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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Ladestation zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons sowie eine Arbeitsvorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug.
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Im Bereich der Fahrzeugtechnik werden für Benutzer im Allgemeinen und insbesondere für den Fahrer und für die Fahrgäste vermehrt Möglichkeiten angeboten, die die Aufnahme und insbesondere ein elektrisches Laden mobiler Telefone ermöglichen. Problematisch bei herkömmlichen Ladestationen sind der manuelle Aufwand zum Aufnehmen und kontaktieren eines mobilen Telefons an oder in der Ladestation und die oft sehr spezifische Ausgestaltung der elektrischen Kontaktierung im Hinblick auf verwendete Anschlusstypen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung für eine Ladestation zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons und eine Arbeitsvorrichtung, insbesondere ein Fahrzeug, zu schaffen, bei welchem mit einem besonders hohen Maß an Flexibilität und mit einem vergleichbar geringen manuellen Aufwand das elektrische Laden eines mobilen Telefons bewerkstelligt werden kann.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Anordnung für eine Ladestation zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und bei einer Arbeitsvorrichtung, insbesondere einem Fahrzeug, erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung für eine Ladestation zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons geschaffen, welche mit einer Aufnahmeeinheit zu einem lösbar halternden Aufnehmen des Telefons und mit einer Koppel-/Ladeeinheit zu einem lösbaren elektromagnetischen und insbesondere magnetischen Koppeln und zum elektrischen Laden des Telefons ausgebildet ist. Die Koppel-/Ladeeinheit weist mindestens ein ladestationsseitiges erstes Koppelelement mit einem Magnetelement zu einer magnetischen Wechselwirkung auf. Ein jeweiliges ladestationsseitiges erstes Koppelelement ist zum Anpassen einer Position, Ausrichtung und/oder Orientierung beweglich, zum lösbaren elektromagnetischen und insbesondere magnetischen Koppeln mit einem telefonseitigen zweiten Koppelelement und zum elektrischen Laden jeweils gekoppelten mobilen Telefons ausgebildet.
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Hinsichtlich des mechanischen Zusammenführens der ersten und zweiten Koppelelemente kann in diesem Zusammenhang vorangehend und nachfolgend auch von einem elektromagnetisch-mechanischen und insbesondere magnetisch-mechanischen Koppeln zwischen dem ladestationsseitigen ersten Koppelelement und dem telefonseitigen zweiten Koppelelement gesprochen werden
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Gemäß einer zusätzlichen oder alternativen Sichtweise der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung für eine Ladestation zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons, insbesondere eines Mobiltelefons, eines Handys oder dergleichen und/oder für eine Arbeitsvorrichtung und/oder für einen Innenraum eines Fahrzeugs, geschaffen, welche ausgebildet ist
- (i) mit einer Aufnahmeeinheit zum lösbar halternden körperlichen Aufnehmen des Telefons, insbesondere für einen, zu einem oder während eines elektrischen Ladevorgangs des Telefons, und
- (ii) mit einer Koppel-/Ladeeinheit zu einem lösbaren elektromagnetischen und insbesondere magnetischen Koppeln und zum elektrischen Laden des Telefons, insbesondere in einem in der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Zustand,
wobei
- (iii) die Koppel-/Ladeeinheit ein ladestationsseitiges erstes und magnetisches Koppelelement - insbesondere mit einem Magneten oder einem Magnetelement - zu einer magnetischen Wechselwirkung aufweist und
- (iv) das ladestationsseitige Koppelelement zum Anpassen seiner Position, Ausrichtung und/oder Orientierung beweglich, zu einem lösbaren elektromagnetischen und insbesondere magnetischen Koppeln mit einem telefonseitigen zweiten und insbesondere mit einem magnetisierbaren und/oder zum Magnetelement entgegengesetzt magnetischen Koppelelement und zum elektrischen Laden eines jeweils gekoppelten mobilen Telefons ausgebildet ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die vorgeschlagene Anordnung mit einem Adapter ausgebildet, welcher ein telefonseitiges zweites Koppelelement aufweist oder bildet.
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Dieser kann zum Beispiel als ein oder mit einem telefonseitigen Anschluss zum mechanischen und/oder elektrischen Verbinden mit dem Telefon, einem USB-Anschluss vom Mikro-USB-, USB-C- und/oder Lightningtyp ausgebildet sein.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Adapter mit einem oder als ein lösbar befestigbares und/oder koppelbares Teil der Koppel-/Ladeeinheit ausgebildet sein.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung für eine Ladestation sind
- (i) das Magnetelement des ersten Koppelelements als ein oder mit einem Magneten einer bestimmten Polarität und/oder Orientierung und
- (ii) das zweite Koppelelement magnetisch, mit einem Magneten mit einer entgegengesetzten Polarität und/oder Orientierung und/oder als magnetisierbares Element
ausgebildet.
