FIEDLER, Joachim (Oranienburger Strasse 32, Berlin, 10117, DE)
Ansprüche
1. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion zum lösbaren Verbinden eines ersten Elements mit einem zweiten Element, - wobei die Verbindungskonstruktion aus einem Modul A (51), das mit dem ersten Element fest verbunden oder im ersten Element drehbar angeordnet ist, und einem Modul B (52) besteht, das mit dem zweiten Element fest verbunden oder im zweiten Element drehbar angeordnet ist,
- und wobei das Modul A (51) in Modul B (52) drehbar geführt ist, - und wobei in Modul A (51) mindestens ein Magnet (4a,4b) und in Modul B (52) mindestens ein Anker oder zweiter Magnet (8a, 8b) angeordnet ist und die Form, Lage und Polung der Magnete oder des Magnets und des Ankers so beschaffen sind, dass beim Verdrehen von Modul A (51) relativ zu Modul B (52) die Magnete (4a,4b,8a,8b) oder Magnet und Anker von einer Schließstellung mit maximaler magnetischer Anziehung in eine Offenstellung mit abgeschwächter magnetischer Anziehung gelangen oder eine magnetische Abstoßung von Modul A (51) und Modul B entsteht,
- und wobei eine formschlüssige Verriegelung zwischen zwei Eingriffsabschnitten (9a, 5) am Modul A und Modul B besteht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass o der Eingriffsabschnitt (9a), der am Modul B an einem Federverriegelungselement (9) angeordnet ist, schraublinienförmig ausgebildet ist und o der dazu passende Eingriffsabschnitt (5) am Modul A ebenfalls schraublinienförmig ausgebildet ist, - wobei Modul A und B ohne Drehung derart schließen, dass der schraubli- nienförmige Eingriffsabschnitt (9a) mittels der magnetischen Anziehung mit dem schraublinienförmigen Eingriffsabschnitt (5) formschlüssig verrastet und
- wobei Modul A und Modul B derart zu öffnen sind, dass beim Verdrehen der Module und dem damit einhergehenden Verdrehen der Magnete von der Schließstellung in die Offenstellung die schraublinienförmigen Eingriffsabschnitte außer Eingriff geschraubt werden.
2. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schraublinienförmige Eingriffsabschnitt mehrere Gänge hat.
3. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federverriegelungselement aus mehreren einzelnen Segmenten mit je einem schraublinienförmigen Eingriffsabschnitt und einem Federelement besteht.
4. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schraublinienförmige Eingriffsabschnitt des Federver- riegelungselements aus mehreren, federnden, auf einer Schraublinie angeordneten Stiften besteht.
5. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung der schraublinienförmigen Eingriffs- abschnitte und Form, Lage, Polung und Stärke der Magnete in Modul A und Modul B so gewählt sind, dass bei überschreitung einer vorbestimmten Last FL der Verschluss öffnet.
6. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schraublinienförmige Eingriffsabschnitt mehrere Gänge hat, die übereinander überlappend verlaufen, so dass mehrere Eingriffsabschnitte übereinander in Eingriff kommen.
