[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koppelelement, mit dem sich eine mechanische
und elektrische Verbindung mit einem weiteren Koppelelement herstellen lässt.
[0002] Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei elektrisch miteinander
zu verbindenden Elementen wie beispielsweise zwei Leiterstücken oder zwei elektrischen
Modulen kommen üblicherweise SteckerBuchsen-Systeme zum Einsatz, bei denen der Stecker
als ein komplementär zu der Buchse ausgebildetes Bauteil ausgeführt ist. Der Stecker
weist dabei eine grundsätzlich von der Buchse abweichende Gestalt auf, so dass sich
eine elektrische Verbindung nur dann zwischen zwei miteinander zu verbindenden elektrischen
Elementen herstellen lässt, wenn eines eine Buchse und das andere einen dazu passenden
Stecker besitzt.
[0003] Gerade wenn jedoch mehrere elektrische Module miteinander gekoppelt werden sollen,
ist es daher erforderlich, die einzelnen Module in unterschiedlichen Varianten vorzuhalten,
um sie beliebig miteinander kombinieren und koppeln zu können. Um beispielsweise ein
erstes elektrisches Modul mit einem Stecker mit einem zweiten und/oder einem dritten
elektrischen Modul koppeln zu können, muss das zweite bzw. das dritte Modul gemäß
einer ersten Variante mit jeweils einer entsprechenden Buchse vorgehalten zu werden.
Um jedoch auch das zweite und das dritte Modul miteinander koppeln zu können, ist
es zusätzlich erforderlich, zumindest das zweite und/oder das dritte Modul gemäß einer
weiteren Variante mit einem entsprechenden Stecker vorzuhalten. Herkömmliche SteckerBuchsen-Systeme
sind somit verhältnismäßig unflexibel.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Koppelelement zum Herstellen
einer elektrischen und mechanischen Verbindung anzugeben, welches sich mit einem identischen
Koppelelement koppeln lässt.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Koppelelement mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass das Koppelelement zwei vorzugsweise
von einander wegweisende, senkrecht zu einer Drehverschlussachse des Koppelelements
sich erstreckende Stirnseiten aufweist, die um drei senkrecht zueinander verlaufende
Achsen symmetrisch, vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet sind, wobei an jeder
Stirnseite zumindest zwei Positivabschnitte und zumindest zwei komplementär zu den
Positivabschnitten geformte Negativabschnitte ausgebildet sind, wobei ein jeder Positivabschnitt
unmittelbar in einen Negativabschnitt übergeht und in Drehrichtung benachbart zu dem
zugeordneten Negativabschnitt angeordnet ist.
[0006] Bei der Drehverschlussachse des Koppelelements, welche senkrecht zu den Stirnseiten
steht, an denen die Positiv- und Negativabschnitte ausgebildet sind, handelt es sich
um eine Achse, um die das Koppelelement gedreht werden muss, um es mit einem identischen
Koppelelement zu koppeln und dadurch zugfest zu verbinden. Sofern hier davon die Rede
ist, dass die beiden Stirnseiten um drei senkrecht zueinander verlaufende Achsen rotationssymmetrisch
ausgebildet sind, so ist dies nicht streng im mathematischen Sinne zu verstehen. Mit
anderen Worten bezieht sich die Rotationssymmetrie der Stirnseiten also nur auf deren
geometrisch-mechanische Ausgestaltung, welche erforderlich ist, um zwei identische
Koppelelemente formschlüssig miteinander verbinden zu können. Sofern die geometrisch-mechanische
Ausgestaltung der Stirnseiten eine formschlüssige Kopplung zweier Koppelelemente ermöglicht,
können somit die Stirnseiten also kleinere geometrische Abweichungen aufweisen, welche
nicht rotationssymmetrisch zueinander sind.
