устройство для создания электрического соединения

Формула изобретения

1. Устройство для создания электрического соединения между двумя поворотными вокруг одной оси (5) по отношению друг к другу частями (3, 4), в частности, частями транспортного средства, причем первая часть (3) снабжена токоподающим блоком (1), а вторая часть (4) снабжена токоберущим блоком (2), токоподающий блок (1) и токоберущий блок (2) расположены в зоне оси (5) с возможностью контактирования токоподающего блока (1) и токоберущего блока (2) между собой, по меньшей мере, в одном конечном положении движения поворота частей (3, 4), отличающееся тем, что контактные элементы (1а, 2а) токоподающего блока (1) и токоберущего блока (2) расположены и/или выполнены в отношении своей формы с возможностью трения друг о друга перед достижением конечного положения частей (3, 4) транспортного средства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактные элементы (1а, 2а) имеют плоскую контактную поверхность (1b, 2b).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что контактные элементы (1а) токоподающего блока (1) и/или контактные элементы (2а) токоберущего блока (2) установлены в, по меньшей мере, частично упругой стенке соответствующего токоподающего блока (1) или токоберущего блока (2).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что контактные элементы (1а, 2а) залиты или влагонепроницаемо вставлены в, по меньшей мере, частично упругую стенку.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактные элементы (1а, 2а) или их плоская контактная поверхность (1b, 2b) имеют участок вогнутой или выпуклой наружу формы.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токоподающий блок (1) и/или токоберущий блок (2) имеют вогнутую поверхность, в которую заделаны соответствующие контактные элементы (1а, 2а) или их плоская контактная поверхность (1b, 2b).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что части (3, 4) соединены посредством, по меньшей мере, одного шарнира (6) с возможностью поворота, а токоподающий блок (1) и токоберущий блок (2) расположены на соответствующей половине (7а, 7b) шарнира.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что токоподающий блок (1) и/или токоберущий блок (2) соединены посредством соединения (8, 9) в форме ласточкина хвоста с соответствующей половиной (7а, 7b) шарнира.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая часть (3) выполнена в виде первой части транспортного средства, в частности, в виде рамы транспортного средства, а вторая часть (4) в виде второй части транспортного средства, в частности, в виде задней двери, капота двигателя, крышки багажника или двери.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что токоподающий блок (1) и токоберущий блок (2) расположены с возможностью контактирования между собой в закрытом состоянии второй части (4) транспортного средства.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токоподающий блок (1) и токоберущий блок (2) содержат пластмассовый корпус.

12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что на обратной стороне токоподающего блока (1) и/или токоберущего блока (2), обращенной от плоских контактов (1b, 2b), выполнен паз (10) в форме ласточкина хвоста, который совпадает с пазом (11) в форме ласточкина хвоста соответствующей половины (7a, 7b) шарнира для размещения фиксирующей пластинки (12).

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что расположенный на второй части (4) транспортного средства токоберущий блок (2) имеет радиус, частично охватывающий ось (5) шарнира (6).

14. Устройство по п.7, отличающееся тем, что ось шарнира (6) снабжена отдельным контактным элементом (16) для создания электрического соединения.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что отдельный контактный элемент (16) выполнен в виде упругой шайбы для передачи низковольтного напряжения с одной половины (7а) шарнира на другую половину (7b).

16. Шарнир для устройства для создания электрического соединения по любому из пп.1-15.

17. Шарнир по п.16, отличающийся тем, что обе половины (7а, 7b) шарнира имеют на своих поверхностях, предназначенных для связи токоподающего блока (1) или токоберущего блока (2), паз или выступ (8а, 9а) в форме ласточкина хвоста для образования соединения (8, 9) в форме ласточкина хвоста с целью связи токоподающего блока (1) или токоберущего блока (2).

18. Шарнир по п.17, отличающийся тем, что обе половины (7а, 7b) шарнира имеют на своих обращенных от общей оси (5) торцевых сторонах паз (11) или выступ в форме ласточкина хвоста, проходящий, в основном, перпендикулярно соединению (8, 9) в форме ласточкина хвоста.