7. Mechanisch- magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der schraublinienförmige Eingriffsabschnitt mehrere Gänge hat, die übereinander überlappend verlaufen, so dass mehrere Eingriffsabschnitte übereinander in Eingriff kommen und die Eingriffsabschnitte auf konischen, ineinander greifenden Flächen liegen. |
Mechanisch-magnetische Verbindungskonstruktion
Die Erfindung betrifft eine mechanisch-magnetische Verbindungskonstruktion, d. h. eine mechanische Verriegelung, die mittels Magnetkraftunterstützung schließt und besonders als Verschluss an Taschen, Rucksäcken und vergleichbaren Gegenständen benutzt wird, wobei diese Aufzählung nicht den Einsatzbereich der Erfindung beschränken soll. Eine derartige Verbindungskonstruktion ist in dem Doku- ment WO 2008/006357 beschrieben. Dieser Magnetverschluss besteht aus einem zweiteiligen Magnetsystem, sodass sich die beiden Verschlusshälften ab einem vorbestimmten Mindestabstand gegenseitig anziehen und mechanisch verriegeln. Bei dieser mechanischen Verriegelung drückt die Magnetkraft ein Sperrstück gegen ein federndes und somit ausweichendes Verriegelungselement. Das Sperr- stück und das federnde Verriegelungselement überlappen oder hinterschneiden sich im eingeschnappten Zustand. Zum öffnen des Verschlusses wird das Sperrstück gegenüber dem Verriegelungselement verschoben, bis eine Nichteingriffs- position erreicht ist, in der die beiden Elemente nicht mehr in Eingriff sind, d. h. die mechanische Verriegelung sich löst. Bei dieser Verschiebung wird auch gleichzei- tig das Magnetsystem in eine Position gebracht, in der die magnetische Anziehungskraft entweder erheblich geschwächt ist, oder eine Abstoßungskraft anliegt, die den Verschluss öffnet. Das Magnetsystem trägt nur unwesentlich zur Stabilität und Festigkeit des Verschlusses bei, sondern dient nur dazu, dass sich der Verschluss haptisch gut schließen und öffnen lässt.
Die Belastbarkeit des Verschlusses wird von der mechanischen Verriegelung bestimmt und hängt wesentlich davon ab, wie groß die überlappungsfläche oder die Hinterschnittfläche der Verriegelung ist. Je größer die überlappungsfläche oder die Hinterschnittfläche ist, umso größer ist die mechanische Stabilität der Verriege-
lung, wenn alle Bauteile des Verschlusses adäquat konstruiert sind. Aus mehreren Gründen sind die Möglichkeiten, die überlappungsfläche oder die Hinterschnittfläche möglichst groß auszubilden, beschränkt, was nachfolgend erläutert wird:
Es ist eine spezifische Eigenschaft eines einrastenden Klinkenverschlusses nach dem in der WO 2008/006357 beschriebenen Stand der Technik, dass dieser nur dann die erforderliche Stabilität und Belastbarkeit aufweist, wenn das federnde Element ausreichend stark dimensioniert ist, was unvermeidbar auch eine stärkere Federkraft bedingt. Damit jedoch der Einrastvorgang von selbst, d. h. ausschließ- lieh mittels Magnetkraft erfolgen kann, wird ein an die Federkraft angepasster Magnet benötigt. Mit anderen Worten, das federnde Element muss mechanisch ausreichend stabil sein, um die erwünschte Zuhaltefunktion zu gewährleisten. Das erfordert jedoch einen ausreichend starken Magneten. Somit werden an den Magneten zwei sich ausschließende Anforderungen gestellt: Der Magnet muss stark ge- nug sein, um die Federkraft zu überwinden und der Magnet sollte möglichst klein und leicht sein, um die Kosten und das Gewicht zu reduzieren.
Es gibt bei den aus dem Stand der Technik WO 2008/006357 bekannten Verschlüssen noch ein zweites Problem, das sich bei einem Drehverschluss aus fol- gendem Sachverhalt ergibt: Das gebräuchlichste Magnetsystem hat zwei Magnetpole je Magnetelement und wird zum öffnen von einer sich anziehenden Position ca. 120° in eine sich wenigstens teilweise abstoßende Position gedreht. In dieser Position unterstützt die magnetische Abstoßungskraft das öffnen des Verschlusses. Damit sich jedoch der Verschluss von selbst öffnen kann, muss die mechani- sehe Verriegelung außer Eingriff sein.