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Alternativ dazu kann das Magnetelement des ersten Koppelelements als ein oder mit einem magnetisierbaren Element und das zweite Koppelelement magnetisch und/oder mit einem Magneten mit einer bestimmten Polarität und/oder Orientierung ausgebildet sein.
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Es bieten sich unterschiedliche kontaktgebundene oder kontaktfreie Übertragungsmöglichkeiten elektrischer Energie von einer zu Grunde liegenden Ladestation zu einem zu ladenden mobilen Telefon an.
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So ist es bei anderen vorteilhaften Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung für eine Ladestation vorgesehen, dass die Koppel-/Ladeeinheit, das ladestationsseitige erste Koppelelement, der Adapter und/oder das telefonseitige zweite Koppelelement für eine Übertragung elektrischer Energie durch direkten elektrischen, galvanischen Kontakt, durch kontaktfreie Übertragung und/oder durch elektromagnetische Induktion ausgebildet ist.
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Ein jeweiliges ladestationsseitiges erstes Koppelelement kann zur Positionierung, Ausrichtung und/oder Orientierung um mindestens eine Schwenkachse verschwenkbar ausgebildet sein, insbesondere für ein zugkraftminimales Abkoppeln und/oder Trennen einer magnetischen Verbindung und/oder Kopplung der ersten und zweiten Koppelelemente.
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Insbesondere kann das ladestationsseitige erste Koppelelement eine entsprechend verschwenkbare Steckeraufnahme aufweisen oder bilden, welche insbesondere über eine Öffnung im Bodenbereich eines oder des Gehäuses der Aufnahmeeinheit in deren Inneres mündet und/oder als Teil der Koppel-/Ladeeinheit ausgebildet ist.
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Zusätzlich oder alternativ können weitere Maßnahmen zur Anpassung der Position, Ausrichtung und/oder Orientierung des ladestationsseitigen Koppelelements ausgebildet sein.
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So ist es gemäß einer zusätzlichen oder alternativen Fortbildung der erfindungsgemäßen Anordnung für eine Ladestation möglich, dass ein jeweiliges ladestationsseitiges erstes Koppelelement, insbesondere mit einer oder als eine Steckeraufnahme, zur Positionierung, Ausrichtung und/oder Orientierung an oder auf einer mit Federelementen federzentrierten und/oder auf einer Lagerplatte gelagerten und lateral verschieblichen Gleitplatte angeordnet ist.
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Eine besonders einfache Handhabbarkeit bei der Ablage und/oder beim elektrischen Laden eines mobilen Telefons ergibt sich für den Benutzer dann, wenn die Aufnahmeeinheit
- (a) als ein oder mit einem auf einer Seite offenen Gehäuse und/oder Schacht mit einer Öffnung zum Zuführen und zum Aufnehmen eines mobilen Telefons,
- (b) lösbar an der Koppel-/Ladeeinheit anbringbar, insbesondere über ein Befestigungsmittel an der Koppel-/Ladeeinheit,
- (c) mit einer ersten Aufnahme-/Klemmfunktion zum Haltern eines mobilen Telefons in einem in der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Zustand, insbesondere über einen klappbaren Klemmdeckel, mit welchem eine Öffnung zum Zuführen und zum Aufnehmen eines mobilen Telefons verschließbar ist, und/oder
- (d) mit einer zweiten Aufnahme-/Klemmfunktion zum Haltern eines mobilen Telefons in einem in der Aufnahmeeinheit und/oder in der ersten Aufnahme-/Klemmfunktion aufgenommenen Zustand, insbesondere über eine Führungsaufnahme und/oder an einer einer Öffnung der Aufnahmeeinheit und insbesondere des Gehäuses abgewandten und einer einer Bodenseite der Aufnahmeeinheit und insbesondere des Gehäuses zugewandten Seite der Aufnahmeeinheit und insbesondere des Gehäuses,
ausgebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung kann als eine Ladestation oder als Teil einer Ladestation zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons für eine Arbeitsvorrichtung und/oder für einen Innenraum eines Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Arbeitsvorrichtung und insbesondere ein Fahrzeug als solche, welche eine erfindungsgemäß ausgestaltete Anordnung zum elektrischen Laden eines mobilen Telefons aufweisen, wobei letztere insbesondere als Teil eines gebildeten Innenraums ausgebildet sein kann.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
- 1 bis 6 zeigen verschiedene perspektivische und teilweise geschnittene Seitenansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung für eine Ladestation.