19. Шарнир по п.17, отличающийся тем, что в половинах (7а, 7b) шарнира выполнены вырезы (17) для пропускания проводов (14, 15) и т.п.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для создания электрического соединения между двумя поворотными вокруг одной оси по отношению друг к другу частями, в частности частями транспортного средства.

Поворотные по отношению друг к другу части, между которыми необходимо создать электрическое соединение, встречаются во всех областях техники.

Под понятием «части транспортного средства» следует понимать как автомобили, так и безрельсовые транспортные средства, а также прочие наземные, морские или воздушные транспортные средства. Транспортные средства описанного рода требуют во множестве точек токоподвода для подключения различных оконечных приборов, например фар, обогревателей задних стекол, стеклоочистителей и т.п., поскольку транспортные средства содержат множество поворотных по отношению друг к другу частей, они должны надежно перекрываться электрическим соединением с тем, чтобы обеспечить в нужных зонах токоподвод.

У автомобилей или безрельсовых транспортных средств поворотные по отношению друг к другу части представляют собой, как правило, раму, по отношению к которой с возможностью поворота установлены различные части. При этом речь может идти, например, о задней двери (в цельном или составном выполнении), дверях, загрузочных отверстиях или капоте двигателя. В частности, если обе поворотные по отношению друг к другу части выполнены в виде рамы и задней двери, то к электрическому соединению между этими обеими частями следует предъявлять особенно высокие требования, поскольку через электрическое соединение должны эксплуатироваться оконечные приборы с высоким потреблением электроэнергии, например обогреватель заднего стекла, задние фонари или стеклоочистители. Кроме того, электрическое соединение предназначено также для питания током установленного на задней двери освещения салона.

Названные конечные потребители обслуживаются и управляются, в целом, независимо друг от друга, так что необходимо множество отдельных соединений.

Из общего уровня техники известно расположение между рамой транспортного средства и задней дверью свободно проходящего кабельного жгута, которому обеспечивают такой люфт, чтобы были возможны как полное открывание, так и полное закрывание задней двери. Недостаток при этом, однако, состоит в том, что кабельный жгут из-за длительного процесса открывания и закрывания задней двери сгибается или надламывается. В качестве отягощающего обстоятельства это происходит также при относительно низких температурах, так что работоспособность не обеспечивается с достаточной надежностью в течение всего срока службы транспортного средства. За счет люфта, который кабельный жгут обязательно должен иметь, постоянно существует, кроме того, опасность того, что кабельный жгут будет вырван или поврежден, если случайно зацепится за что-нибудь.

В основе настоящего изобретения лежит поэтому задача создания устройства для создания электрического соединения между двумя поворотными вокруг одной оси по отношению друг к другу частями, которое обеспечивало бы надежное и недорогое электрическое соединение.

Согласно изобретению эта задача решается посредством отличительной части п.1 формулы.

За счет расположения токоподающего и токоберущего блоков в зоне оси, вокруг которой поворачиваются части, можно простым образом достичь надежного контактирования между собой токоподающего и токоберущего блоков, по меньшей мере, в одном конечном положении поворотного движения частей. Производственные допуски или размеры зазоров не оказывают при этом никакого негативного влияния на возможность контактирования токоподающего блока с токоберущим блоком.

В кабельном жгуте для перекрытия обеих поворотных по отношению друг к другу частей тем самым больше нет необходимости.

Неявным образом заявитель обнаружил, что, например, при выполнении первой части в виде рамы транспортного средства, а второй части в виде задней двери отделение токоподающего блока от токоберущего блока в процессе открывания совершенно не представляет собой проблемы, поскольку потребитель, например обогреватель заднего стекла, стеклоочиститель заднего стекла или задние фонари, в открытом состоянии задней двери не требуют никакого тока без ухудшения комфорта, поэтому можно отделить электрическое соединение между обеими частями. При закрывании задней двери токоберущий блок снова контактирует с токоподающим блоком, при этом осуществляется соответствующее питание потребителей. Расположение токоподающего и токоберущего блоков не ограничено зоной оси поворотного сочленения, например шарнира. Токоподающий и токоберущий блоки могут быть расположены, напротив, в каком-либо месте вдоль теоретической оси вращения.

