[0001] Die Erfindung betrifft eine lösbare Steckvorrichtung für Datenkabelverbindungen mit
einer Magnetcodierung.
[0002] Steckvorrichtungen oder Steckverbinder sind weithin bekannt. Bei den bekannten Steckverbindern
besteht jedoch die Problematik, daß entweder eine Verpolungssicherung nicht gewährleistet
ist oder diese durch mechanische Maßnahmen gewährt wird. Durch Einsatz von übermäßiger
Kraft ist es aber möglich, dennoch den Stecker in den Steckverbinder einzubringen.
Hierdurch wird zumeist der Steckverbinder beschädigt.
[0003] Andererseits ist bekannt, daß oftmals Schäden an Datenkabelverbindungen vorkommen,
welche lösbar sind, da durch unsachgemäßes Lösen oder Herstellen der Verbindung Schäden
hervorgerufen werden. Es ist dann insbesondere häufig der Fall, daß das Kabel ab Gehäuse
eines Gerätes abreißt, das Gerät vom Aufstellungsort gerissen wird, etc. In Call-Centern
kommt es oft vor, daß ein Nutzer eines Head-Sets im "Eifer des Gefechtes" von der
Verkabelung des Head-Sets stranguliert wurde, da sich die Kabelverbindung nicht gelöst
hat. Außerdem ist es auch schon zu Beschädigungen an den Head-Sets gekommen, da beim
Verbinden der Head-Sets unsachgemäß und/oder verpolt der Stecker in der Buchse geführt
wurde.
[0004] Außerdem ist bei optischen Kabeln, wie Glasfaserkabeln bzw. POF's (
Plastic
Optical
Fibre) und den zugehörigen Steckverbindern eine exakte mechanische Führung notwendig.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckvorrichtung derart auszugestalten, daß eine
Verpolungssicherung gegeben ist, sowie eine mechanische Beschädigung des Steckers
beim Einstecken in die Buchse oder beim Lösen aus der Buchse vermieden.
[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die abhängigen Ansprüche sowie die
weitere Beschreibung.
[0007] Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung besteht aus einem Stecker und einer zugehörigen
Buchse. Der Stecker weist mindestens eine magnetische Codierung in Form von Dauermagneten
auf, welche zueinander eine unterschiedliche magnetische Polung haben. Dies bedeutet,
daß mindestens ein Dauermagnet magnetischen Nordpol, der andere magnetische Südpol
aufweist.
Zentral im Stecker ist ein Kontaktfeld angeordnet. Dieses Kontaktfeld weist Kontaktstifte
auf. Jeder Kontaktstift ist über eine Feder gelagert. Beim Einsetzen in die Buchse
werden die Kontaktstifte des Kontaktfeldes des Steckers durch die Federn in die zugehörigen
Kontaktmulden des Gegenkontaktfeldes der Buchse gedrückt. Die Kontaktstifte können
in bzw. auf den Federn in vorteilhafter Weise derart gelagert sein, daß diese bei
der Kontaktierung eine leichte Rotationsbewegung um die eigene Längsachse ausführen
und hierdurch ein Selbstreinigungseffekt zwischen den Kontaktstiften und den Kontaktmulden
zustande kommt. Dies erhöht langfristig die Kontaktierungssicherheit.
[0008] Auf diese Weise ist ein leichter kontaktbehafteter Steckverbinder, der magnetisch
gehalten wird und bei dem die Abreißkraft der magnetisch gehaltenen Verbindung zwischen
einer Quelle zu Senke (Stecker zu Buchse) um eine Größenordnung geringer ist als die
Ausrißkraft der an Quelle und/oder Senke angebrachten Kabelverbindung. Hierdurch wird
erreicht, daß die Verbindung jederzeit durch Zug am Kabel ohne Zerstörung ortsfester
oder beweglicher Einrichtungen möglich ist. Die Verbindung wird hierdurch, in eingeschränktem
Maße, zerstörungssicher (vandalensicher).
[0009] Der bewegliche Teil (Senke) ist leicht und ohne spitze Kanten ausgeführt, dass durch
ihn, auch bei hohen Beschleunigungswerten, wie sie etwa in einem Fahrzeug oder durch
Zug am Kabel auftreten können, keine Verletzungen an mitreisenden Personen verursacht
werden. Die Größe der Steckverbindung ist hierbei jenseits der für Kleinkinder verschluckungsgefährichen
Grenze gewählt.
[0010] Durch gepolte Magnete alleine oder in Verbindung mit rotationssymmetrischen Ausformungen
an der Oberfläche wird eine eindeutige Orientierung und Positionierung der Verbindung
erzwungen. Die Ausformung der Oberfläche jedoch beeinflußt die Haltekraft der Verbindung
nicht wesentlich.
