DE4032007A1 - Drehkupplung fuer elektrische kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkupplung zum Einfügen in ein elektrisches Kabel oder zwischen ein elektrisches Kabel und ein Gerät.

Dem Benutzer elektrischer Geräte mit bei der Handhabung bewegten elektrischen Leitungskabeln ist das Problem bekannt, daß sich die Kabel mit der Zeit verwickeln und verknäueln. Bei einem Telefon dauert es je nach Häufig­ keit der Benutzung eine bestimmte Weile, bis sich das Verbindungskabel zwischen Apparat und Hörer oder zwischen Apparat und Wandanschluß so verdreht hat, daß es mehrere Knäuel bildet. Zum Entknäueln muß dann der Hörer mehrere Male gegensinnig zur Aufwickel­ richtung oder Aufknäuelrichtung gedreht werden.

Das obige Problem taucht besonders bei glatten elektri­ schen Kabeln auf, jedoch auch bei schraubenlinig geform­ ten Kabeln, die sich nach einer Dehnung wieder auf ihre ursprüngliche kurze Form zusammenziehen. Das Problem taucht nicht nur bei Telefonapparaten, sondern auch bei Küchengeräten, Bohrmaschinen und dergleichen auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mittel anzugeben, mit dem ein Verdrehen eines Kabels möglich ist, ohne daß dieses Verdrehen zu einer unerwünschten Verformung des Kabels, insbesondere einer Tordierung, führt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zum Vermei­ den der unerwünschten Kabelverformung aufgrund häufiger Handhabung eine Drehbewegung innerhalb des Kabels ermög­ licht werden muß. Die erfindungsgemäße Drehkupplung hat also nicht die Aufgabe, im Sinne einer elektrischen Steckverbindung für eine elektrische Verbindung zweier elektrischer Leitungen zu sorgen, sondern die erfin­ dungsgemäße Drehkupplung hat eine rein mechanische Funktion, wobei allerdings für die Durchgängigkeit der elektrischen Leitung eine Kontaktanordnung vorhan­ den ist.

Erfindungsgemäß ist das eine Gehäuseteil an einem Ende eines Kabels, das andere Gehäuseteil an einem Ende eines anderen Kabels mechanisch fest angeordnet, und die beiden Gehäuseteile stehen miteinander über geeignete Kopplungs- und Verrastungsmittel drehbar in Eingriff, wobei beliebig große Drehwinkel möglich sind. Diese drehbare Verbindung zwischen den Gehäuseteilen ist vorzugsweise äußerst reibungsarm; besonders komfortabel ist eine Kugellagerverbindung, obschon meistens eine einfache Rast- oder Schnappverbindung ausreicht.

Die Erfindung umfaßt auch die Einfügung der Drehkupplung in dem Anschlußbereichgerät-Kabel. Dann wird die eine Gehäusehälfte durch das Gerätegehäuse gebildet.

Eine besondere Funktion hat die Kabeleinführung, die sich an der Stelle befindet, an der das Kabelende in das betreffende Gehäuseteil eingeführt wird. Zwischen dem Gehäuseteil und dem Kabelende muß eine ausreichend feste mechanische Verbindung existieren, damit die bei Handhabung des betreffenden Kabels entstehenden Verdrehungskräfte auf das Gehäuseteil übertragen werden, das Gehäuseteil also mit dem Kabel gedreht wird, was schließlich zu der Vermeidung einer Verknäuelung des Kabels führt.

Die erfindungsgemäße Drehkupplung kann äußerst billig hergestellt werden, insbesondere dann, wenn die beiden Gehäuseteile aus in Grenzen elastischem Kunststoffmate­ rial bestehen und durch eine formschlüssige Schnappver­ bindung miteinander koppelbar sind. Diese Schnappverbin­ dung besitzt eine Ringnut an dem einem Gehäuseteil und einen Ringwulst oder einen Ringflansch an dem anderen Gehäuseteil.

Die erfindungsgemäße Drehkupplung läßt sich ohne großen Aufwand nachträglich in ein Kabel einfügen, z. B. in das Verbindungskabel zwischen Telefonapparat und Anschluß­ dose.

Für den Betrieb elektrischer Geräte ist es erforderlich, daß der elektrische Kontakt ohne Unterbrechung bestehen bleibt. Dem muß die Kontaktanordnung in der erfindungs­ gemäßen Drehkupplung Rechnung tragen.

In einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Kontaktanordnung eine oder meherere auf einem Träger ausgebildete ringförmige Kontaktbahnen drehfest in dem einen Gehäuseteil und den Kontaktbahnen zugeordnete Schleifkontakte drehfest in dem anderen Gehäuseteil auf­ weist. Die Kontaktbahnen können in einer Ebene auf einem flächigen Träger liegen oder nebeneinander auf einem zylinderförmigen Träger angeordnet sein.

Eine spezielle Ausgestaltung der Kontaktanordnung gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Kontaktanordnung wälz­ lagerförmig ausgebildet ist, wobei mindestens eine der zwischen entweder einem elektrisch leitfähigen Außenring und einem elektrisch leitfähigen Innenring oder zwischen zwei beabstandeten ebenen Ringen befindlichen Rollen/Kugeln aus elektrisch leitendem Material besteht. Die anderen Rollen/Kugeln können aus Kunststoff bestehen. Ein sol­ ches "Wälzlager" ist ein billig herzustellendes Bau­ teil.

Bei der erfindungsgemäßen Drehkupplung können das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil auch als Stecker­ teil bzw. Buchsenteil ausgebildet sein. Dann sind erfin­ dungsgemäß die elektrischen Kontakte in dem Steckerteil oder in dem Buchsenteil als rundum verlaufende Schleif­ ringe ausgebildet, die mit radial oder axial federnd gelagerten Kontaktstiften im Buchsenteil bzw. im Stec­ kerteil in Kontakt stehen. Die Schleifringe können auf einem ebenen Träger konzentrisch in einer Ebene ange­ ordnet sein, wobei dann die Kontaktstifte axial federnd gelagert oder ausgebildet sind. Alternativ können die Schleifringe auch nebeneinander auf einem zylindrischen Träger angeordnet sein, wobei die Kontaktstifte dann radial federnd gelagert oder ausgebildet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längschnittansicht durch eine zwei Kabel enthaltenden mechanisch und elektrisch verbindende Drehkupplung,

Fig. 2A und B je eine vereinfachte perspektivische Dar­ stellung einer kugellagerähnlich ausge­ bildeten Kontaktanordnung,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzel­ heit VI in Fig. 1,

Fig. 4 eine Längsschnittansicht durch eine wei­ tere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht durch eine noch weitere Ausführungsform der Erfin­ dung, und

Fig. 6 eine schematische Querschnittansicht durch eine zusätzliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehkupplung.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Drehkupplung 40 werden die beiden Kabelenden 41 und 42 eines elektrischen Kabels elektrisch und mechanisch verbunden. Die beiden Kabelenden 41 und 42 können z. B. die durch Durchschneiden eines Tele­ fonkabels gebildeten Kabelenden sein.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das elektri­ sche Kabel zwei Leitungsadern. Es versteht sich jedoch, daß eine Erweiterung auf mehr Leitungsadern ohne weiteres möglich ist.

Die Drehkupplung 40 enthält ein in Fig. 1 links dargestell­ tes erstes, becherförmiges Gehäuseteil 43 und ein damit drehbar gekoppeltes zweites Gehäuseteil 44. Beide Gehäuse­ teile 43 und 44 bestehen aus einem in Grenzen elastischen Kunststoffmaterial.

An den einander abgewandten Seiten der Gehäuseteile 43 und 44 sind Gehäuseöffnungen 47 zum Einführen der Kabelenden 41 bzw. 42 ausgebildet, wobei die Gehäuseöffnungen 47 einen im Vergleich zum Außendurchmesser des Kabels rela­ tiv großen Innendurchmesser besitzen. Beide Kabelenden sind mittels einer speziell ausgebildeten Kabeleinfüh­ rung 45 an das betreffende Gehäuseteil 43, 44 mechanisch gekoppelt.

Die Kabeleinführung 45 ist für beide Gehäuseteile iden­ tisch. Sie umfaßt eine zwischen dem Kabel und der Innen­ fläche der Gehäuseöffnung 47 liegende Stopfbuchse 48, außerdem eine aus elastischem Kunststoff oder aus Gummi bestehende Klemmhülse 46, die einerseits auf dem Kabel­ ende sitzt, andererseits auf den die Gehäuseöffnung bil­ denden hülsenförmigen Ansatz des Gehäuses geschoben ist. Damit wird das jeweilige Kabelende einerseits von der Stopfbuchse 48 in der Gehäuseöffnung 47 verklemmt, zu­ sätzlich durch die Klemmhülse festgespannt.