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 Ausführungsbeispiele und der technische Hintergrund der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.
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Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
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Es besteht Bedarf an einer ladefähigen Telefonaufnahme und/oder Handyaufnahme im Sinne einer Anordnung 1 für eine Ladestation 1' zum elektrischen Laden mobiler Telefone 101, welche für verschiedenartige mobile Telefone 101 unterschiedlicher Bauhöhen zur Aufnahme des jeweiligen Telefons 101 und/oder für eine Ladefunktion geeignet ist.
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Bekannt sind Handyaufnahmen oder Aufnahmen für mobile Telefone 101 im Allgemeinen zum Einstecken ohne Lademöglichkeit und/oder zum Ablegen von Smartphones mit Lademöglichkeit für spezifische Smartphones und ohne Hülle.
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Verwendete Stecker passen dabei herkömmlicherweise nur für spezifische mobile Telefone 101 oder Smartphones. Ein Einstecken beliebiger mobiler Telefone 101 und ein Laden mit Schutzhüllen sind dabei nicht möglich.
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Zusätzlich muss herkömmlicherweise beim körperlichen Aufnehmen und/oder beim Kontaktieren sehr genau gezielt werden, um einen jeweiligen Stecker zu treffen und eine Kontaktierung oder allgemein eine Kopplung für eine Energieübertragung zu bewirken.
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Ein Kernaspekt einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter anderem das Ausbilden eines beweglich gelagerten und/oder federzentrierten Kabels - aufgefasst als ladestationsseitiges erstes Koppelelement 30 - mit magnetischer Steckerkopplung.
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Am Smartphone wird ein spezifischer Magnetadapter mit einem oder als ein telefonseitiges zweites Koppelelement 130 eingesteckt, zum Beispiel nach Art einer Micro-USB-, USB-C-, Lightningkontaktierung oder dergleichen.
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Die 1 bis 6 zeigen dazu verschiedene schematische, perspektivische und teilweise geschnittene Seitenansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 1 für eine Ladestation 1' zum Aufnehmen und elektrischen Laden eines mobilen Telefons 101.
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Dem grundlegenden Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung nach besteht diese einerseits aus einer Aufnahmeeinheit 10 zum lösbar halternden und körperlichen Aufnehmen eines mobilen Telefons 101, insbesondere für einen, zu einem oder während eines elektrischen Ladevorgangs des Telefons 101.
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Des Weiteren ist eine Koppel-/Ladeeinheit 20 zum lösbaren elektromagnetischen Koppeln und zum elektrischen Laden des Telefons 101 ausgebildet, insbesondere zum Laden in einem in der Aufnahmeeinheit 10 aufgenommenen Zustand des Telefons 101.
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Dazu weist die Aufnahmeeinheit 10, die auch als Aufnahmemodul aufgefasst werden kann, ein Gehäuse 40 auf. Das Gehäuse 40 umfasst an der Oberseite 40 a, die auch als offene Seite aufgefasst werden kann, eine Öffnung 41, die mittels eines Klappdeckels oder Klemmdeckels, welcher als erstes Klemmelement 42 fungiert und um eine Schwenkachse 43 in der xy-Ebene um eine zur x-Achse parallele Schwenkachse verschwenkbar ist, verschließbar ist. Über die Öffnung 41 kann das mobile Telefon 101 in das Innere 40i des Gehäuses 40 der Aufnahmeeinheit 10 eingeführt werden. Beim tieferen Einführen wird das Telefon 101 im Bereich oder in der Nähe des Bodens 40b des Gehäuses 40 halternd in einer Führungsaufnahme 44 als zweites Klemmelement aufgenommen. Das zweite Klemmelement 44 ist im Inneren 40i des Gehäuses 40 und an einer Seitenfläche 40s angebracht, und zwar an einer der Oberseite 40a und der Öffnung 41 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 40.
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Die Führungsaufnahme haltert das Telefon 101 insbesondere klemmend. Auch der im Bereich der Öffnung 41 ausgebildete Klappdeckel 42 kann - als Klemmdeckel federvorgespannt - das mobile Telefon 101 klemmend haltern.