Предпочтительно, что обусловленные производством и использованием допуски на расстояние между задней дверью и рамой в закрытом состоянии не имеют никаких негативных последствий на контактирование токоподающего блока с токоберущим блоком, поскольку расстояние между задней дверью и рамой в зоне оси, в целом, не зависит от допусков.

Предпочтительно, если поворотные по отношению друг к другу части соединены, по меньшей мере, одним шарниром, а токоподающий и токоберущий блоки расположены соответственно на одной половине шарнира.

Расположение токоподающего и токоберущего блоков соответственно на одной половине шарнира оказалось особенно подходящим. Движение поворота частей по отношению друг к другу задано, в основном, шарнирами, так что части в зоне шарниров закрываются также особенно точно по размеру. За счет того что не требуется предпринимать никаких особых изменений на частях, например просверливать отверстия для держателей и т.п., токоподающий и токоберущий блоки можно использовать простым образом, также впоследствии, для создания электрического соединения между частями.

В одном конструктивном варианте выполнения изобретения может быть предусмотрено, что токоподающий и/или токоберущий блок соединены с соответствующей половиной шарнира посредством соединения «ласточкин хвост».

Подобное соединение является стабильным, осуществляется конструктивно просто и недорого. Кроме того, замена токоподающего или токоберущего блока в целях ремонта возможна простым образом.

В усовершенствовании изобретения может быть предусмотрено, что выполненные в виде плоских контактов поверхности контактных элементов токоподающего и/или токоберущего блока имеют соответственно вогнутую и выпуклую наружу формы.

Будучи обусловлено движением поворота подвижных частей, на которых непосредственно или через шарниры закреплены токоподающий и/или токоберущий блок, токоподающий и токоберущий блоки контактируют посредством движения, соответствующего, как правило, дуге окружности (т.е. радиально по отношению друг к другу). За счет вогнутой формы контактных элементов или плоских контактов токоподающего и/или токоберущего блока достигается то, что плоские контакты перед достижением конечного положения скользят друг по другу или трутся друг о друга. В результате с контактов стираются возможные загрязнения, отложения и т.п., так что достигается надежное контактирование в конечном положении.

Предпочтительным является то, что контактные элементы установлены в токоподающем и/или токоберущем блоке упруго или подпружиненно.

За счет этого контактные элементы токоподающего и токоберущеого блоков в процессе скольжения или трения могут, при необходимости, отклоняться в направлении давления. Это предотвращает повреждение контактных элементов и одновременно гарантирует очищающее трение между контактными элементами или плоскими контактами. Для упругой установки контактные элементы на своих обращенных от плоских контактов обратных сторонах могут быть расположены в упругом слое, например из резины или силикона. Упругий слой обеспечивает определенное отклонение контактных элементов. Преимущественно контактные элементы установлены упруго независимо друг от друга. Для этого, например, установка контактных элементов может быть выполнена на силиконовой подушке.

В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрено также, что контактные элементы токоподающего и/или токоберущего блока установлены в, по меньшей мере, частично упругой стенке соответствующего токоподающего или токоберущего блока.

Расположение в, по меньшей мере, частично упругой стенке также обеспечивает отклонение контактных элементов, если давление превышает заданное значение. Предпочтительно при этом, кроме того, что отдельные контактные элементы установлены, таким образом, с возможностью движения независимо друг от друга, при этом каждый контактный элемент без оказания влияния другими контактными элементами контактирует с предусмотренным контактным элементом соответственно другого блока. Особенно предпочтительная форма выполнения упругой стенки раскрыта в DE 19930642.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения приведены в других зависимых пунктах формулы.