In dem Gehäuseteil 43 befindet sich ein plattenförmiger Kontaktbahnenträger 49, in dem Gehäuseteil 44 befindet sich ein Schleifkontaktträger 50.

Auf der dem Kabelende abgewandten Seite trägt der Kontakt­ bahnenträger 49 zwei konzentrische Kontaktbahnen 51 und 52 aus elektrisch leitfähigem Material. Die Kontaktbah­ nen 51 und 52 stehen mit den Leitungsadern des Kabelab­ schnitts 41 in Verbindung. Diese Verbindung ist in der Figur nur angedeutet.

In schleifendem Kontakt mit den Kontakbahnen 51 und 52 stehen zwei Schleifkontakte 54 bzw. 53, die auf dem Schleifkontaktträger 50 befestigt sind und mit den Leitungsadern des Kabelabschnitts 42 in elektri­ schem Kontakt stehen.

Die beiden Gehäuseteile 43 und 44 sind durch eine weiter unten noch näher erläuterte Schnappverbindung drehbar miteinander gekoppelt. Wenn z. B. der rechte Kabelab­ schnitt 42 in Fig. 1 in Pfeilrichtung R gegenüber einem als feststehend angenommenen Kabelabschnitt 41 verdreht wird, überträgt sich die Drehkraft von dem Kabelabschnitt 42 über die Kabeleinführung 45 auf das Gehäuseteil 44, welches sich gegenüber dem Gehäuseteil 43 dreht, während die Schleifkontakte 53 und 54 auf den Kontaktbahnen 52 und 51 verrutschen, ohne daß der elektrische Kontakt abreißt. Da die Reibungskraft zwischen den beiden Dreh­ kupplungsteilen praktisch nur durch die Reibung zwischen den Kontaktbahnen und den Schleifkontakten bestimmt wird, kaum jedoch durch die mechanische Verbindung zwischen den Gehäuseteilen, lassen sich die beiden Kabelabschnitte 41 und 42 leicht gegeneinander verdrehen, so daß sich das gesamte elektrische Kabel nicht verknäueln und verformen kann.

Fig. 3 zeigt die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 43 und 44 im einzelnen. Diese Schnappverbindung ist durch am inneren Ende des Gehäuseteils 43 ausgebildete Innen­ wülste 55 und 56, die zwischen sich eine Ringnut 57 bil­ den, und durch einen am äußeren Ende des Gehäuseteils 44 gebildeten Außenwulst 58 gebildet, wobei der Außenwulst in die Ringnut 57 eingreift. Wie man sieht, lassen sich die beiden Gehäuseteile einfach dadurch miteinander in schnappenden Eingriff bringen, daß man beispielsweise das Gehäuseteil 44 in Richtung des Pfeils P auf das Gehäuseteil 43 drückt. Dabei kommen die vormontierten Schleifkontakte 53 und 54 automatisch zur Anlage an den zugehörigen Kontaktbahnen 52 bzw. 51.

Fig. 2A zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Kontaktanordnung. Der in Fig. 2A dargestellte Drehkontakt 60 ist ähnlich wie ein Kugellager ausgebildet. An einem metallischen Außenring 61 ist ein Anschluß 65 von einem ersten Kabelende angeschlossen, an einen ebenfalls metalli­ schen Innenring 62 ist ein zweiter Anschluß 66 von einem anderen Kabelabschnitt angebracht. Von einem nicht näher dargestellten Käfig sind zwischen dem Außenring 61 und dem Innenring 62 Kugeln 63 und 64 gehalten, von denen die Kugeln 63 Kunststoffkugeln sein können, während die zwei Kugeln 64 aus einem elektrisch leitenden Metall be­ stehen. Statt Kugeln können andere Wälzkörper. z. B. tonnenförmige Rollen oder dgl. verwendet werden.

