeordnet sind.
7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadu r ch g e k e nn z e i chn e t , dass die mechanische Grobführung eine Seitenführung (11a, 11b) aufweist, durch die die Stromgebereinheit (1) über der Stromnehmereinheit (3) platzierbar ist.
8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadur ch g e k e nn z e i chn e t , dass die Seitenführung durch Schwalbenschwanzführungen (11a, 11b) in der Stromgebereinheit (1) und der Stromnehmereinheit (3) gebildet ist, wobei die Schwalbenschwanzführungen (11a, 11b) mit übergroßem Spiel ausgeführt sind.
9. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadur ch g e k e nn z e i chn e t , dass das Spiel wenigstens in Richtung auf die aufzusetzende Stromnehmereinheit (3) wenigstens 1 mm, vorzugsweise 2 mm, beträgt.
10. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Grobführung eine Vertikalführung (9,10) aufweist, durch die die Stromnehmereinheit (3) auf die Stromgebereinheit (1) aufsetzbar ist.
11. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 10, da dur ch g e k e nn z e i chn e t , dass die Vertikalführung mit Schrägführungen in Form von ke- gel- oder konusartigen Vertiefungen (10) und Erhöhungen (9) versehen ist.
12. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 11, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schrägführungen (9,10) mit übergroßem Spiel versehen sind.
13. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 12, d a du r c h g e k e n n z e i chn e t , dass das mögliche Spiel der Schrägführungen (9,10) wenigstens 1 mm, vorzugsweise 2 mm, beträgt.
14. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 10, d a du r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass die Grobführung (9,10) mit einem Bajonettverschluss versehen ist.
15. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, d a du r ch g e k e n n z e i chne t , dass die Grobführung (9,10 bzw. 11a, 11b) derart ausgebildet ist, dass am Ende der mechanischen Einführung eine Ver- rastung erfolgt.
16. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stromgebereinheit (1) mit einem Magnetschlitten (12) versehen ist, der mit Stromzuführungskontakten (16) versehen ist, wobei der Magnetschlitten (12) in Richtung auf die aufzusetzende Stromnehmereinheit (3) verschiebbar ist, und wobei in der verschobenen Position eine e- lektrische Verbindung zu den Kontaktelementen (2) erfolgt.
17. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i chn e t , dass der Magnetschlitten (12) mit einer Rückhalteeinrichtung
(15) versehen ist.
18. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 17, da dur ch g e ke nn z e i chn e t , dass die Rückhalteeinrichtung mit einem Magneten (15) oder einem Material aus einem magnetischen Werkstoff versehen ist, der auf der von der aufzusetzenden Stromnehmereinheit (3) abgewandten Seite in der Stromgebereinheit (1) angeordnet ist.
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