Mit anderen Worten: Es gibt nur einen vorbestimmten Winkelbereich, der für die Verriegelung zu Verfügung steht. Dieser Winkelbereich kann nicht vergrößert werden, da von den maximal zur Verfügung stehenden 360 Grad auch ein vorbe- stimmter Winkelbereich benötigt wird, in dem die Verriegelungselemente außer Eingriff sein müssen. Der zur Verfügung stehende Winkelbereich des Schließzustandes ist jedoch noch wesentlich kleiner, da das öffnen nur dann erfolgen soll, wenn die Magnete eine Position erreicht haben, in der sie sich wenigstens teilweise abstoßen, um die gewünschte angenehme öffnungshaptik des Verschlusses zu
erhalten. Da nur im Winkelbereich des Schließzustandes die überlappung oder die Hinterschneidung auftreten darf, besteht somit eine objektive Grenze für die Vergrößerung der überlappungs- oder der Hinterschneidungsfläche mittels einer Vergrößerung des Winkelbereichs.
Soll die überlappungs- oder die Hinterschneidungsfläche vergrößert werden, so besteht die Möglichkeit, den Durchmesser des Drehverschlusses zu vergrößern. Ein Verschluss mit einem größeren Durchmesser kann z. B. an einer Handtasche unerwünscht sein.
Ein weiterer Weg zur Vergrößerung der überlappungs- oder der Hinterschneidungsfläche besteht darin, die Tiefe der überlappung oder Hinterschneidung in radialer Richtung zu vergrößern. Diese Maßnahme stößt jedoch ebenfalls auf eine Grenze, die sich aus dieser konstruktiven Maßnahme selbst und aus den speziel- len Eigenschaften der Magnetkraft ergibt, was nachfolgend erläutert wird:
Beim Zusammenziehen der Verschlusshälften berühren sich die ineinander schnappenden Teile, indem das Sperrstück einen vorbestimmten Weg gegen das federnde und somit ausweichende Verriegelungselement drückt, bis es zum Ein- schnappen kommt. Dieser Weg ist umso größer, je weiter das Verriegelungselement in radialer Richtung weggedrückt werden muss, d. h., es ist eine proportional ansteigende Druckkraft zur überwindung der ebenfalls proportional ansteigenden Federkraft des Verriegelungselements erforderlich. Es ist jedoch bekannt, dass Magnetkräfte einen nichtlinearen Verlauf haben und erst im Nahbereich stark an- wachsen. Da jedoch die Magnetkraft den Verschluss automatisch zusammenziehen soll und somit die Federkraft überwinden muss, ist es erforderlich, zur überwindung eines langen Federweges einen besonders starken Magneten auszuwählen, der bereits bei größerem Abstand die Anfangsfederkraft überwindet. Das führt jedoch zu der Forderung nach einem größeren, schwereren und teureren Magne- ten. Außerdem ist die Magnetkraft im Nahbereich, d. h. im eingeschnappten Zustand höher als benötigt. Das wiederum verlangt einen höheren Kraftaufwand beim öffnen, was jedoch z. B. bei Handtaschen unerwünscht ist, da diese Verschlüsse eine angenehm weiche Haptik aufweisen sollen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße mechanisch-magnetische Verbindungskonstruktion zum lösbaren Verbinden eines ersten Elements mit einem zweiten Element so zu verbessern, dass ihre Zuhaltekraft erhöht wird, ohne die mechanischen Rastelemente und die Magnete zu vergrößern.
Das wird mit einer mechanisch-magnetische Verbindungskonstruktion nach Anspruch 1 erreicht, wobei diese Verbindungskonstruktion eine Modul A aufweist, das mit dem ersten Element fest verbunden oder im ersten Element drehbar angeordnet ist, und ein Modul B aufweist, das mit dem zweiten Element fest verbun- den oder im zweiten Element drehbar angeordnet ist. Das Modul A ist in Modul B drehbar geführt. In Modul A ist mindestens ein Magnet und in Modul B mindestens ein Anker oder zweiter Magnet angeordnet. Die Form, die Lage und die Polung der Magnete oder des Magnets und des Ankers sind so beschaffen oder gewählt, dass beim Verdrehen von Modul A 51 relativ zu Modul B 52 die Magnete oder der Magnet und der Anker von einer Schließstellung mit maximaler magnetischer Anziehung in eine Offenstellung mit abgeschwächter magnetischer Anziehung gelangen können. Oder anstelle der abgeschwächten magnetischen Anziehung eine magnetische Abstoßung zwischen Modul A und Modul B entsteht. Weiterhin ist eine formschlüssige Verriegelung vorgesehen, die zwischen zwei Eingriffsabschnitten am Modul A und Modul B besteht, d. h. wenn die Module durch die Magnetkraft aneinander gezogen werden, kommen die zwei Eingriffsabschnitte in Wirkverbindung und verriegeln sich.
