Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Stromgebereinheit, die mit Stromanschlußkontakten versehene Magnetkörper als Schaltteil aufweist, und einer Stromnehmereinheit, die mit Stromanschlußkontakten versehene Magnetkörper als Stromaufnahmeteil aufweist, wobei bei einem Aufsetzen der Stromgebereinheit auf die Stromnehmereinheit die Magnetkörper von Stromgebereinheit und Stromnehmereinheit sich gegenüberliegend angeordnet sind und wobei die Magnetkörper der Stromnehmereinheit die Magnetkörper der Stromgebereinheit kontaktieren.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der EP 0 573 471 beschrieben. Dabei erfolgt über Flachkontakte bildenden Magnete jeweils ein Stromzufluß, wenn die Magnete der Stromzufuhreinrichtung bzw. Stromgebereinheit durch die Magnete der Verbraucherzuschalteinrichtung bzw. Stromnehmereinheit, welche auf die Stromzufuhreinrichtung aufgesetzt ist, angezogen werden. Dies erfolgt dadurch, daß die Magnete auf einem Magnetschlitten angeordnet sind, der zusammen mit den darauf sich befindenden Magneten und dem zu den Magnetschlitten führenden Stromanschlußkontakte in Richtung auf die Verbraucherzuschalteinrichtung bewegt werden.

In der DE 296 10 996.7 ist eine ähnliche Verbindungsvorrichtung dargestellt, welche für den Niedervolt- bzw. Kleinspannungsbereich vorgesehen ist.

In der WO 01/03249 A1 ist eine elektromechanische Verbindungsvorrichtung mit einem im wesentlichen gleichen Aufbau beschrieben, wobei mehrere Magnetkörper in einer wenigstens teilweise elastischen Wand angeordnet sind, um eine einwandfreie Kontaktfläche für Kontaktverbindungen zu schaffen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen elektrischen Verbindungsvorrichtungen derart weiterzuentwickeln, daß sie auf vielfältige Weise je nach den geforderten Anforderungen eingesetzt werden können, wobei insbesondere die Anzahl der einzelnen die Stromverbindung herstellenden Magnetkörper beliebig sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stromgebereinheit aus einzelnen Modulen gebildet ist, wobei die Module jeweils mit einem in einem Aufnahmegehäuse angeordneten Magnetkörper versehen sind, wobei die Aufnahmegehäuse der Module der Stromgebereinheit jeweils innenseitig als Führung für den in Richtung auf die Stromnehmereinheit in dem Aufnahmegehäuse bewegbaren Magnetkörper dienen, und wobei an dem Aufnahmegehäuse der Stromgebereinheit jeweils auf der von der Stromnehmereinheit abgewandten Seite ein Rückhalteglied oder eine Wegbegrenzungseinrichtung für den Magnetkörper vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß wird nunmehr die Stromgebereinheit aus Modulen gebildet, wobei dies vorzugsweise auch für die Stromnehmereinheit gelten kann. Jeder in einem Aufnahmegehäuse angeordnete Magnetkörper bildet eine Einheit und erzeugt aufgrund der Bewegbarkeit in dem Aufnahmegehäuse der Stromgebereinheit einen eigenen schaltenden Kontakt, wobei die Kontaktenergie durch die Magnetkraft erbracht wird, sobald ein Magnetkörper der Stromnehmereinheit aufgesetzt wird.