[0007] Da die Negativabschnitte komplementär zu den Positivabschnitten ausgebildet und in
Drehrichtung benachbart zu den Positivabschnitten angeordnet sind, ist es möglich,
zwei identische Koppelelemente Stirnseite an Stirnseite miteinander zu koppeln, da
sich aufgrund der dreifachen Rotationssymmetrie der Stirnseiten zwei Koppelelemente
derart relativ mit ihren jeweiligen Stirnseiten zueinander ausrichten lassen, dass
die jeweiligen Positivabschnitte des einen Koppelelements den Negativabschnitten des
jeweils anderen Koppelelements gegenüberliegen und sich mit diesen in Eingriff bringen
lassen. Mit anderen Worten befinden sich bei zwei Stirnseite an Stirnseite miteinander
ausgerichteten Koppelelementen jeweils dort, wo das eine Koppelelement seine Negativabschnitte
aufweist die Positivabschnitte des jeweils anderen Koppelelements und umgekehrt, so
dass diese sich komplementär ergänzenden Abschnitte miteinander in Eingriff gebracht
werden können.
[0008] Das in Eingriff Bringen der Positivabschnitte mit den Negativabschnitten kann beispielsweise
dadurch erfolgen, dass die Positivabschnitte als stiftförmige Steckabschnitte und
die Negativabschnitte als dazu korrespondierend ausgebildete buchsenförmige Aufnahmeabschnitte
ausgebildet werden, so dass die stiftförmigen Steckabschnitte bei entsprechender Dimensionierung
derselben reibschlüssig von den buchsenförmigen Aufnahmeabschnitten durch ein Zusammenstecken
der beiden Koppelelemente aufgenommen werden können. Da jedoch eine derartige reibschlüssige
Verbindung nur zur Aufnahme geringer Zugkräfte in der Lage ist, ist es gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Positivabschnitte und die Negativabschnitte
derart ausgebildet sind, um formschlüssig miteinander in Eingriff zu gelangen. Hierauf
wird jedoch später noch im Detail eingegangen.
[0009] Aufgrund der dreifach rotationssymmetrischen bzw. punktsymmetrischen Ausbildung der
Stirnseiten ist es möglich, zwei Koppelelemente annähernd beliebig miteinander zu
verbinden, da es für jedes der Koppelelemente zumindest vier Stellungen gibt, in denen
es sich mit einem identischen Koppelelement verbinden lässt. Besonders vorteilhaft
erweist sich jedoch das erfindungsgemäße Koppelelement dadurch, dass die beiden einander
gegenüberliegenden Stirnseiten rotationssymmetrisch zueinander ausgebildet sind, da
hierdurch an jeder Stirnseite ein identisches Koppelelement angeschlossen werden kann.
Da auch diese Koppelelemente wiederum jeweils zwei rotationssymmetrisch ausgebildete
Stirnseiten aufweisen, lassen sich somit beliebig viele identische Koppelelemente
in Reihe hintereinander koppeln.
[0010] Zwar wäre es beispielsweise möglich, an jeder der Stirnseiten eine Vielzahl von Positiv-
und Negativabschnitten (beispielsweise drei, vier oder mehr) vorzusehen, welche rotationssymmetrisch
um die Drehverschlussachse herum angeordnet sind. Eine derartige Ausbildung des Koppelelements
kann sich beispielsweise dann als vorteilhaft erweisen, wenn die Stirnseiten eine
im Wesentlichen kreisförmige Gestalt oder die Gestalt eines gleichseitigen Vielecks
aufweist.
[0011] Im Falle, dass die Stirnseiten jedoch beispielsweise die Gestalt eines Rechtecks
aufweisen sollten, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
an jeder Stirnseite nur zwei Positivabschnitte und zwei Negativabschnitte ausgebildet
sind, welche bezüglich der Drehverschlussachse um 180° rotationssymmetrisch zueinander
angeordnet sind.
