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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Riegelmechanismus
und genauer gesagt einen Riegelmechanismus mit passiver Arretierung
mit zwei einseitig eingespannten Armen, die sich von einer gemeinsamen
Basis aus erstrecken.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
der Telekommunikationsindustrie werden die Produkte immer kleiner,
um den Anforderungen der Kunden zu genügen. Kleine Produktgrößen sind ein
wertvolles Attribut, weil sie für
den Benutzer leichter zu handhaben sind und bequemer aufzubewahren,
wenn sie nicht verwendet werden, beispielsweise innerhalb einer
Brieftasche, einem Geldbeutel, etc.. Als Ergebnis der kleineren
Größen sind
stärkere Designs
und innovative Lösungen
notwendig, um sicherzustellen, dass die Produkte nicht zerbrechen oder
anderweitig beschädigt
werden, wenn sie von den Kunden gehandhabt werden. Ein besonders schwieriger
Bereich sind Riegelmechanismen zum Sichern von Strom- und/oder Kommunikations-Steckverbindern
an drahtlosen mobilen Kommunikationsterminals. Solche Riegelmechanismen
sollten eine ausreichende mechanisch Festigkeit bieten, um den Steckverbinder
angebracht zu halten, während
sie den physikalischen Größenbeschränkungen kleinerer
Produktgrößen unterliegen.
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Riegeldesigns
für Steckverbinder
schlagen typischerweise entweder den Weg der positiven Arretierung
oder der passiven Arretierung ein. Eine positive Verriegelung erfordert
es, dass der Benutzer einen Bereich des Steckverbinder-Mechanismus
manuell presst, um die Verriegelung außer Eingriff zu bringen. Im
Gegensatz dazu ermöglicht
es die passive Verriegelung dem Benutzer, einfach an dem Steckverbinder
zu ziehen, um den Riegelmechanismus außer Eingriff zu bringen. Während die
positive Arretierung teurer ist und mehr Platz benötigt, sind passive
Arretierschemata etwas fehleranfälliger. Während eine
Anzahl von passiven Arretiermechanismen vorgeschlagen worden ist,
haben sich diese Mechanismen nicht für Anwendungen als adäquat erwiesen,
insbesondere für
die kleineren Steckverbinder, die normalerweise mit drahtlosen mobilen Kommunikationsterminals
verwendet werden.
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Ein
Beispiel eines passiven Arretiermechanismus ist in dem Patentdokument
FR-A-2012756 gezeigt.
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Daher
besteht eine Notwendigkeit für
einen passiven Verriegelungsmechanismus für Steckverbinder, der die mechanische
Festigkeit bietet, die dazu erforderlich ist, den Mechanismus innerhalb
der zugehörigen
Aufnahme zu halten, und der dennoch so bemessen ist, dass er zu
den physikalischen Beschränkungen
der kleineren Produktgrößen passt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Der
Riegelmechanismus beinhaltet zwei gegenüberliegende Arme, die zwischen
einer offenen, beabstandeten und einer geschlossenen Position verformbar
sind, in welcher die Arme sich berühren oder nahe aneinander angeordnet
sind. Der Mechanismus kehrt in die offene Position zurück, wenn
keine äußeren Kräfte aufgebracht
werden. Wenn sie sich in der offenen Position befinden, bieten die
Arme eine federartige Expansionskraft, die der Verformung in die
geschlossene Position entgegenwirkt. Wenn sie innerhalb einer Aufnahme
eingesetzt sind und in Richtung der geschlossenen Position verformt
sind, zwingt die Federkraft daher die Arme zurück in die offene Position.