Шарнир со средствами для связи токоподающего и токоберущего блоков охарактеризован в независимом пункте.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено:

- фиг.1: вид сбоку устройства согласно изобретению в состоянии, в котором токоподающий блок контактирует с токоберущим блоком;

- фиг.2: вид сбоку устройства согласно изобретению в состоянии, в котором токоподающий блок не контактирует с токоберущим блоком;

- фиг.3: вид сверху устройства по стрелке III согласно фиг.1;

- фиг.4: вид устройства по стрелке IV согласно фиг.1;

- фиг.5: вид устройства по стрелке V согласно фиг.1;

- фиг.6: вид устройства по стрелке VI согласно фиг.1;

- фиг.7: вид сверху токоподающего блока;

- фиг.8: вид сбоку токоподающего блока по стрелке VIII согласно фиг.7;

- фиг.9: разрез токоподающего блока по линии IX-IX согласно фиг.7;

- фиг.10: фрагмент Х токоберущего блока согласно фиг.2;

- фиг.11: вид сбоку токоберущего блока по стрелке XI согласно фиг.10;

- фиг.12: вид сверху токоберущего блока по стрелке XII согласно фиг.10;

- фиг.13: вид сверху шарнира со средствами для связи токоподающего и токоберущего блоков;

- фиг.14: вид с торца шарнира по стрелке XIV согласно фиг.13;

- фиг.15: вид сбоку шарнира по стрелке XV согласно фиг.13;

- фиг.16: отдельный контактный элемент, выполненный в виде упругой шайбы, в соответствии с фрагментом Y на фиг.13;

- фиг.17: вид сбоку отдельного контактного элемента по стрелке XVII из фиг.16.

Как показано на фиг.1-6, устройство согласно изобретению для создания электрического соединения содержит токоподающий блок 1 и токоберущий блок 2. Токоподающий блок 1 расположен при этом на первой части 3, а токоберущий блок 2 - на второй части 4 транспортного средства. Обе части 3, 4 транспортного средства принципиально показаны на фиг.2. При этом первая часть 3 может представлять собой раму транспортного средства (не показано). Вторая часть 4 может быть выполнена в виде, например, задней двери транспортного средства.

Поскольку конкретное выполнение частей транспортного средства является несущественным для реализации изобретения, соответствующее описание опущено.

Изображенное устройство согласно изобретению не ограничено частями транспортного средства. Напротив, решение согласно изобретению может применяться во всех областях техники.

Токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки располагают в зоне оси 5, вокруг которой части 3, 4 транспортного средства установлены с возможностью поворота по отношению друг к другу.

В показанном примере выполнения токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки расположены на шарнире 6. При этом токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки расположены на соответствующей половине 7а, 7b шарнира. Половины 7а, 7b отделены осью шарнира 6. Ось шарнира 6 соответствует, следовательно, оси 5, вокруг которой с возможностью поворота по отношению друг к другу установлены части 3, 4 транспортного средства.

В примере выполнения токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки расположены на шарнире 6, однако изобретение не ограничено этим. Токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки могут быть расположены в любом месте вдоль теоретической оси, вокруг которой с возможностью поворота по отношению друг к другу установлены части 3, 4 транспортного средства.

Как видно из фиг.1, токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки контактируют в конечном положении поворота частей 3, 4 транспортного средства. При этом речь может идти, например, о положении, в котором задняя дверь транспортного средства закрыта. При этом речь может идти о цельной или составной задней двери.

Предусмотрено, что токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки соединены с соответствующей половиной 7а, 7b шарнира посредством соединения 8, 9 в форме ласточкина хвоста.

Как следует из предпочтительного варианта выполнения, показанного на фиг.3, половина 7b шарнира имеет для соединения с токоберущим блоком 2 выступ 9а в форме ласточкина хвоста. Токоберущий блок 2 имеет соответствующий ему паз 9b в форме ласточкина хвоста. Аналогично этому, как видно из фиг.5, половина 7а шарнира, предусмотренная для расположения токоподающего блока 1, снабжена выступом 8а в форме ласточкина хвоста. Токоподающий блок 1 имеет соответствующий ему паз 8b в форме ласточкина хвоста, так что между токоподающим блоком 1 и половиной 7а шарнира возникает соединение 8 в форме ласточкина хвоста.