Fig. 2B zeigt eine andere Ausgestaltung einer wälzlager­ ähnlichen Kontaktanordnung. Hier sind zwei elektrisch leiten­ de, jeweils in einer Ebene liegende Kontaktringe 67 und 68 mit einem gewissen Abstand voneinander angeordnet. Zwischen den einander zugewandten Flächen der Kontaktringe 67 und 68 befinden sich aus Kunststoff bestehende Kugeln 63′ und elektrisch leitende Kugeln 64′. Mit den beiden Kontaktringen sind elektrische Anschlüsse 65′ bzw. 66′ verbunden. Diese Ausgestaltung der Kontaktanordnung 60′ hat den Vorteil, daß sich die beiden Kontaktringe 67 und 68 gegeneinander vor­ spannen lassen, was durch eine schematisch dargestellte Feder 69 angedeutet ist, so daß ein inniger elektrischer Kontakt zustande kommen kann.

Fig. 4 zeigt eine spezielle Ausführungsform der Erfin­ dung. Diese Drehkupplung ist ähnlich wie ein Stecker ausgebildet. Die beiden Gehäuseteile sind als Einsteck­ teil 10 bzw. als hülsenförmiges Buchsenteil 12 heraus­ gebildet.

Das zapfenförmige Einsteckteil 10 wird in das Buchsen­ teil 12 eingeschoben, bis die elektrischen Kontakte mit­ einander in Eingriff stehen.

Auf dem Einsteckteil 10 sind elektrische Kontakte in Form von Schleifringen 14 angeordnet. Die Schleifringe 14 sind elektrisch voneinander isoliert und jeweils mit einem Leiter des Kabels elektrisch verbunden.

Im Buchsenteil 12 sind die elektrischen Kontakte in Form von radial beweglichen Kontaktstiften gelagert. Die Kontaktstifte sind derart radial vorgespannt, daß sie mit leichtem Druck auf dem Schleifring 14 aufliegen und den elektrischen Kontakt damit sicherstellen. Die Kon­ taktstifte sind gegeneinander isoliert und jeweils mit einer Leitungsader des Kabels verbunden. Insgesamt kön­ nen mit der dargestellten Drehkupplung vier Leitungsadern zweier Kabelabschnitte miteinander elektrisch verbunden werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schleif­ ringe 14 in dem zapfenförmigen Träger des Einsteckteils 10 vertieft ausgebildet, so daß die axialen Flächenbe­ reiche in der Nachbarschaft der Schleifringe in Verbin­ dung mit den radial gelagerten Kontaktstiften 16 eine mechanische Kopplung der beiden Gehäuseteile bewirken.

Wesentlich ist bei der Drehkupplung die formschlüssige Verbindung der beiden Gehäuseteile miteinander. In einem speziellen Fall kann diese formschlüssige Ver­ bindung auch durch die Kontaktstifte und die Schleif­ ringe bewirkt werden.

Im Gegensatz zu den üblichen Steckverbindungen wird also die mechanische Verbindung der beiden Teile nicht durch den Reibschluß zwischen Kontaktstiften und Kontaktbuchsen erreicht, sondern durch die formschlüssige Verbindung zweier Gehäuseteile.

Fig. 5 zeigt eine gegenüber Fig. 4 abgewandelte Ausführungs­ form. Nach Fig. 5 sind die elektrischen Kontakte des Steckerteils als konzentrische Schleifringe 22 ausgebil­ det. Die elektrischen Kontakte des Buchsenteils 20 sind als axial bewegliche Kontaktstifte 24 ausgebildet, die im gekoppelten Zustand der beiden Gehäuseteile mit den Schleif­ ringen 22 in Kontakt stehen.

Gemäß Fig. 5 liegen die Schleifringe in rinnenartigen Vertiefungen, so daß die darin eingreifenden Kontaktstifte formschlüssig geführt sind. Zur leichten Drehbarkeit der beiden Gehäuseteile gegeneinander kann auch bei diesem Stecker eine Art Kugellager vorgesehen sein.

Fig. 6 zeigt eine Drehkupplung mit zwei Gehäuseteilen 26 und 28, die über im Querschnitt zickzackförmige Fassungsbereiche 38, 40 miteinander in dichtendem Eingriff stehen. Im Inneren des durch die beiden Gehäuseteile 26 und 28 gebildeten torusförmigen Gehäuses befindet sich ein elek­ trisch leitendes Gel, welches des elektrischen Strom zwi­ schen den beiden Kabelenden 34 und 36 und den damit in Verbindung stehenden Elektroden 30 und 32 überträgt. Jedes Gehäuseteil ist ein an einer Seite offener Ring.