[0012] Um die Positivabschnitte eines Koppelelements mit den Negativabschnitten eines zweiten
Koppelelements in der voran beschriebenen Art und Weise formschlüssig in Eingriff
bringen zu können, können die Positivabschnitte und die jeweils zugeordneten Negativabschnitte
eines Koppelelements jeweils durch eine durchgehende, in Drehrichtung des Koppelelements
weisende Fläche begrenzt sein. Sofern hier davon die Rede ist, dass die in Rede stehende
Fläche in Drehrichtung weist, so bedeutet dies, dass zumindest eine Komponente der
Flächennormalen in Drehrichtung zeigt.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die die Positivabschnitte und die jeweils
zugeordneten Negativabschnitte in Drehrichtung begrenzende Fläche derart geneigt sein,
dass dadurch die Positivabschnitte einen Überhang bzw. eine Hinterschneidung bilden
bzw. aufweisen. Da die Negativabschnitte direkt benachbart in Drehrichtung zu den
Positivabschnitten angeordnet sind, bedeutet dies, dass die Negativabschnitte zumindest
teilweise den Hinterschneidungsbereich des zugehörigen Positivabschnitts bilden. Wenn
zwei miteinander zu verbindende Koppelelemente Stirnseite an Stirnseite fluchtend
zueinander ausgerichtet sind, kann somit infolge einer Verdrehung zumindest eines
der beiden Koppelelemente ein Abschnitt jedes Positivabschnitts in den so definierten
Hinterschneidungsbereich der Positivabschnitte des anderen Koppelelements eindringen,
wodurch die beiden Koppelelemente formschlüssig und zugfest miteinander verbunden
werden. Bei dieser Drehbewegung reiten außerdem die in Rede stehenden geneigten Flächen
aufeinander auf, so dass bei anhaltender Drehbewegung die beiden Koppelelemente aufeinander
zu bewegt und miteinander verspannt werden.
[0014] Um eine zusätzliche Sicherung zweier miteinander zu verbindender Koppelelemente zur
Verfügung zu stellen, kann jeder der Positivabschnitte eine radial nach innen weisende
Begrenzungsfläche aufweisen, welche derart geformt bzw. ausgerichtet ist, dass dadurch
die Positivabschnitte eine weitere Hinterschneidung besitzen; in entsprechender Weise
kann jeder der Negativabschnitte eine radial nach außen weisende Begrenzungsfläche
aufweisen, welche derart geformt bzw. ausgerichtet ist, dass dadurch auch die Negativabschnitte
eine Hinterschneidung besitzen. Da im verbundenen Zustand zweier Koppelelemente die
Positivabschnitte des einen Koppelelements im Bereich der Negativabschnitte des jeweils
anderen Koppelelements zu liegen kommt, ermöglicht diese Ausführungsform somit, dass
sich die radial nach innen weisenden Hinterschneidungen mit den radial nach außen
weisenden Hinterschneidungen verschachteln, wodurch eine zusätzliche form- und zugkraftschlüssige
Sicherung erzeugt wird.
[0015] Wenn die Stirnseiten des Koppelelements eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt
aufweisen, können sich sowohl die Positivabschnitte als auch die Negativabschnitte
in Bereichen von sich diagonal gegenüberliegenden Ecken der jeweiligen Stirnseite
befinden. Durch diese außen liegende Anordnung der Positiv- und Negativabschnitte
steht der mittlere Bereich der jeweiligen Stirnseite somit für andere Zwecke wie beispielsweise
für die Platzierung von elektrischen Anschlusskontakten zur Verfügung, so dass über
diese in der erwünschten Weise eine elektrische Verbindung mit einem identischen Koppelelement
hergestellt werden kann. So kann beispielsweise an jeder Stirnseite eine zentrale
Kontaktfläche ausgebildet sein, durch die sowohl die Positivabschnitte als auch die
Negativabschnitte jeder Stirnseite voneinander beabstandet sind und die entsprechende
Anschlusskontakte aufnimmt. Vorzugsweise kann dabei im Zentrum der Kontaktfläche ein
elektrischer Anschlusskontakt vorgesehen werden. Aufgrund dessen zentraler Anordnung
an der Kontaktfläche kann dieser Anschlusskontakt verhältnismäßig groß ausgebildet
werden, so dass über diesen Anschlusskontakt große Ströme übertragen werden können.