Bei vollständiger
Einführung
springen die Arme der meisten Ausführungsformen nach außen und
zwingen dabei in der Nähe
des Einführendes
der Arme vorhandene Widerhaken nach außen gegen eine Rückhaltewand
in der Aufnahme, um dadurch den Riegelmechanismus und so auch den Steckverbinder
an seiner Stelle zu halten. Vorzugsweise dehnen sich bei vollständiger Einführung in
die Aufnahme hinein die Arme schnell in die offene Position aus,
was zu einem hörbaren
Einschnappen führt, das
vom Benutzer gehört
wird.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Riegelmechanismus ein
externes Ende mit einer einstückigen
Basis sowie ein Einführende
mit sich von der Basis aus erstreckenden einseitig eingespannten
Armen. Die Arme sind selektiv zwischen einer offenen und einer geschlossenen
Orientierung positionierbar, wobei sich eine Öffnung zwischen den Armen in
der offenen Orientierung erstreckt. Jeder der Arme beinhaltet außerdem Widerhaken,
die sich nach außen
erstrecken und die von dem äußeren Ende
entfernt positioniert sind. Die Arme sind vorzugsweise so positioniert,
dass sie im allgemeinen parallel zueinander vorgesehen sind, so dass
sie einen allgemeinen U-förmigen
Körper
mit der Basis in der offenen Konfiguration bilden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform,
in welcher die Arme Spannklauen beinhalten können, die sich einwärts von
jedem der Arme aus erstrecken, sind die Arme in zumindest zwei Ebenen
versetzt, so dass die Arme zwischen einer offenen und einer geschlossenen
Orientierung bewegt werden können. Die
Spannklauen sind dann in unterschiedlichen vertikalen Ebenen positioniert,
so dass sie sich überlappen,
wenn sich die Arme in der geschlossenen Orientierung befinden. Wenn
sich die Arme in der offenen Orientierung befinden, ist eine Kanalöffnung zwischen
den Spannklauen beabstandet, welche in die Öffnung hineinführt. Die
Kanalöffnung
wird geschlossen durch die überlappenden
Spannklauen, wenn sich die Arme in der geschlossenen Orientierung
befinden.
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Der
beanspruchte einseitig eingespannte Riegelmechanismus ermöglicht ein
erfolgreiches passives Verriegeln, während gleichzeitig ein weniger
fehleranfälliger
robuster Aufbau geschaffen wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebauten Riegelmechanismus.
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2 ist
eine Draufsicht des in 1 dargestellten Riegelmechanismus.
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3A ist
eine Seitenansicht, die den Riegelmechanismus in der offenen Orientierung
vor dem Einführen
in eine Aufnahme hinein zeigt.
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3B ist
eine Seitenansicht, die den Riegelmechanismus in der geschlossenen
Orientierung während
des Einführens
in die Aufnahme hinein zeigt.
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3C ist
eine Seitenansicht, die dem Riegelmechanismus in der offenen Orientierung
nach dem Hindurchtreten durch die Aufnahme zeigt.
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4A ist
eine Draufsicht des Riegelmechanismus aus 3A.
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4B ist
eine Draufsicht des Riegelmechanismus in 3B.
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4C ist
eine Draufsicht des Riegelmechanismus in 3C.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Riegelmechanismus.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
eines Riegelmechanismus.
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7A ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen alternativen Ausführungsform
eines Riegelmechanismus, und
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7B ist
eine Seitenansicht, die den Riegelmechanismus der 7A in
der geschlossenen Position zeigt, wie er sich um ein Objekt herum
erstreckt.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen im allgemeinen und auf 1 im
besonderen ergibt sich, dass die Darstellungen eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung beschreiben sollen und die Erfindung nicht darauf beschränken sollen.
Wie sich am besten aus 1 ergibt, ist der einseitig
eingespannte Riegelmechanismus, im allgemeinen mit 10 bezeichnet, dargestellt,
wie er gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist. Der Riegelmechanismus 10 beinhaltet eine
Basis 20, von welcher aus sich zwei eingespannte Arme 30 erstrecken.
Der Riegelmechanismus 10 ist angebracht innerhalb eines
Steckverbinders 90, von welchem aus sich die Arme 30 erstrecken,
um mit einer Aufnahme 100 zusammenzupassen. Der Riegelmechanismus 10 kann
ein Ersatz für die
Einrichtung des US-Patents Nr. 5,848,456 sein, dessen Inhalt hierin
durch Bezug aufgenommen wird.
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Das
erste Ende des Riegelmechanismus 10 beinhaltet eine Basis 20,
wie dies in 2 dargestellt ist, die sich
von einem Hinterteil 22 zu einem mittleren Bereich 24 erstreckt
und eine Länge
L1 hat. Füße 26 können sich
von der Basis 20 aus erstrecken und dienen als Schlüssel, um
den Mechanismus 10 geeignet innerhalb des Steckverbinders 90 zu
orientieren. Die spezifische Ausgestaltung der Füße 26 kann abhängig von
den spezifischen Anforderungen des Riegelmechanismus 10 und
des Steckverbinders 90 variieren.
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Die
Arme 30 erstrecken sich von der Basis 20 aus und
sind zumindest in der offenen Position um einen Abstand beabstandet,
so dass eine Öffnung 28 dazwischen
gebildet wird. Arme 30 erstrecken sich zwischen der Basis 20 und
einer Einführkante 44 und haben
eine Länge,
wie sie in 2 mit L2 dargestellt ist.