Расположение токоподающего 1 и токоберущего 2 блоков на шарнире 6 возможно тем самым простым образом. При необходимости соединение также простым образом может быть разъединено. Во избежание случайного разъединения токоподающего блока 1 или токоберущего блока 2 может быть предусмотрена дополнительная фиксация посредством винта (не показан) и т.п.

На фиг.2 изображены контактные элементы 1а токоподающего блока 1 и обозначенные штриховыми линиями контактные элементы 2а токоберущего блока 2. Контактные элементы 1а, 2а имеют плоскую контактную поверхность 1b, 2b. Контактные элементы 1а, 2а расположены таким образом, что они или их плоская контактная поверхность 1b, 2b контактировали между собой в изображенном на фиг.1 конечном положении. Контактные элементы 1а, 2а описаны ниже более подробно.

Токоподающий блок 1 имеет на своей обращенной от плоской контактной поверхности 1b обратной стороне паз 10 в форме ласточкина хвоста. Этот паз 10 виден на фиг.3, 8. На фиг.1, 2 паз 10 обозначен штриховой линией. Паз 10 совпадает с пазом 11 в форме ласточкина хвоста половины 7а шарнира. Этот паз 11 показан на фиг.4, 13. На фиг.1, 2 паз 11 также обозначен штриховой линией. Паз 10 служит в сочетании с пазом 11 для фиксации токоподающего блока 1 на половине 7а шарнира. Для этого, как показано на фиг.2, заднюю стенку или фиксирующую пластинку 12 вставляют в пазы 10, 11. Фиксирующая пластинка 12 проходит, таким образом, как через паз 10, так и через паз 11 половины 7а шарнира. Благодаря фиксирующей пластинке 12 и пазам 10, 11 соединение 8 между токоподающим блоком 1 и половиной 7а шарнира не может больше разъединиться.

Фиксирующая пластинка 12 обеспечивает фиксацию токоподающего блока 1 без необходимости просверливания отверстий, которые ограничили бы внутреннее пространство токоподающего блока 1.

Токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки могут содержать пластмассовый корпус. Контактные элементы 1а, 2а расположены в токоподающем 1 и токоберущем 2 блоках таким образом и/или выполнены в отношении своей формы таким образом, что они трутся друг о друга перед достижением изображенного на фиг.1 конечного положения.

На фиг.2 изображено предпочтительное для этого выполнение контактных элементов 1а, 2а. На фиг.9 изображен разрез предпочтительного выполнения токоподающего блока 1 с контактными элементами 1а.

Как видно из фиг.2, 9, плоская контактная поверхность 1b контактных элементов 1а имеет в предпочтительном варианте выполнения участок вогнутой или выпуклой наружу формы. В качестве альтернативы или дополнительно к этому участок плоской контактной поверхности 2b контактных элементов 2а токоберущего блока 2 также может иметь вогнутую форму. Вогнутая форма вызывает контактирование контактных элементов 1а, 2а, прежде чем будет достигнуто конечное положение. Таким образом, плоская контактная поверхность 1b, 2b очищается от возможных загрязнений или налетов.

В изображенном на фиг.9 предпочтительном выполнении токоподающего блока 1 предусмотрено, что контактные элементы 1а установлены упруго. Для этого токоподающий блок 1 имеет упругий слой 13, например из силикона или резины, расположенный на обращенной от плоской контактной поверхности 1b контактных элементов 1а обратной стороне. Упругий слой 13 обеспечивает возможность отклонения контактных элементов 1а, начиная с определенного давления, возникающего в результате контактирования с контактными элементами 2а, в направлении упругого слоя 13. Это предотвращает повреждение контактных элементов 1а.