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Im Bereich des Bodens 40b des Gehäuses 40 sind eine oder mehrere Öffnungen 40o als Bodenöffnungen ausgebildet, über welche jeweils das erfindungsgemäß vorgesehene ladestationsseitige erste Koppelelement 30 als Teil der Koppel-/Ladeeinheit 20 von unten in das Innere 40i des Gehäuses 40 und damit der Aufnahmeeinheit 10 hineinragt, um in einem aufgenommen und kontaktierten Zustand eine elektromagnetische Kopplung mit einem telefonseitigen zweiten Koppelelement 130, zum Beispiel nach Art eines Adapters am mobilen Telefon 101, zu bewirken, sei diese über einen elektrisch-galvanischen Kontakt oder kontaktlos etabliert.
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Zur möglichst einfachen Herstellung eines Kontakts und/oder allgemein einer Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Koppelelementen 30 bzw. 130 sind die beiden Koppelelemente 30, 130 zu einer magnetischen Wechselwirkung miteinander ausgebildet. Dazu weist das ladestationsseitige, erste Koppelelement 30 zum Beispiel ein Magnetelement 35 auf.
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Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das ladestationsseitige, erste Koppelelement 30 sich aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung seiner Position und/oder Orientierung wechselwirkungsgemäß anpassen kann. Dazu ist das ladestationsseitige, erste Koppelelement 30 an der Koppel-/Ladeeinheit 20 an der Oberseite des entsprechenden Gehäuses 60 um eine Kippachse 66 mittels einer Kippbewegung 66' verschwenkbar oder verkippbar und mittels einer auf einer Lagerplatte 63 entlang Verschiebungsrichtungen 67 durch entsprechende Verschiebebewegungen 67' verschieblichen Gleitplatte 62 verschiebbar ausgebildet. Dabei wird über Federelemente 64 eine verschiebliche Fixierung und Zentrierung der Gleitplatte 62 und des daran angebrachten ladestationsseitigen, ersten Koppelelements 30 bewirkt.
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Das Gehäuse 40 der Aufnahmeeinheit 10 ist über erste und zweite Befestigungsmittel 45 und 46, nämlich einem Steckteil 45 und einer Aufnahme 46, am Gehäuse 60 der Koppel-/Ladeeinheit 20 und insbesondere an deren Deckplatte oder Bodenplatte 61 lösbar befestigbar, und zwar derart, dass ein jeweiliges ladestationsseitiges, erstes Koppelelement 30 durch den Bodenbereich 40b des Gehäuses 40 der Aufnahmeeinheit 10 in das Innere 40i des Gehäuses 40 der Aufnahmeeinheit 10 hineinragt und dort in seiner Position, Orientierung und/oder Ausrichtung anpassbar ist.
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Ein jeweiliges ladestationsseitiges, erstes Koppelelement 30, zu Beispiel nach Art einer Steckeraufnahme 65, eine jeweilige Kippachse 66, die Lagerplatte 63 und die Gleitplatte 62 unterhalb der Deckplatte oder Bodenplatte 61 des Gehäuses 60 der Koppel-/Ladeeinheit 20 fungieren im Zusammenwirken als so genannte Kinematikbaugruppe unterhalb der Handyaufnahmetasche, aufgefasst als erfindungsgemäße Aufnahmeeinheit 10 oder Aufnahmemodul.
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Wie oben beschrieben wurde, ist diese Kinematikbaugruppe so ausgeführt, dass sie ein Fangen eines oder des Magnetadapters, aufgefasst als telefonseitiges zweites Koppelelement 130, am mobilen Telefon 101 oder Smartphone so ermöglicht, so dass es reicht, das mobile Telefon 101 oder Smartphone nur in die Aufnahmeeinheit 10 als Ablage gleiten zu lassen. Eine Ladeverbindung findet sich über magnetische Wechselwirkung in entsprechender Ausrichtung des ladestationsseitigen, ersten Koppelelements 30 relativ zum telefonseitigen, zweiten Koppelelement 130, d.h. über eine gegenseitige magnetische Anziehung einander zugeordneter Koppelelemente.
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Eine Alternative oder zusätzliche Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Handyaufnahme als ein oder mit einem Gehäuse 40 mit einem Einsteckschlitz 41 mit einem ersten Klemmelement 42 und/oder Klemmdeckel auszubilden, welche das Laden verschiedener mobiler Telefone 101 oder Smartphones auch mit verschiedenen Hüllen ermöglichen.
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Die oben bereits beschriebene kinematische Baugruppe im unteren Bereich oder unterhalb der Handytasche 10 und des Gehäuses 40, übernimmt das elektromagnetische und insbesondere magnetische Koppeln und die Ladefunktion, sei diese über eine direkte elektrische, d.h. galvanische, Kontaktierung oder über eine Übertragung mittels magnetischer Induktion realisiert.