[0016] Um die symmetrische Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Koppelelements durch diese
zentrale Kontaktfläche nicht zu beeinträchtigen, kann diese Kontaktfläche bezüglich
der Positiv- und Negativabschnitte so angeordnet sein bzw. sich auf solch einem Niveau
befinden, dass die Positivabschnitte über die Kontaktfläche überstehen, wohingegen
die Negativabschnitte bezüglich der Kontaktfläche zurück versetzt sind. Die Kontaktfläche
befindet sich somit gewissermaßen auf "halber Höhe" zwischen den Positiv- und Negativabschnitten.
Aufgrund dieser Lage der Kontaktfläche auf "halber Höhe" zwischen den Positiv- und
Negativabschnitten können somit die Kontaktflächen zweier miteinander zu verbindender
Koppelelemente direkt in Anlage gelangen, so dass über die von den Kontaktflächen
aufgenommenen Anschlusskontakten in der erwünschten Weise eine elektrische Verbindung
zu einem identischen Koppelelement hergestellt werden kann.
[0017] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Koppelelement als
ein Gehäuse ausgebildet ist, das einen zur Aufnahme elektrischer Komponenten ausgebildeten
Innenraum aufweist. Das Koppelelement kann somit als Modulgehäuse für unterschiedliche
elektrische Module verwendet werden, welche sich über den zuvor beschriebenen Koppelmechanismus
beliebig miteinander kombinieren und verbinden lassen.
[0018] Im Folgenden wird nun die Erfindung rein exemplarisch anhand zweier beispielhafter
Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
- Fig. 1
- die Grundzüge des erfindungsgemäßen Koppelelements in einer perspektivischen Darstellung
veranschaulicht; und
- Fig. 2
- ein konkretes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koppelelements
zeigt.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, die zwei erfindungsgemäße Koppelelemente 10
zeigt, weisen die Koppelelemente 10 eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt auf.
Zur Kopplung der beiden Koppelelemente 10 weisen die beiden Koppelelemente 10 zwei
sich an gegenüberliegenden Seiten befindliche Stirnseiten 14 auf, deren Kontur geometrisch
derart aufeinander abgestimmt und ausgebildet ist, dass sich zwei identische Koppelelemente
10 über ihre Stirnseiten 14 miteinander form- und/oder reibschlüssig verbinden lassen.
[0019] Hierzu sind an jeder Stirnseite 14 zwei sockelartige Positivabschnitte 16 und zwei
jeweils eine Ausnehmung bildende Negativabschnitte 18 an bzw. in dem Körper des Koppelelements
10 ausgebildet. Die Negativabschnitte 18 weisen dabei eine komplementär zu den Positivabschnitten
16 ausgebildete Gestalt auf und stellen somit gewissermaßen einen Negativabdruck der
Positivabschnitte 16 dar.
[0020] Die Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 sind dabei zum einen bezüglich der senkrecht
auf den Stirnseiten 14 stehenden Drehverschlussachse Z um 180° rotationssymmetrisch
zueinander angeordnet. Zum anderen sind die Positiv- und Negativabschnitte 16, 18
jedoch auch bezüglich der anderen beiden Raumachsen X, Y um 180° rotationssymmetrisch
an den Stirnseiten 14 angeordnet, welche ihrerseits senkrecht auf der Achse Z stehen.
Die Stirnseiten 14 bzw. die daran ausgebildeten Positiv- und Negativabschnitte 16,
18 sind somit punktsymmetrisch bezüglich des Ursprungs des durch die Achsen X, Y,
Z definierten Koordinatensystems ausgerichtet, was bedeutet, dass sich die Stirnseiten
14 und insbesondere deren Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 jeweils auf sich selbst
abbilden, wenn das Koppelelement 10 um eine der Achsen X, Y, Z um 180° gedreht wird.