Im allgemeinen wird man die Stromgebereinheiten derart ausführen, daß die Magnetkörper im Ruhezustand, d.h. wenn die Stromnehmereinheit nicht aufgesetzt ist, durch ein Rückhalteglied in Form eines Magneten oder eines magnetischen Teiles in einer Position gehalten wird, in der keine Stromverbindung zur Außenseite der Stromgebereinheit besteht, wie dies z.B. bei der gattungsgemäßen Vorrichtung EP 0 573 471 beschrieben ist. Falls die Module jedoch lediglich zur Weiterleitung von Steuer oder Signalströmen vorgesehen sind, ist ein derartiges Zurückhalteglied nicht unbedingt erforderlich. In diesem Falle ist es ausreichend, wenn hierfür eine Wegbegrenzungseinrichtung vorhanden ist, z.B. in Form eines Anschlaggliedes, damit die Magnetkörper der Module zur Kontaktierung mit den Magnetkörpern der Stromnehmereinheit entsprechend definierte Wege durchführen. Dies kann z.B. durch eine Verbindung mit einem entsprechenden Spiel zwischen dem Anschlagglied und dem Aufnahmegehäuse oder der Gehäusestruktur erzeugt werden.

Um eine einwandfreie Kontaktierung und einen Flächenkontakt der Magnetkörper der Stromgebereinheit und der Stromnehmereinheit zu erreichen, um insbesondere hohe Stromstärken ohne Lichtbögen zu ermöglichen, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die der Stromnehmereinheit zugewandten Seite der Gehäusestruktur der Stromgebereinheit elastisch ausgebildet ist.

Alternativ dazu ist es auch möglich, zwischen dem Aufnahmegehäuse und dem Magnetkörper der Stromgebereinheit ein elastisches Zwischenglied anzuordnen, das entsprechend die Verschiebung des Magnetkörpers zuläßt.

Wenn man dabei gemäß einer erfindungsgemäßen sehr vorteilhaften Weiterbildung mehrere Module mit ihren im Inneren der Aufnahmegehäuse angeordneten Magnetkörpern gemeinsam in einer Gehäusestruktur aufnimmt, lassen sich die Einheiten beliebig modulartig erweitern. Es ist lediglich erforderlich die Aufnahmegehäuse mit den Magnetkörpern in entsprechend angepaßte Aussparungen oder Bohrungen in die Gehäusestruktur einzusetzen. Auf diese Weise lassen sich die vielfältigsten Variationen je nach Einsetzart und Einsetzzahl der Module in eine Gehäusestruktur herstellen. Die Module lassen sich auf diese Weise beliebig an die örtlichen Gegebenheiten anpassen. Zur elektrischen Verbindung können dann jeweils die vorgefertigten Module entsprechend in die Bohrungen oder Aussparungen der Gehäusestruktur eingesetzt werden.

In gleicher Weise können die Gehäusestrukturen auch als Grundkörper oder Normteil hergestellt werden, mit einer bestimmten Anzahl Aussparungen oder Bohrungen, in die dann je nach Wunsch entsprechend die Magnetmodule eingesetzt werden.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung können dabei die Gehäusestrukturen zusätzlich noch mit Verbindungsgliedern versehen werden. Auf diese Weise lassen sich die Anwendungsmöglichkeiten und die Anzahl der elektrischen Verbindungen noch weiter beliebig steigern. In vorteilhafter Weise wird man hierfür einfach und schnell zu verbindende Verbindungsglieder vorsehen, wie z.B. Schnappverbindungen. Verwendet man hierfür Normteile mit Schnappgliedern mit jeweils Positiv- und Negativteilen (male/female-Verbindung), so lassen sich die vielfältigsten Kombinationen erzielen. Hierfür läßt sich z.B. ein Verbindungssystem verwenden, wie dies z.B. von Lego^®-Bausteinen her bekannt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1

eine prinzipmäßige Darstellung eines Moduls einer Stromgebereinheit und eines Moduls einer Stromnehmereinheit;

Fig.2

die beiden Module im kontaktierten Zustand von Stromgebereinheit und Stromnehmereinheit;

Fig.3

eine Draufsicht in prinzipieller Darstellung einer Stromgebereinheit mit mehreren Modulen in einer gemeinsamen Gehäusestruktur;

Fig.4

eine Draufsicht in prinzipieller Darstellung einer Stromgebereinheit mit mehreren Modulen in einer gemeinsamen Gehäusestruktur in einer anderen Ausgestaltung; und

Fig. 5

eine prinzipielle Darstellung eines Modules einer Stromgebereinheit in einer anderen Ausgestaltung;

Fig.6

eine Gehäusestruktur für ein Modul nach der Fig. 5;

Fig.7

einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6; und

Fig. 8

einen Magnetkörper mit einem Aufnahmegehäuse in Form eines Falzgliedes.