[0011] Die Signalkopplung zwischen Buchse und Stecker erfolgt entweder mittels Übertragerspulen,
folglich kontaktlos, oder mittels gefederter Kontakte.
[0012] Bei galvanisch getrennter Übertragung kann das Informationssignal in einer der bekannten
analogen oder digitalen Modulationsverfahren auf einer Trägerschwingung aufgebracht
sein. Zur Demodulation und Signalverstärkung sind dann dedizierte Baugruppen erforderlich,
die ihre Versorgungsspannung aus dem Trägersignal gewinnen.
[0013] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer eindeutigen
Positionierung und Orientierung der beiden Übertragerhälften zueinander auch eine
direkte Signalübertragung - ohne Modulation - von mehreren getrennten Signalen mit
reduziertem Übersprechen möglich.
[0014] Die Buchse weist die gleiche Anzahl an magnetische Codierungen wie der Stecker auf.
Beim Zusammenfügen von Stecker und Buchse kommen die magnetischen Codierungen aufeinander
zu liegen. Die magnetischen Codierungen der Buchse sind zu den magnetischen Codierungen
des Steckers entgegengesetzt gepolt.
Die magnetische Codierung des Steckers weist beim richtigen Zusammenfügen des Steckers
eine umgekehrte Polung auf als die zugehörige magnetische Codierung der Buchse.
Die magnetische Codierung ist jeweils als ein Dauermagnet ausgestaltet, welcher mit
seiner Nord- oder Südpolung die Oberfläche des Steckers abschließt.
Auf diese Weise wird der Stecker, durch die magnetischen Kräfte der Dauermagneten
nur in einer definierten Position einrasten. Zugleich ist gewährleistet, daß durch
die Anziehungskraft der entgegengesetzt gepolten Dauermagneten in Buchse und Stecker
sich diese anziehen und, insbesondere bei galvanischer Konatktierung, verpolungssicher
Stecker und Buchse kontaktieren.
Im weiteren wird die Erfindung anhand einer galvanischen Kontaktierung ausführlich
beschrieben.
Die Buchse weist ein Kontaktfeld auf, welches auf die Form des Kontaktfeldes des Steckers
und den zugehörigen Kontaktstiften in der Formgebung paßt.
[0015] Beim Lösen der Verbindung muß lediglich die magnetische Anziehungskraft der Magneten
überwunden werden, so daß das Lösen der Verbindung ohne mechanische Schäden erfolgt.
[0016] Im weiteren wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispieles näher
erläutert.
[0017] Es zeigt:
- FIG 1
- eine perspektivische Darstellung der Steckvorrichtung mit Stecker und Buchse;
- FIG 2
- eine schematische Darstellung des Kontaktfeldes des Steckers und
- FIG 3
- eine schematische Darstellung des Gegenkontaktfeldes der Buchse.
[0018] Die Steckvorrichtung 1, gemäß FIG 1, besteht aus einem Stecker 2 und einer Buchse
3. Der Stecker 2 weist ein Kontaktfeld 4 auf. Das Kontaktfeld 4 ist in einer Vertiefung
auf der Oberfläche des Steckers eingearbeitet. Im weiteren ist in die Oberfläche des
Steckers eine magnetische Codierung 6, 7 eingearbeitet. Bei der magnetischen Codierung
6 handelt es sich beispielsweise um einen Dauermagneten, der mit seiner Nordpolung
die Oberfläche zum Stecker 2 abschließt. Bei der magnetischen Codierung 7 handelt
es sich beispielsweise um einen Dauermagneten mit Südpolung, der mit seiner Südpolung
die Oberfläche zum Stecker 2 abschließt. Der Stecker 2 ist aus elektrisch nicht leitenden
Kunststoff hergestellt. Das Kontaktfeld 4 besteht aus mehreren einzelnen Kontaktstiften
10, welche aus dem Kontaktfeld 4 herausragen. Die Kontaktstifte 10 lagern jeweils
auf einer Feder 11, welche die Kontaktstifte 10 aus der Ebene des Kontaktfeldes 4
herausstehen lassen.
Zugleich ist hierdurch gewährleistet, daß die Kontaktstifte 10 über die zugehörigen
Federn 11 stets mit einer definierten Kraft beim Zusammenfügen von Stecker 2 und Buchse
3 in die Kontaktmulden 12 des Gegenkontaktfeldes 5 der Buchse 3 gehalten werden.
[0019] Die Buchse 3 besteht aus einem Gegenkontaktfeld 5, welches erhaben auf der Oberfläche
der Buchse 3aufgesetzt ist. Im weiteren sind magnetische Codierungen 8, 9 vorgesehen.