[0021] Da die Stirnseiten 14 und insbesondere deren Positiv- und Negativabschnitte 16, 18
vollkommen rotationssymmetrisch zueinander ausgebildet sind, bezieht sich die folgende
geometrische Beschreibung der Stirnseiten 14 und insbesondere der Positiv- und Negativabschnitte
16, 18 auf jeden dieser Abschnitte, selbst wenn sich die folgende Beschreibung streckenweise
nur auf einen speziellen Abschnitt 16, 18 bezieht.
[0022] Wie am Besten anhand des in der Fig. 1 dargestellten unteren Koppelelements 10 entnommen
werden kann, befinden sich die Positivabschnitte 16 und die Negativabschnitte 18 in
Bereichen von sich diagonal gegenüberliegenden Ecken an der jeweiligen Stirnseite
14 des Koppelelements 10. Die Positivabschnitte 16 und die jeweils zugeordneten Negativabschnitte
18 grenzen dabei direkt aneinander an und gehen entlang einer durchgehenden, in Drehrichtung
des Koppelelements 10 weisenden Stirnfläche 20 ineinander über. Sofern im Rahmen der
vorliegenden Erfindung von einer Drehrichtung des Koppelelements die Rede ist, so
ist hierunter die Bewegungsrichtung der Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 bei
einer Drehung des Koppelelements 10 um die Achse Z zu verstehen. Diese Achse wird
auch als Drehverschlussachse bezeichnet, da das Koppelelement 10 um diese Achse gedreht
werden muss, um es mit einem identischen Koppelelement 10 zu koppeln. Die in Drehrichtung
weisenden Stirnflächen 20 sind dabei derart geneigt, dass dadurch die Positivabschnitte
16 jeweils eine Hinterschneidung 22 besitzen.
[0023] In radialer Richtung, also in einer Richtung, welche senkrecht zu der soeben beschriebenen
Drehrichtung steht, weisen die Positivabschnitte 16 ebenfalls eine derart geneigte
Begrenzungsfläche 24 auf, dass dadurch die Positivabschnitte 16 auch in radialer Richtung
eine Hinterschneidung 30 aufweisen.
[0024] Komplementär zu den Begrenzungsflächen 24 der Positivabschnitte 16 weisen auch die
Negativabschnitte 18 eine radiale Begrenzungsfläche 26 auf, welche derart geneigt
ist, dass dadurch ebenfalls eine Hinterschneidung 31 gebildet wird. Zwischen den auf
sich gegenüberliegenden Seiten einer Stirnfläche 14 befindlichen Positiv- und Negativabschnitten
16, 18 erstreckt sich an jeder Stirnseite 14 eine Kontaktfläche 28, welche durch die
Begrenzungsflächen 24, 26 der Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 in radialer Richtung
begrenzt wird. Die Kontaktfläche 28 befindet sich dabei gewissermaßen auf "halber
Höhe" in Bezug auf die Positiv- und Negativabschnitte 16, 18, was bedeutet, dass die
Negativabschnitte 18 ausgehend von dem Niveau der Kontaktfläche 28 die gleiche Höhenabmessung
in Richtung Z wie die Positivabschnitte 16 aufweisen.
[0025] Um zwei identische Koppelelemente 10 miteinander zu verbinden, sind die zwei Koppelelemente
10 ausgehend von der in der Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung, in der die Koppelelemente
10 Stirnseite 14 an Stirnseite 14 fluchtend ausgerichtet sind, zunächst um ein geringes
Winkelmaß um die Achse Z gegenseitig zu verdrehen, woraufhin sie anschließend in Richtung
der Achse Z aufeinander zu bewegt werden können, bis die Kontaktflächen 28 miteinander
in Anlage gelangen. Anschließend sind dann die beiden Koppelelemente 10 derart um
die Achse Z gegenseitig zueinander zu verdrehen, dass sich die geneigten Stirnflächen
20 aufeinander zu bewegen.