Da die Funktionsweise und die elektrische Verbindung über die Flachkontakte bildenden Magnetkörper aus den in der Beschreibungseinleitung bereits genannten Schriften hinlänglich bekannt ist, wird nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile eingegangen.

Eine Stromgebereinheit mit einer Gehäusestruktur 2, wie sie in der Draufsicht in der Fig. 3 prinzipmäßig und in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellt ist, weist mehrere Module 1 mit jeweils einem Aufnahmegehäuse 3, welches z.B. aus Kunststoff bestehen kann, und darin angeordnete Magnetkörper 4 auf.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung stellt der Ausdruck "Magnetkörper" die allgemeine Bezeichnung für einen Magneten, einen magnetisierbaren Körper oder ein magnetisches Teil dar, durch welche in Verbindung mit einem zweiten Magnetkörper ein magnetisches Feld erzeugt wird bzw. ein magnetisches Kraftfeld.

Der Magnetkörper 4 ist im Inneren des Aufnahmegehäuses 3, welches als Führung für den Magnetkörper 4 ausgebildet ist, axial verschieblich. Vorzugsweise sind der Magnetkörper 4 und das Aufnahmegehäuse 3 zylinderförmig ausgebildet. Selbstverständlich können das Aufnahmegehäuse 3 und der Magnetkörper 4 auch andere Formen, wie z.B. rechteckige oder quadratische Querschnittsformen aufweisen. In jedem Falle muß der Magnetkörper 4 in Richtung auf einem aufzusetzenden Modul 5 einer Stromnehmereinheit 6 verschiebbar bzw. bewegbar sein. Wenn das Aufnahmegehäuse 3 aus nicht elektrisch leitfähigem Kunststoff besteht, muß eine Vorderseite 7, d.h. die Seite die zu der Stromnehmereinheit 6 gerichtet ist, im Bereich des Magnetkörpers 4 mit einer elektrisch leitfähigen Kontaktplatte 8 versehen sein. Gleiches gilt für das Modul 5 der Stromnehmereinheit 6, welche in der Fig. 1 nur gestrichelt und teilweise dargestellt ist. In diesem Falle kann ein Magnetkörper 9 jedoch fest im Inneren eines Aufnahmegehäuses 10 angeordnet sein. Entweder liegt der Magnetkörper 9 dabei direkt an der Vorderseite des Aufnahmegehäuses 10 an oder er gerät ebenfalls über eine elektrisch leitfähige Kontaktplatte 11 auf der Vorderseite in Stromverbindung mit der Kontaktplatte 8 der Stromgebereinheit 1.

Auf der von der Stromnehmereinheit 6 abgewandten Seite befindet sich im Inneren des Aufnahmegehäuses 3 unter dem Magnetkörper 4 ein Rückhalteglied 12 in Form eines Magneten oder magnetisierbaren Teiles. Im Ruhezustand wird der Magnetkörper 4 von dem Rückhalteglied 12 angezogen und befindet sich damit auf Abstand zu der elektrisch leitfähigen Kontaktplatte 8.

Wird nun - wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist - die Stromnehmereinheit 6 mit ein oder mehreren Modulen 5 auf die Stromgebereinheit 2 aufgesetzt, wobei die Module 1 und 5 übereinander zu liegen kommen, so erfolgt eine direkte Verbindung zwischen den beiden Magnetkörpern 4 und 9 über die beiden Kontaktplatten 8 und 11.