В качестве альтернативы или дополнительно к упругой установке контактных элементов 1а контактные элементы 2а также могут быть установлены упруго. Упругой установки контактных элементов 1а, однако, достаточно.

В качестве альтернативы тому, что участок плоской контактной поверхности 1b имеет вогнутую форму, может быть также предусмотрено, что токоподающий блок 1 или, при необходимости, токоберущий блок 2 имеют вогнутую поверхность, в которую заделана плоская контактная поверхность 1b или, при необходимости, плоская контактная поверхность 2b.

В другом выполнении (не показано) может быть также предусмотрено, что контактные элементы 1а, 2а токоподающего 1 и токоберущего 2 блоков установлены в, по меньшей мере, частично упругой стенке соответствующего токоподающего блока 1 или токоберущего блока 2. Контактные элементы 1а, 2а могут быть при этом залиты или влагонепроницаемо вставлены в, по меньшей мере, частично упругую стенку. По меньшей мере, частично упругая стенка может быть выполнена, например, в виде пластиковой мембраны. Особенно предпочтительная форма выполнения раскрыта в DE 19930642, на которую в этом отношении дана ссылка.

Как показано на фиг.9 в сочетании с фиг.7, контактные элементы 1а соединены с подводящими проводами 14, ведущими к источнику тока (не показан).

Токоподающий блок 1 содержит в примере выполнения три контактных элемента 1а. Токоберущий блок 2 содержит соответствующие им также три контактных элемента 2а. Само собой, для этого возможно также любое другое число контактных элементов 1а, 2а. Контактные элементы 1а, 2а могут быть предназначены, например, для питания обогревателя заднего стекла, стеклоочистителя заднего стекла и задних фонарей.

Как показано на фиг.1 и 2 и, в частности, на фиг.10, токоберущий блок 2 имеет радиус, по меньшей мере, частично охватывающий ось 5 шарнира 6. При этом возникает особенно предпочтительное соединение контактных элементов 2а с контактными элементами 1а.

На фиг.11 представлен паз 9b в форме ласточкина хвоста токоберущего блока 2 для соединения с выступом 9а в форме ласточкина хвоста половины 7b шарнира.

На фиг.12 показаны контактные элементы 2а, которые аналогично контактным элементам 1а содержат плоскую контактную поверхность 2b, в основном, прямоугольной формы. Каждый контактный элемент 2а соединен с проводом 15, ведущим к потребителю.

На фиг.13-17 подробно показан шарнир 6 со средствами для связи токоподающего 1 и токоберущего 2 блоков.

Как видно из фиг.13, в обеих половинах 7а, 7b шарнира выполнены вырезы 17, через которые простым образом могут быть пропущены подводящие провода 14 к токоподающему блоку 1 и провода 15 от токоберущего блока 2. На фиг.13 показан далее паз 11 в форме ласточкина хвоста, который предназначен для фиксации с фиксирующей пластинкой 12. Подобный паз 11 может быть предусмотрен также для фиксации токоберущего блока 2 в половине 7b шарнира.

Паз 13 проходит, как видно из сочетания фиг.13 с фиг.14, под углом 90° к выступу 8а в форме ласточкина хвоста.

На фиг.13 и 14, а также подробно на фиг.16 и 17 показан отдельный контактный элемент 16 для создания электрического соединения между обеими половинами 7а, 7b шарнира. Отдельный контактный элемент 16 расположен при этом на оси 5. В данном примере предусмотрено, что отдельный контактный элемент 16 выполнен в виде упругой шайбы, как показано на фиг.16, 17. Упругая шайба предназначена для передачи низковольтного напряжения с половины 7а шарнира на половину 7b. Предпочтительным образом благодаря этому можно передавать напряжение также в открытом состоянии шарнира 6, т.е. если контактные элементы 1а не находятся в контакте с контактными элементами 2а. Указанная упругая шайба может использоваться, например, для питания освещения салона.

Токоподающий 1 и токоберущий 2 блоки могут быть снабжены в альтернативном варианте выполнения магнитным устройством расцепления, описанным в ЕР 0573471.