[0026] Sobald dann die Positivabschnitte 16 des einen Koppelelements 10 in die zugehörigen
Negativabschnitte 18 des jeweils anderen Koppelelements 10 eindringen, gelangen die
radialen Begrenzungsflächen 24 der Positivabschnitte 16 mit den radialen Begrenzungsflächen
26 der Negativabschnitte 18 in Anlage, so dass die beiden Koppelelemente 10 aufgrund
der Neigung der Begrenzungsflächen 24, 26 miteinander verschachtelt und gegeneinander
verspannt werden. Da bei weiter anhaltender Drehbewegung der Koppelemente 10 auch
die in Drehrichtung weisenden geneigten Stirnflächen 20 der sich aufeinander zu bewegenden
Positivabschnitte 16 in Anlage miteinander gelangen und aufeinander aufreiten, werden
die Koppelelemente 10 über diese geneigten Stirnflächen 20 zusätzlich miteinander
verspannt.
[0027] Um sicherzustellen, dass sich die beiden Koppelelemente 10 ausgehend von der so hergestellten
Eingriffsstellung nicht von selbst wieder voneinander lösen, können beispielsweise
an den Kontaktflächen 28 rotationssymmetrisch zueinander angeordnete Ausnehmungen
und Erhebungen ausgebildet sein, welche infolge der beschriebenen Verdrehung der Koppelelemente
10 miteinander in Eingriff gelangen, um miteinander zu verrasten.
[0028] Da es sich bei den Koppelelementen 10 beispielsweise um Gehäuse für elektrische Module,
die es elektrisch miteinander zu koppeln gilt, handeln kann, können beispielsweise
an der Kontaktfläche 28 der Koppelelemente 10 im Bereich um die Achse Z geeignete
Anschlusskontakte (nicht dargestellt) von der Kontaktfläche 28 aufgenommen werden.
Ebenfalls wäre es jedoch auch möglich, entsprechende Anschlusskontakte exzentrisch
an den Stirnseiten 14 beispielsweise in dem in der Fig. 1 mit B bezeichneten Bereich
anzuordnen. Derartige in dem Bereich B von der Stirnseite 14 aufgenommene Anschlusskontakte
können dabei an beliebigen Oberflächenbereichen der Kontaktfläche 28, der Positivabschnitte
16 oder der Negativabschnitte 18 aufgenommen werden, da jeder dieser Oberflächenbereiche
bei einer Kopplung mit einem identischen Koppelelement 10 mit einem entsprechenden
Oberflächenbereich in Anlage gelangt.
[0029] Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 eine konkrete Ausführungsform
eines Koppelelements 10 beschrieben, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau mit
dem unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschriebenen Koppelelement 10 vergleichbar ist.
So weist auch das in der Fig. 2 dargestellte Koppelelement 10 eine im Wesentlichen
quaderförmige Gestalt auf und umfasst zwei sich einander gegenüberliegende Stirnseiten
14, an denen jeweils zwei Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 ausgebildet sind.
Auch bei dieser Ausführungsform sind die Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 jeder
Stirnseite 14 durch eine zentral angeordnete Kontaktfläche 28 voneinander getrennt,
welche bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform eine kreisförmige Gestalt
aufweist.
[0030] Ferner sind auch bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform die Positivabschnitte
16 und die jeweils zugeordneten Negativabschnitte 18 jeweils durch eine durchgehende,
in Drehrichtung des Koppelelements 10 weisende Stirnfläche 20 begrenzt, welche derart
geneigt ist, dass dadurch die Positivabschnitte 16 jeweils eine Hinterschneidung 22
bilden bzw. aufweisen.
[0031] Anders als bei dem in der Fig. 1 dargestellten Kontaktelement 10 sind die radialen
Begrenzungsflächen 24, 26 der Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 des in der Fig.