Da der Magnetkörper 4 auf seiner Rückseite über ein Verlängerungsglied 13 mit einem elastischen Stromanschlußkontakt 14 versehen ist, wird auf diese Weise auch eine Stromverbindung zu der Stromgebereinheit 1 hergestellt. Bei aufgesetzter Stromnehmereinheit 6 findet aufgrund der elektrischen Kontaktverbindung über die Magnetkörper 4 und 9 mit den Kontaktplatten 8 und 11 eine Stromverbindung zu einem Stromanschlußkontakt 15 auf der Rückseite des Magnetkörpers 9 statt. Der über die Stromgebereinheit 2 eingeleitete Strom oder auch ein Spannungsimpuls kann somit zur Steuerung von elektrischen oder elektronischen Geräten und Einrichtungen eingesetzt werden, die mit dem Stromanschlußkontakt 15 verbunden sind.

Aus der Fig. 3 ist in der Draufsicht ersichtlich, wie mehrere Module 1 (in diesem Fall sieben Stück) gemeinsam in Bohrungen 16 des Strukturgehäuses der Stromgebereinheit 2 aufgenommen sind. Das Strukturgehäuse bildet somit die Stromgebereinheit 2.

Gleiches gilt für die Stromnehmereinheit 6. Auch sie ist als Strukturgehäuse mit mehreren Bohrungen zur Aufnahme der Module 5 ausgebildet.

Die Anzahl und die Form der Gehäusestrukturen 2 und 6 richtet sich dabei nach dem jeweiligen Anwendungsfall. Wenn man die Strukturgehäuse 2 und 6 aus Kunststoff herstellt, lassen sich die verschiedensten Formen bilden. Für die Massenherstellung eignen sich z.B. Spritzgußteile, in die die Bohrungen 16 bereits bei der Herstellung in der gewünschten Form eingebracht sind.

Die Fig. 4 zeigt hierzu ein Strukturgehäuse 2' bzw. 6' in Rechteckform, wobei hintereinander mehrere Module 1 bzw. 5 angeordnet sind. Wie weiterhin aus der Fig. 4 ersichtlich ist, können an dem Strukturgehäuse 2' bzw. 6' Verbindungsglieder 17a und 17b vorgesehen werden, welche z.B. als Schnappglieder in Form von male/female-Teilen miteinander verbunden werden können. Derartige Positiv- und Negativteile 17a und 17b lassen sich an verschiedenen Stellen der Gehäusestruktur anordnen (siehe auch gestrichelte Darstellung in den Längswänden), womit sich bausteinartig Stromgebereinheiten 2' und Stromnehmereinheiten 6' in beliebige Richtungen bzw. Orientierung miteinander verbinden lassen.

Die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Gehäusestrukturen sind wie erwähnt in gleicher Weise sowohl für die Stromgebereinheit 2, 2' als auch für die Stromnehmereinheit 6, 6' möglich.

Wesentlich ist sowohl für die Stromgebereinheit 2 als auch für die Stromnehmereinheit 6, daß die Module 1 und 5 vorgefertigte Einheiten mit Stromanschlußkontakten 14 und Stronamschlußkontakten 15 bilden, welche dann je nach der gewünschten Anforderung in beliebiger Anzahl und Reihenfolge in die Bohrungen 16 des jeweils dazugehörigen Strukturgehäuses 2 bzw. 6 eingesetzt werden und somit beliebig viele Stromverbindungen herstellen.

Wenn die Stromzuführung zu den Stromanschlußkontakten 14 der Module 1 individuell bzw. einzeln erfolgt, so lassen sich bei einer entsprechenden Stromzugabe die Module 1 der Stromgebereinheit 2 einzeln aktivieren und somit auch jeweils einzeln bzw. individuell ein Schaltkontakt zu dem dazugehörigen Modul 5 der Stromnehmereinheit 6 herstellen.