Bei der magnetischen Codierung 8 handelt es sich beispielsweise um einen Dauermagneten,
der mit seiner Süddpolung die Oberfläche zur Buchse 3 abschließt. Bei der magnetischen
Codierung 9 handelt es sich beispielsweise um einen Dauermagneten mit Südpolung, der
mit seiner Südpolung die Oberfläche zur Buchse 3 abschließt.
Das Gegenkontaktfeld 5 der Buchse 3 mit den Kontaktmulden 12 ist auf die Formgebung
und die Kontaktstifte 10 des Kontaktfeldes 4 des Steckers 2 angepaßt. Beim Zusammenfügen
von Stecker 2 und Buchse 3 erfolgt durch die gegenpolige Codierung der magnetischen
Codierungen 6 und 7 des Steckers 2 zu den Codierungen 8 und 9 der Buchse 3 eine magnetische
Anziehung des Steckers 2 in die Buchse 3. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Stecker
durch die magnetische Kraft in einer definierten Position mit der Buchse 3 zusammengeführt
wird. Ein Verdrehen ist vermieden, da dann die magnetische Codierung des Steckers
2 und der Buchse 3 nicht übereinstimmt und die magnetischen Codierungen 6, 7 des Steckers
2 sich von den magnetischen Codierungen 8, 9 der Buchse 3 abstoßen. Der Stecker 2
kann dann nicht in die Buchse 3 gesteckt werden.
[0020] In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Buchse 3 in einen
Sitz in einem Fahrzeug integriert. Der Stecker 2 ist an einem Kopfhörer angeschlossen.
Durch die magnetische Codierung kann ein Laie den Stecker 2 nur in einer, der codierten
Form, in die Buchse 3 einführen.
[0021] Andererseits ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltungsform, daß bei versehentlichem
Lösen der Kabelverbindung, über den Stecker 2 und die Buchse 3, sich die Steckverbindung
für den Nutzer verletzungssicher und komfortabel trennt und zugleich eine mechanische
Beschädigung an Stecker 2 und/oder Buchse 3 vermeiden wird.
[0022] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient der Stecker 2 und
die Buchse 3 zur Verbindung von Glasfasern bzw. Plastic Optical Fibres. Durch die
magnetischen Codierungen 6, 7, 8, 9 im Stecker 2 und in der Buchse 3 und der mechanischen
Ausgestaltung des Steckers 2 und der Buchse 3 ist eine hochpräzise mechanische Passgenauigkeit
gegeben. Diese ist bei einer Steckvorrichtung zur Verbindung von zwei Plastic Optical
Fibres notwendig, da jede Ungenauigkeit zu Leistungsverlusten des im Kabel zu übertragenden
Signals führt. Zur weiteren exakten Passgenauigkeit der zu koppelnden Plastic Optical
Fibres sind im Gegenkontaktfeld 5 die Kontaktmulden 12 in Vertiefungen geführt, in
welchen die Plastic Optical Fibres mit liegen. Aus dem Kontaktfeld 4 des Steckers
2 ragen die Plastic Optical Fibres um den Wert heraus, welcher der Vertiefung im Gegenkontaktfeld
5 entspricht, dies beträgt jedoch maximal einen Millimeter. Die Plastic Optical Fibres
im Stecker 2 stellen folglich die Kontaktstifte dar und auf diese Weise ist eine exakte
mechanische Koppelung möglich.
Auf diese überraschend einfache Weise ist es möglich mehrere Plastic Optical Fibres
mit einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung 1 zu koppeln.
Bezugszeichenliste
[0023]
- 1.
- Steckvorrichtung
- 2.
- Stecker
- 3.
- Buchse
- 4.
- Kontaktfeld
- 5.
- Gegenkontaktfeld
- 6.
- magnetische Codierung
- 7.
- magnetische Codierung
- 8.
- magnetische Codierung
- 9.
- magnetische Codierung
- 10.
- Kontaktstift
- 11.
- Feder
- 12.
- Kontaktmulde
1. Steckvorrichtung (1) bestehend aus einem Stecker (2) und einer Buchse (3), wobei der
Stecker (2) ein Kontaktfeld (4) und die Buchse (3) ein zum Kontaktfeld (4) des Steckers
(2) passendes Gegenkontaktfeld (5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stecker (2) mindestens eine magnetische Codierung (6, 7) und die Buchse (3) ebenfalls
mindestens eine magnetische Codierung (8, 9) aufweist, wobei die magnetischen Codierungen
(6, 7) des Steckers (2) und die magnetischen Codierungen (8, 9) der Buchse (3), magnetische
Kräfte zueinander ausüben, und bei paßrichtiger Zusammensetzung von Stecker (2) und
Buchse (3) die magnetischen Codierungen (6, 7, 8, 9) eine gegenseitige magnetische
Kraft zueinander ausüben und durch diese magnetische Kraft den Stecker (2) in die
Buchse (3) ziehen und der Stecker (2) in der Buchse (3) mit einer durch die magnetischen
Codierungen (6, 7, 8, 9) definierten Kraft verbunden ist.
2. Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die magnetischen Codierungen (6, 7, 8, 9) durch Dauermagnete realisiert sind und/oder
die magnetischen Codierungen (6, 7) die Oberfläche des Steckers (2) plan abschließen
und die magnetischen Codierungen (8, 9) die Oberfläche der Buchse (3) plan abschließen.
3. Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stecker (2) ein Kontaktfeld (4) und die Buchse (3) ein Gegenkontaktfeld (5) aufweist,
wobei das Kontaktfeld (4) und das Gegenkontaktfeld (5) in der geometrischen Abmessung
übereinstimmen und das Kontaktfeld (4) das Gegenkontaktfeld (5) beim zusammenfügen
von Stecker (2) und Buchse (3) kontaktiert und/oder das Kontaktfeld (4) aus mindestens
einem Kontaktstift (10) besteht, welcher auf einer Feder (11) gelagert ist und/oder
das Gegenkontaktfeld (5) Kontaktmulden aufweist, in welche die Kontaktstifte (10)
des Kontaktfeldes (4) beim Zusammenfügen des Steckers (2) mit der Buchse (3) gleiten
und kontaktiert werden.
4. Steckvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kontaktfeld (4) aus mindestens einer Übertragerspule besteht, und das Gegenkontaktfeld
(5) aus einer mit der Anzahl der Übertragerspulen des Kontaktfeldes (4) entsprechenden
Anzahl von Übertragerspulen besteht.
5. Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Informationssignal zur Übertragung zwischen Stecker (2) und Buchse (3) auf eine
Trägerschwingung, analog oder digital moduliert, aufgebracht ist und/oder das im Stecker
(2) Baugruppen zur Demodulation und Signalverstärkung vorgesehen sind, welche die
Versorgungsspannung aus dem Trägersignal gewinnen.
6. Steckvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kontaktfeld (4) und das Gegenkontaktfeld (5) aus nichtrotationssymmetrischen Ausformungen
gebildet ist.
7. Steckvorrichtung (1) einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das durch die gepolten magnetischen Codierungen (6, 7, 8, 9) und der Ausformung des
Kontaktfeldes (4) und des Gegenkontaktfeldes (5) eine eindeutige Orientierung und
Positionierung des Steckers (2) und der Buchse (3) erzwungen wird und eine mechanisch
präzise Koppelung gegeben ist.
8. Steckvorrichtung (1) zur Verbindung optischer Fasern eines optischen Kabels bestehend
aus einem Stecker (2) und einer Buchse (3), wobei der Stecker (2) ein Kontaktfeld
(4) und die Buchse (3) ein zum Kontaktfeld (4) des Steckers (2) passendes Gegenkontaktfeld
(5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stecker (2) mindestens eine magnetische Codierung (6, 7) und die Buchse (3) ebenfalls
mindestens eine magnetische Codierung (8, 9) aufweist, wobei die magnetischen Codierungen
(6, 7) des Steckers (2) und die magnetischen Codierungen (8, 9) der Buchse (3), magnetische
Kräfte zueinander ausüben, und bei passrichtiger Zusammensetzung von Stecker (2) und
Buchse (3) die magnetischen Codierungen (6, 7, 8, 9) eine gegenseitige magnetische
Kraft zueinander ausüben und durch diese magnetische Kraft den Stecker (2) in die
Buchse (3) ziehen und der Stecker (2) in der Buchse (3) mit einer durch die magnetischen
Codierungen (6, 7, 8, 9) definierten Kraft verbunden ist, ein Kontaktfeld (4) im Stecker
(2) und ein das Gegenkontaktfeld (5) in der Busche (2) aus nichtrotationssymmetrischen
Ausformungen gebildet ist, wodurch eine mechanische präzise Führung gegeben ist und
eine exakte Kontaktierung der optischen Faser gegeben ist.
9. Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gegenkontaktfeld (5) mindestens eine Kontaktmulde (12) in jeweils einer Vertiefungen
besitzt, in welchen mindestens eine Faser mit deren Enden des optischen Kabels geführt
ist und aus einem Kontaktfeld (4) des Steckers (2) die Faserenden eines zu koppelnden
optischen Kabels liegt und dessen Faserenden aus dem Kontaktfeld (4) um einen Wert
herausragen, welcher der Vertiefung im Gegenkontaktfeld (5) entspricht
10. Steckvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fasern des optischen Kabels Glasfasern oder Fasern aus Kunststoff und/oder um
Plastic Optical Fibres sind.