2 dargestellten Koppelelements 10 nicht geneigt. Nichtsdestotrotz weisen auch die
radialen Begrenzungsflächen 24, 26 der Positiv- und Negativabschnitte 16, 18 entsprechende
Hinterschneidungen 30, 31 auf, welche durch radial nach innen bzw. außen auskragende
Flansche 32, 34 gebildet werden, welche an den jeweiligen Begrenzungen 24, 26 der
Positiv- bzw. Negativabschnitte 16, 18 angeformt sind. So kragt von der radial nach
innen weisenden Begrenzungsfläche 24 der Positivabschnitte 16 jeweils ein Flansch
32 nach innen, wohingegen ausgehend von den nach außen weisenden Begrenzungsflächen
26 der Negativabschnitte 18 jeweils ein entsprechender Flansch 34 nach außen kragen.
Die radial nach außen von der Kontaktfläche 28 abstehenden Flansche 34 erstrecken
sich dabei über jeweils einen Viertelkreis und somit aus den Negativabschnitten 18
sowie über die Seitenwand des Koppelelements hinaus.
[0032] Um die in der Fig. 2 dargestellten Koppelelemente 10 miteinander verbinden zu können,
sind sie zunächst in der in der Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung Stirnseite 14
an Stirnseite 14 beabstandet zueinander anzuordnen, so dass die Flansche 32 und die
Flansche 34 sich aneinander vorbei bewegen können, bis die Kontaktflächen 28 der beiden
Koppelelemente 10 in Anlage miteinander gelangen. Anschließend werden dann die Koppelelemente
10 derart relativ zueinander verdreht, dass die von den Begrenzungsflächen 24 der
Positivabschnitte 16 radial nach innen auskragenden Flansche 32 in die durch die radial
von den Begrenzungsflächen 26 der Negativabschnitte 28 nach außen auskragenden Flansche
34 definierten Hinterschneidungen 31 eintauchen, wodurch die beiden Koppelelemente
10 zugfest aneinander gesichert werden.
[0033] Da die der Kontaktfläche 28 abgewandten Oberflächen der Flansche 34 eine in Umfangsrichtung
ansteigende Rampe aufweisen, werden die Koppelelemente 10 infolge des gegenseitigen
Verdrehens gegeneinander verspannt. Die Flansche 32, 34 stellen somit gewissermaßen
Abschnitte von Gewindegängen dar, die sich miteinander verschrauben lassen. Dieses
gegenseitige Verspannen und Verschrauben der beiden Koppelelemente 10 wird bei anhaltender
Drehbewegung der beiden Koppelelemente 10 wie bei der unter Bezugnahme auf die Fig.
1 beschriebenen Ausführungsform zusätzlich dadurch unterstützt, dass wenn die Positivabschnitte
16 in die Negativabschnitte 18 eindringen, die geneigten Stirnflächen 20 von sich
aufeinander zu bewegenden Positivabschnitten 16 ebenfalls miteinander in Anlage gelangen
und aufeinander aufreiten, wodurch die Koppelelemente 10 zusätzlich gegeneinander
verspannt werden.
[0034] Durch das gegenseitige Verspannen der beiden Koppelemente 10 gelangen somit auch
die beispielsweise in den Hinterschneidungen 22 der Positivabschnitte 16 befindlichen
Anschlusskontakte 36 sowie die an der Oberfläche der Positivabschnitte 16 angeordneten
Anschlusskontakte 38 der beiden Koppelelemente 10 miteinander in Kontakt, wodurch
in der gewünschten Weise die beiden Koppelelemente 10 nicht nur mechanisch sondern
auch elektrisch miteinander gekoppelt sind.