Erfindungsgemäß ist der Eingriffsabschnitt, der am Modul B an einem Federver- riegelungselement angeordnet ist, schraublinienförmig ausgebildet und der dazu passende Eingriffsabschnitt am Modul A ist ebenfalls schraublinienförmig ausgebildet. Modul A und Modul B schließen ohne Drehung derart, dass der schraubli- nienförmige Eingriffsabschnitt mittels der magnetischen Anziehung mit dem schraublinienförmigen Eingriffsabschnitt formschlüssig verrastet. Modul A und Modul B sind derart zu öffnen, dass beim Verdrehen der Module und dem damit einhergehenden Verdrehen der Magnete von der Schließstellung in die Offenstellung die schraublinienförmigen Eingriffsabschnitte außer Eingriff geschraubt werden.
Die Anwendung schraublinienförmiger Eingriffsabschnitte ermöglicht eine erhebliche Vergrößerung der Hinterschneidungs- oder überlappungsfläche der in Eingriff stehenden Elemente. Damit werden alle vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik behoben, was in den Ausführungsbeispielen näher erläutert wird.
Nach Anspruch 2 hat der schraublinienförmige Eingriffsabschnitt mehrere Gänge. Damit wird eine noch größere Hinterschneidungs- oder überlappungsfläche erzeugt, was zu einer noch höheren mechanischen Belastbarkeit des Verschlusses führt. Andererseits ist es möglich, Verschlüsse mit einer vorbestimmten Belastbarkeit deutlich kleiner zu bauen.
Nach Anspruch 3 besteht der schraublinienförmige federnde Eingriffsabschnitt aus voneinander getrennten Segmenten. Da die federnden Elemente nun jedes für sich kleiner sind als vergleichbare Konstruktionen aus dem Stand der Technik, können sie auch konstruktiv anders gestaltet werden als große Federelemente. Insbesondere ist es möglich, elastische Materialien einzusetzen. Außerdem bietet die Verwendung von mehreren unabhängigen Segmenten eine hohe Zuverlässigkeit, auch wenn ein Segment ausfallen sollte.
Nach Anspruch 4 besteht der schraublinienförmige Eingriffsabschnitt aus voneinander beabstandeten, federnden Stiften, die auf einer schraublinienförmigen Linie nebeneinander angeordnet sind und die ähnliche Vorteile wie die für Anspruch 3 genannten aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Vergleichsbeispiels aus dem Stand der Technik und von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit anhängenden Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1a - c zeigen ein Vergleichsbeispiel aus dem Stand der Technik, mit dessen Hilfe die Erfindung erklärt wird.
Fig. 2a - d zeigen die Erfindung in verschiedenen Ansichten.
Fig. 3a, 3b zeigen einen Vergleich der Erfindung mit dem Stand der Technik.
Fig. 4a, 4b zeigen einen Vergleich der Erfindung mit dem Stand der Technik.
Fig. 5a - 5c zeigen die funktionellen Details des öffnungsvorgangs.