Widerhaken 42 erstrecken sich auswärts von jedem Arm 30 zum Kontaktieren
der Aufnahme 100 während
des Einführens
und Haltens des Riegelmechanismus 10 in einer angebrachten
Position, wie noch genauer beschrieben wird. Ein Rückzugswinkel θ ist zwischen
einer Widerhakenkante 46 und der Einführachse I ausgebildet. Der
Rückzugswinkel kann
variieren abhängig
von der gewünschten
Kraft, die dazu erforderlich ist, den Mechanismus 10 aus der
Aufnahme 100 zu entfernen, beispielsweise zwischen 100
und 130°.
In einer Ausführungsform
beträgt
der Rückzugswinkel
ungefähr
117°.
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In
der in 1 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich eine
Spannklaue 45 einwärts
von jedem Arm 30 aus, positioniert in der Nähe des Einführendes
und gegenüber
der Basis 20. Die Spannklauen 45 erstrecken sich
einwärts
in Richtung der Öffnung 28 und
helfen, einen Kanaleintritt 49 zu definieren, wie in 2 dargestellt.
vorzugsweise ist der Kanaleintritt 49 klein, um den Riegelmechanismus 10 davon
abzuschirmen, inkorrekt innerhalb der Aufnahme 100 positioniert
zu werden oder sonst wie unabsichtlich an Objekten hängen zu
bleiben. Die Spannklauen 42 beinhalten eine winklige Einleitekante 43, die
sich in einer Einführkante 44 hinein
erstreckt. Der Einleitewinkel zwischen der Einleitekante 43 und
einer Linie normal zur Einführachse
I kann variieren abhängig
von den spezifischen Umständen,
unter denen der Riegelmechanismus 10 verwendet werden wird.
In einer Ausführungsform
beträgt
der Einleitewinkel ungefähr
30°. Vorzugsweise
sind die Einführkanten 44 der
Spannklauen 45 ebenfalls winklig, aber in einem flacheren
Winkel, um so ebenfalls beim Ablenken von Objekten zu helfen und
dabei, zu verhindern, dass diese unabsichtlich in die Öffnung 28 über den
Kanaleintritt 49 eintreten.
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Wie
dies am besten in 1 dargestellt ist, sind die
Spannklauen 45 vorzugsweise versetzt und positioniert in
unterschiedlichen vertikalen Ebenen, so dass die Arme 30 zwischen
der offenen und der geschlossenen Orientierung bewegt werden können. In
der geschlossenen Orientierung (d.h. wenn die Arme 30 zusammengepresst
sind) überlappen
sich die Spannklauen 45 der Ausführungsform der 1, um
so den Kanaleintritt 49 zu eliminieren. Der Bewegungsbereich
der Arme 30 kann variieren abhängig von dem gewünschten
Ergebnis, und kann sich maximal so auslenken, dass jede der Spannklauenkanten 41 die
gegenüberliegende
Armkante 48 kontaktiert. In der offenen Konfiguration können die
Spannklauen 45 beabstandet sein, oder die Spannklauen 45 können sich
in der offenen Position so überlappen,
dass kein Kanaleintritt 49 besteht.
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Die
Arme 30 können
eine asymmetrische äußere Gestalt
haben oder eine sogenannte Schlüsselgestalt,
um die Einführung
in die falsche Position in der Aufnahme 100 zu verhindern,
die entsprechend asymmetrisch profiliert ist. Diese asymmetrische
Profilierung wird erzielt durch eine im wesentlichen rechtwinklige
Keilnut 50, die auf zumindest einer Seite der Arme 30 positioniert
ist, wie in 1 veranschaulicht. Die geeignete
Ausrichtung der Riegelmechanismus 10 innerhalb des Steckverbinders 90 kann
daher durch die Füße 26 und
die Höhe
h unterstützt
werden, während
die geeignete Ausrichtung des Riegelmechanismus 10 innerhalb
der Aufnahme 100 durch die Anwesenheit der Keilnut 50 unterstützt werden kann.