Bezugszeichenliste
[0035]
- 10
- Koppelelement
- 12
- Gehäuse
- 14
- Stirnseiten
- 16
- Positivabschnitte
- 18
- Negativabschnitte
- 20
- geneigte Stirnflächen
- 22
- Hinterschneidung von 16
- 24
- radiale Begrenzungsfläche von 16
- 26
- radiale Begrenzungsfläche von 18
- 28
- Kontaktfläche
- 30
- radiale Hinterschneidungen
- 31
- radiale Hinterschneidungen
- 32
- radial auskragende Flansche von 24
- 34
- radial auskragende Flansche von 26
- 36
- Anschlusskontakte
- 38
- Anschlusskontakte
- A
- Kontaktaufnahmebereich
- B
- Kontaktaufnahmebereich
- X
- Rotationssymmetrieachse
- Y
- Rotationssymmetrieachse
- Z
- Rotationssymmetrieachse und Drehverschlussachse
1. Koppelelement (10) zum Herstellen einer elektrischen und mechanischen Verbindung mit
zumindest einem identischen Koppelelement (10), wobei das Koppelelement (10) sich
senkrecht zu einer Drehverschlussachse des Koppelelements (10) erstreckende Stirnseiten
(14) aufweist, die um drei senkrecht zueinander verlaufende Achsen symmetrisch ausgebildet
sind, wobei an jeder Stirnseite (14) zumindest zwei Positivabschnitte (16) und zumindest
zwei komplementär zu den Positivabschnitten (16) geformte Negativabschnitte (18) ausgebildet
sind, wobei ein jeder Positivabschnitt (16) unmittelbar in einen Negativabschnitt
(18) übergeht und in Drehrichtung benachbart zu dem zugeordneten Negativabschnitt
(18) angeordnet ist.
2. Koppelelement nach Anspruch 1,
dadurchgekennzeichnet, dass
die beiden Stirnseiten (14) des Koppelelements (10) punktsymmetrisch zueinander ausgebildet
ist.
3. Koppelelement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurchgekennzeichnet, dass
sowohl die Positivabschnitte (16) als auch die Negativabschnitte (18) jeder Stirnseite
(14) bezüglich der Drehverschlussachse um 180° rotationssymmetrisch angeordnet und
ausbildet sind.
4. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Positivabschnitte (16) und die jeweils zugeordneten Negativabschnitte (18) jeweils
durch eine durchgehende, in Drehrichtung des Koppelelements (10) weisende Fläche (20)
begrenzt sind.
5. Koppelelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die die Positivabschnitte (16) und die jeweils zugeordneten Negativabschnitte (18)
in Drehrichtung begrenzende Fläche (20) derart geneigt ist, dass dadurch die Positivabschnitte (16) einen Überhang bzw. eine Hinterschneidung (22) besitzen.
6. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder der Positivabschnitte (16) eine radial nach innen weisende Begrenzung (24) aufweist,
welche derart geformt ist, dass dadurch die Positivabschnitte (16) eine Hinterschneidung (30) besitzen.
7. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder der Negativabschnitte (18) eine radial nach außen weisende Begrenzung (26) aufweist,
welche derart geformt ist, dass dadurch die Negativabschnitte (18) eine Hinterschneidung (31) besitzen.
8. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Koppelelement (10) eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt aufweist, wobei
an zwei sich gegenüberliegenden Seiten (14) des Koppelelements (10) jeweils zwei Positivabschnitte
(16) und jeweils zwei Negativabschnitte (18) ausgebildet sind.
9. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sowohl die Positivabschnitte (16) als auch die Negativabschnitte (18) in Bereichen
von sich diagonal gegenüberliegenden Ecken an den jeweiligen Seiten (14) des Koppelelements
(10) angeordnet sind.
10. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an jeder Stirnseite (14) eine zentrale Kontaktfläche (28) ausgebildet ist, durch die
sowohl die Positivabschnitte (16) als auch die Negativabschnitte (18) jeder Stirnseite
(14) voneinander beabstandet sind.
11. Koppelelement nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Positivabschnitte (16) über die Kontaktfläche (28) überstehen, wohingegen die
Negativabschnitte (18) bezüglich der Kontaktfläche (28) zurückversetzt sind.
12. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an jeder Stirnseite (14) des Koppelements zumindest ein elektrischer Anschlusskontakt
(36, 38) vorgesehen ist.
13. Koppelelement nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Zentrum der Kontaktfläche (28) ein elektrischer Anschlusskontakt vorgesehen ist.
14. Koppelelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Koppelelement (10) ein Gehäuse ist, das einen zur Aufnahme elektrischer Komponenten
ausgebildeten Innenraum aufweist.