Mehrere derartige Drehkupplungen lassen sich konzentrisch in einem Kunststoffgehäuse unterbringen, um eine Kabelver­ bindung für mehrere Adern zu erhalten.

Claims (16)

1. Drehkupplung zum Einfügen in ein elektrisches Kabel oder zwischen ein elektrisches Kabel und ein Gerät, mit einem ersten Gehäuseteil (43, 10, 18, 28), einem zweiten Gehäuseteil (44, 12, 20, 26), das um beliebige Winkel drehbar mit dem ersten Gehäuseteil gekoppelt ist, einer elektrischen, von den Gehäuseteilen elektrisch isolierten Kontaktanord­ nung (51-54; 14, 16; 22, 24; 30, 32; 60; 60′) in dem von den Gehäuseteilen gebildeten Gehäuse, und einer Kabelein­ führung (45) zur mechanischen Verbindung eines Kabelendes mit einem Gehäuseteil (43, 44).

2. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das eine Gehäuseteil in einem Gerät ausgebildet ist, an das das elektrische Kabel angeschlossen ist.

3. Drehkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile aus in Grenzen elastischem Kunststoffmaterial bestehen und durch eine formschlüssige Schnappverbindung (55-58) miteinander koppelbar sind.

4. Drehkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schnappverbindung eine Ringnut (57) an dem einen Gehäuseteil (43) und einen Ringwulst (58) oder einen Ringflansch an dem anderen Gehäuseteil (44) aufweist.

5. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung eine oder mehrere, ringförmige koaxiale Kontakt­ bahnen (51, 52) drehfest in dem einen Gehäuseteil (43) und den Kontaktbahnen zugeordnete Schleifkontakte (53, 54) drehfest in dem anderen Gehäuseteil (44) auf­ weist.

6. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbahnen (51 und 52) in einer Ebene auf einem flächigen Träger (49) liegen.

7. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung wälz­ lagerähnlich ausgebildet ist, wobei mindestens eine der zwischen Kontaktbahnen befindlichen Rollen/Kugeln (63, 64; 63′, 64′) aus elektrisch leitendem Material besteht.

8. Drehkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbahnen einen Außenring (61) und einen dazu konzentrischen Innenring (62) aufweisen.

9. Drehkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils in einer Ebene liegende Kontaktbahnen (67, 68) mit Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die Kontaktbahnen in axialer Richtung der Drehkupplung gegeneinander vorgespannt sind.

10. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das erste Gehäuseteil als Steckerteil (10, 18) und das zweite Gehäuseteil als Buchsenteil (12, 20) zur Aufnahme und Halterung des Steckerteils ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Kontakte (14, 16; 22, 24) in dem Steckerteil (10, 18) oder dem Buchsenteil (12, 20) als Schleifringe (14, 22) ausgebil­ det sind, die mit radial oder axial federnd gelagerten oder ausgebildeten Kontaktstiften (16, 24) im Buchsenteil bzw. im Steckerteil in Kontakt stehen.

11. Drehkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe (22) in einer oder mehreren Ebenen konzentrisch angeordnet sind und die Kontaktstifte axial oder radial federnd ausgebildet oder gelagert sind.

12. Drehkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schleifringe nebeneinander auf einem zylin­ drischen Träger liegen und die Kontaktstifte radial federnd ausgebildet oder gelagert sind.

13. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse mittels eines radial federnd gelagerten Zapfens in dem einen Gehäuse­ teil, der in einer Ringnut im anderen Gehäuseteil ein­ greift, miteinander gekoppelt sind.

14. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringe (14, 22) rinnenartig vertieft ausgebildet sind und die Kontakt­ stifte (16, 24) formschlüssig in diese rinnenartigen Vertiefungen eingreifen.

15. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile gegeneinander kugelgelagert sind.

16. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktanordnung elektrische Kontakte (30, 32) aufweist, die berührungsfrei über eine leitfähige, vorzugsweise viskose oder thixotrope Masse in dem Gehäuse elektrisch miteinander verbunden sind.