In der Fig. 5 ist eine Ausgestaltung eines Moduls 1 einer Stromgebereinheit 2 in einer Gehäusestruktur dargestellt, die für geringe Ströme geeignet ist bzw. zur Weiterleitung von Signal- oder Steuerimpulsen besonders geeignet ist. In diesem Falle ist es aufgrund der geringen Stromstärke nicht unbedingt erforderlich dafür zu sorgen, daß bei einer nicht aufgesetzten Stromnehmereinheit kein Kontakt des ständig unter Strom stehenden Magnetkörpers 1 mit der Außenseite der Gehäusestruktur oder einer an der Außenseite angebrachten Kontaktplatte besteht, sondern hier ist es ausreichend, wenn der Magnetkörper 1 mit geringem Spiel in der Gehäusestruktur 2 derart angeordnet ist, daß er beim Aufsetzen des Magnetkörpers 9 der Stromnehmereinheit 5 einen einwandfreien Flächenkontakt zwischen den beiden Magnetkörpern 4 und 9 herstellt. Hierzu ist wie ersichtlich zwischen dem Magnetkörper 4 und dem Aufnahmegehäuse 3 ein elastischen Zwischenglied 18 angeordnet, das entsprechende Relativbewegungen des Magnetkörpers 4 gegenüber dem fest in der Gehäusestruktur 2 eingesetzten Aufnahmegehäuses 3 zuläßt. Als Zwischenglied 18 kann z.B. ein elastisches Dichtmittel dienen, das in den Zwischenraum eingebracht wird. Zur besseren Verankerung des Magnetkörpers 4 in dem elastischen Zwischenglied 18 kann dieser mit einem umlaufenden Bund oder mit entsprechenden umfangseitigen Vorsprüngen 19 versehen sein. Als Wegbegrenzungseinrichtung für den Magnetkörper 4 kann gemäß Fig. 5 eine Gewindemutter 20 dienen, die auf einen Gewindeabschnitt des Verlängerungsgliedes 13 des Magnetkörpers 4 aufgeschraubt ist. Dabei ist lediglich dafür zu sorgen, daß ein Spiel, entsprechend der vorgesehenen Bewegung des Magnetkörpers 4 zur Kontaktierung des Magnetkörpers 9 der Stromnehmereinheit 5 zu einer Rückwand 21 der Gehäusestruktur 2 vorhanden ist.

In den Figuren 6 und 7 ist die Ausgestaltung einer Gehäusestruktur 2 für entsprechend quadratisch ausgebildete Magnetkörper 4 nebst quadratischen Aufnahmegehäusen 3 dargestellt. Wie ersichtlich ist auch die Gehäusestruktur 2 quadratisch mit beispielsweise neun quadratischen Aussparungen 22 zur Aufnahme je eines Moduls 1, bestehend aus Magnetkörper 4 und Aufnahmegehäuse 3 mit dazwischen angeordnetem Zwischenglied 18.

Die Fig. 8 zeigt die Ausgestaltung des Moduls 1, welches besonders für eine Großserienfertigung geeignet ist. In diesem Falle ist der Magnetkörper 4 rechteckig oder quadratisch ausgebildet und wird teilweise von einem Falzglied 23, das z.B. ein Blechteil sein kann, als Aufnahmegehäuse umschlossen. Das Falzglied 23 besitzt seitlich Umbordelungen 24 zum Halten und Klemmen des Magnetkörpers 4. An der von der Stromnehmereinheit 6 abgewandten Seite ist das Falzglied 23 mit einer Umfalzung als Anschlagglied 25 versehen, wobei die Umfalzung mit einer Abwinklung gleichzeitig auch ein Verlängerungsglied 13' für einen nicht dargestellten Stromanschluß bildet. Die Umfalzung ist derart angeordnet, daß diese mit Spiel unter bzw. hinter der Grundplatte 21 liegt. In gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 befindet sich dabei zwischen dem Falzglied 23 und dem dieses mit Abstand umgebenen Aufnahmegehäuses 3 das elastische Zwischenglied 18 (nicht dargestellt).