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Ein magnetischer oder magnetisierbarer Adapterstecker als oder mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen telefonseitigen, zweiten Koppelelement 130 am mobilen Telefon 101, Mobiltelefon oder Smartphone kann dabei ein magnetisch geführtes und/oder automatisches Verbinden des Telefons 101 für ein kabelbasiertes oder kabelloses Laden realisieren.
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Am oder im Boden 40b der Handyaufnahme 10 und seinem Gehäuse 40 kann bei einer Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der Koppel-/Ladeeinheit 20 ein magnetisches Gegenstück mit einer Kabelanbindung in einem oder als ein ladestationsseitiges Koppelelement 30 ausgebildet sein und zum Beispiel gleitfähig auf einer federzentrierten Platte 62 gelagert sein, so dass ein jeweiliges Telefon 101 oder Smartphone in jeder Position kontaktiert werden kann, und zwar durch magnetisch geführte Positionierung, Orientierung und/oder Ausrichtung des stationsseitigen Koppelelements 30.
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Bei der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 1 für eine Ladestation 1' sind eine Längserstreckungsrichtung X, eine Quererstreckungsrichtung Y sowie eine Höhenrichtung Z parallel zu den Raumrichtungen x, y bzw. z ausgerichtet.
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Die lösbare Anbringbarkeit der Aufnahmeeinheit 10 mit dem Gehäuse 40 am Gehäuse 60 der Koppel-/Ladeeinheit 20, zum Beispiel über ein Arretieren und Lösen der Befestigungsmittel 45, 46, ermöglicht zum einen eine sichere Montage und zum andern eine Lösbarkeit und ein Herausnehmen der Aufnahmeeinheit 10, zum Beispiel zu Reinigungszwecken oder dergleichen.
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Die Kippbewegung der ladestationsseitigen, ersten Koppelelemente, zum Beispiel in Form von Steckeraufnahme 65, um jeweilige Kippachsen 66 sorgen für einen erfindungsgemäß erforderlichen Winkelausgleich und bewirken eine leichtere Aufnahme, Entnahme, Kontaktierung bzw. Kontaktlösung eines jeweiligen mobilen Telefons 101 mit seinem telefonseitigen, zweiten Koppelelement 130 in Bezug auf das ladestationsseitige, erste Koppelelement 30. Die Verschiebbarkeit der Gleitplatte 62 auf der Lagerplatte 63 durch Verschiebebewegungen 67' in den Verschieberichtungen 67 bewirkt einen für die Kontaktierung des mobilen Telefons 101 gegebenenfalls erforderlichen Seitenausgleich, insbesondere in der xy-Ebene.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung
- 1'
- Ladestation
- 10
- Aufnahmeeinheit, Aufnahmemodul
- 20
- Koppel-/Ladeeinheit, Koppel-/Lademodul
- 20'
- Kontakt-/Ladeeinheit, Kontakt-/Lademodul
- 30
- ladestationsseitiges/erstes Koppelelement
- 35
- Magnet, Magnetelement
- 40
- Gehäuse der Aufnahmeeinheit 10
- 40a
- offene Seite, Oberseite des Gehäuses 40
- 40b
- Boden, Bodenseite, Unterseite des Gehäuses 40
- 40i
- Inneres
- 40o
- Öffnung am Boden 40b des Gehäuses 40, Bodenöffnung
- 40s
- Seitenfläche
- 41
- Öffnung
- 42
- Klapp-/Klemmdeckel, (erstes) Klemmelement
- 43
- Schwenkachse
- 44
- Führungsaufnahme, (zweites) Klemmelement
- 45
- (erstes) Befestigungsmittel, Steckteil
- 46
- (zweites) Befestigungsmittel, Aufnahme, Aufnahmeteil
- 60
- Gehäuse der Koppel-/Ladeeinheit 20
- 61
- Bodenplatte/-bereich
- 62
- Gleitplatte/-bereich
- 63
- Lagerplatte/-bereich
- 64
- Feder/-element
- 65
- Steckeraufnahme
- 66
- Kippachse der Steckeraufnahme
- 66'
- Kippbewegung, Schwenkbewegung
- 67
- Verschiebungsrichtung, Verschiebung
- 67'
- Verschiebungsbewegung
- 100
- Arbeitsvorrichtung, Fahrzeug
- 101
- (mobiles) Telefon, Mobiltelefon, Handy
- 130
- telefonseitiges/zweites Koppelelement
- x
- Raumrichtung
- X
- Längserstreckungsrichtung
- y
- Raumrichtung
- Y
- Querstreckungsrichtung
- x
- Raumrichtung
- Z
- Höhenrichtung