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Der
Riegelmechanismus 10 sollte aus einem starren oder halbstarren
elastischen Polymermaterial gemacht sein, das so verformbar ist,
dass die Arme 30 selektiv zwischen der offenen und der
geschlossenen Orientierung positionierbar sind. In einer Ausführungsform
ist der Mechanismus 10 aus Materialien aufgebaut, die Stanyl
TW341, und Ultem 1110F beinhalten. Der Riegelmechanismus 10 nimmt
normalerweise die offene Orientierung ein, wenn keine äußeren Kräfte aufgebracht
werden. Die Elastizität
des Materials, wenn die einseitig eingespannten Arme 30 aus
der offenen Orientierung verformt werden, erzeugt die durch den
Pfeil 9 in 2 veranschaulichte Federkraft.
Wenn die Arme 30 aus der offenen Orientierung verformt
werden, zwingt die Federkraft die Arme 30 in Richtung der
offenen Position und hilft, den Riegelmechanismus 10 in
der Anbringung mit der Aufnahme 100 zu halten. Der Betrag
der Federkraft kann beeinflusst werden durch das Material des Riegelmechanismus 10,
oder die Länge
der Arme 30. In einer Ausführungsform beträgt die Federkraft
zumindest ungefähr
35 Newton.
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Die 3A–3C und 4A–4C veranschaulichen
der Vorgang des Einführens
des Riegelmechanismus 10 in die Aufnahme 100 hinein. Innerhalb
dieser Ausführungsform
ist der Riegelmechanismus 10 bereits innerhalb des Steckverbinders 90 so
montiert worden, dass sich die Arme 30 von dem Steckverbinder 90 aus
nach außen
erstrecken. Die 3A und 4A veranschaulichen,
wie der Riegelmechanismus 10 mit einer Aufnahmeöffnung 102 in
der Aufnahme 100 so ausgerichtet ist, dass die Einleitekante 43 sich
in der Nähe
einer Vorderkante 106 der Aufnahme befindet, um den Mechanismus 10 in
die Öffnung
hinein zu führen.
Die Breite der Öffnung
W ist kleiner als die Breite der Rückhaltearme in der offenen
Position, so dass eine Einführkraft
in die Aufnahme hinein, veranschaulicht durch den Pfeil 110,
notwendig ist für
das Einführen
des Mechanismus 10. Wie in 4A dargestellt,
können
sich elektrische Leitungen 70 von dem Steckverbinder 90 aus erstrecken.
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Die 3B und 4B veranschaulichen den
Steckverbinder 90 mit dem teilweise in die Aufnahme 100 hineingeführten Riegelmechanismus 10. Die
Widerhaken 42 kontaktieren die Aufnahmekanten, wenn der
Mechanismus 100 durch die Öffnung 102 hindurchgleitet.
Die Öffnung 28 wird
reduziert, wenn die Arme 30 zusammengedrückt werden,
so dass sie in die Aufnahmeöffnung 102 hineinpassen, und
der Kanaleintritt 49 wird eliminiert. Während sich die beiden Arme 30a, 30b typischerweise
während des
Einführens
verbiegen, kann es auch der Fall sein, dass einer der Arme 30 stationär verbleibt, wenn
der Riegelmechanismus 10 zwischen der offenen und der geschlossenen
Orientierung bewegt wird. Die 4B veranschaulicht,
wie sich die Kante der Spannklauen 45 teilweise durch die
Aufnahme 100 und durch die Öffnung 112 innerhalb
der Aufnahme hindurch erstreckt.
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Die 3C und 4C veranschaulichen den
Steckverbinder 90 mit dem vollständig in die Aufnahme 100 eingeführten Riegelmechanismus 10.
Die Arme 30 erstrecken sich durch die Öffnung 102 so hindurch,
dass die Widerhaken 42 sich nach jenseits der Aufnahmekanten
(der Rückhaltewand) 106 erstrecken.
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Die
Arme 30 expandieren auseinander in die offene Orientierung,
so dass die Öffnung 28 vergrößert wird und der Kanaleintritt 49 wieder
entsteht. Alternativ kann die Breite W der Öffnung 102 auch kleiner
sein als die Breite der Arme 30a, 30b in der offenen
Orientierung, so dass die Arme 30 zwischen der offenen
und der geschlossenen Orientierung positioniert sind. Die Federkraft
der Arme 30, veranschaulicht durch den Pfeil 9 in 2,
hält den
Mechanismus 10 innerhalb der Öffnung 102. Bei vollständiger Einführung tritt
vorzugsweise ein hörbares
Einschnappen sowie ein positives Setzen des Steckverbinders 90 in
seine Position hinein auf, wenn sich die Widerhaken 42 nach
jenseits der Aufnahme 102 erstrecken, und die Arme 30 expandieren,
so dass sie die Öffnungskanten
kontaktieren. Wie in 4C dargestellt, kontaktiert
der Steckverbinderhals 90 die Aufnahme 100, und
die elektrischen Leitungen 70 werden fest mit ihren Gegenstücken an
der Aufnahme 100 verbunden.
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Das
Entfernen des Steckverbinders 90 und des Riegelmechanismus 10 wird
auf passive Art und Weise durch Ziehen an dem Steckverbinder 90 erzielt,
und daher des zugehörigen
Riegelmechanismus 10, weg von der Aufnahme 100 in
der durch den Pfeil 120 in den 3C und 4C veranschaulichten
Richtung. Es ist nicht notwendig, die Arme 30 zu ergreifen
oder anderweitig zusammenzuklemmen, um den Riegelmechanismus 10 für seine
Entfernung zu entfernen.
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5 veranschaulicht
eine Alternative mit einer Basis 220 mit sich auswärts erstreckenden
Armen 230, zwischen denen eine Öffnung 228 besteht. Das
Einführende
beinhaltet im wesentlichen lineare Spannklauen 45 mit Extensionsflügeln 242.
Diese Ausführungsform
hat keinen minimierten Kanaleintritt 49 oder Spannklauen 45 wie
die Ausführungsform der 1.
Der Abstand der Arme 230 schafft eine Positionierung zwischen
einer offenen Position, wie sie in 5 dargestellt
ist, wobei die Arme 230 mit einer Öffnung 228 dazwischen
beabstandet sind, und einer geschlossenen Position, in welcher die
Arme 230 sich berühren
oder mit einer reduzierten Öffnung nahe
aneinander vorgesehen sind.
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6 zeigt
einen Riegelmechanismus 300 mit Armen 330a, 330b,
die sich von der Basis 320 in versetzten vertikalen und
horizontalen Ebenen erstrecken. Ein erster Arm 330a ist
entlang einer ersten horizontalen Basiskante positioniert, und ein
zweiter Arm 330b ist entlang einer zweiten horizontalen
Basiskante positioniert. Außerdem
ist der erste Arm 330a entlang einer ersten vertikalen
Basiskante positioniert, und der zweite Arm 33b ist entlang
einer zweiten vertikalen Basiskante positioniert. Eine Öffnung 328 ist
zwischen den Armen 330 in der offenen Orientierung ausgebildet.
Widerhaken 342 erstrecken sich auswärts von jedem der Arme aus
und beinhaltet Einleitekanten 343 zum Einführen in
die Aufnahme 100 hinein.
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Die 7A und 7B veranschaulichen eine
andere alternative Ausführungsform,
in welcher der Riegelmechanismus 400 um ein Objekt 500 herum
angebracht ist, wie beispielsweise eine in der Öffnung 102 der Aufnahme 100 vorgesehene
seitliche Stange, um eine geeignete Positionierung des Steckverbinders 90 beizubehalten.
Der Mechanismus 400 beinhaltet eine Basis 420 und
sich von dort aus erstreckende Arme 430. Eine Spannklaue 442 mit
einem Einleitewinkel 443 erstreckt sich einwärts von
jedem Arm 430 aus. Eine Öffnung 428, ausgebildet zwischen
den Armen 430, ist so bemessen, dass sie das Objekt 500 beinhaltet.
In einer geschlossenen Orientierung, wie sie in den 7A und 7B dargestellt
ist, sind die Spannklauen 442 nahe aneinander positioniert.
Die offene Orientierung wird erzielt durch Zwingen der Einleitewinkel 443 gegen
das Objekt 500 so, dass die Arme 430 um einen
Abstand voneinander weg gezwungen werden, so dass das Objekt 500 in
die Öffnung 428 hineinpasst.
Wenn das Objekt sich einmal innerhalb der Öffnung 428 befindet,
kehren die Arme 430 in die geschlossene Position zurück. Wie
in 7B dargestellt. Vorzugsweise haben die Spannklauen 442 die
gleiche Breite wie die Arme 430.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf andere Art und Weise als hier beschrieben
ausgeführt
werden, ohne dass die wesentlichen Eigenschaften der Erfindung verlassen
werden. Die vorliegenden Ausführungsformen
sollen daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht beschränkend verstanden werden,
und alle Veränderungen,
die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der anliegenden
Ansprüche
liegen, sollen durch die Erfindung umfasst sein.