Fig. 6a - 6b zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 6c zeigt eine spezielle Anwendung der Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt die wesentlichen Funktionselemente eines Magnetverschlusses aus dem Stand der Technik gemäß dem Dokument WO 2008/006357, das hiermit in die vorliegende Anmeldung inkorporiert wird. Ein mit Magneten bestücktes Betätigungsteil 70 wird in Pfeilrichtung in das Unterteil 71 eingeführt. In dem Unterteil 71 ist ein Federverriegelungselement 9 mit Federverriegelungsstücken 9a, 9a' angeordnet. Die Federverriegelungsstücke 9a, 9a' ragen im montierten Zustand durch die Durchbrüche 72. Das Betätigungsteil 70 weist Sperrstücke 5 und 5' und Freigabelücken 6 und 6', auf, wobei 6' in dieser Figur nicht erkennbar ist. Wenn das Betätigungsteil 70 in Pfeilrichtung in das Unterteil 71 eingeführt wird, dreht sich das Betätigungsteil 70 durch Magnetkraft in die gezeichnete Position, in der sich die in Fig. 1b erkennbaren Magnete anziehen. Dabei drücken die zwei Sperrstücke 5 und 5' auf die Federverriegelungsstücke 9a, 9a', bis der Verschluss einschnappt. Zum öffnen wird das Betätigungsteil 70 in der Pfeilrichtung nach links oder rechts gedreht, bis die Federverriegelungsstücke 9a, 9a' in den Freigabelü- cken 6 und 6' stehen. Durch diese Drehung erfolgt auch gleichzeitig eine Verdrehung der Magnete zueinander, die dann in eine Abstoßungsposition gelangen, so dass der Verschluss von selbst aufspringt.
Die Fig. 1b zeigt den Verschluss nach dem Stand der Technik in dem Moment, bei dem die Federverriegelungsstücke 9a, 9a' mit den Sperrstücken 5 und 5' Kontakt haben. In dieser Position sind die Federverriegelungsstücke 9a, 9a' noch nicht in der radialen Richtung Y um eine vorbestimmte Strecke beiseite gedrückt, und die Magneten stehen sich in einem Abstand X gegenüber. Es ist für den Fachmann erkennbar, dass der Winkel der Anschrägung am Sperrstück und am
Federverriegelungsstück nur begrenzt veränderbar ist, wenn die Funktion erhalten werden soll. Die Zusammenhänge zwischen dem Abstand X und Größe des Verschiebewegs in Richtung Y werden mithilfe nachfolgender Figuren erläutert.
Die Fig 1c zeigt in der Draufsicht die Federverriegelungsstücke 9a, 9a', die hinter die Sperrstücke 5 und 5' gerastet sind. Hier sind die schraffierten Hinterschnittflächen 50, 51 zu erkennen. Es ist ersichtlich, dass bei diesem Stand der Technik die Breite der Federverriegelungsstücke 9a, 9a' nicht verbreitert werden kann, wenn gewährleistet sein soll, dass der Verschluss bei einer Drehung zwischen 100 -130° zumindest teilweise auf Abstoßung gepolt werden soll. Somit kann auch nicht die Hinterschnittfläche vergrößert werden.
Fig 2a - d zeigen einen erfindungsgemäßen Verschluss nach PA1. Im Modul A (51) befinden sich Magnete 4a, b, die zu den Magneten 8a, b im Modul B (52) von einer Schließstellung mit maximaler magnetischer Anziehung in eine Offenstellung mit magnetischer Abstoßung gedreht werden können.
In den perspektivischen Ansichten Fig. 2a, b sind die schraublinienförmig ansteigenden Sperrstücke mit 5, 5', 5" und die Federverriegelungsstücke mit 9a, 9a', 9a" bezeichnet. Die Sperrstücke und die Federverriegelungselemente sind an den Seiten, die beim Schließen aufeinandertreffen, angeschrägt, sodass beim Schließen das Federverriegelungselement beiseite gedrückt wird. Nach dem Einrasten ist der Verschluss durch Aufdrehen von Modul A und Modul B lösbar.
In der Schnittzeichnung 2c ist der Verschluss in dem Moment beim Schließen gezeichnet, bei dem das Federverriegelungselement und das Sperrstück erstmals Kontakt haben und die Magnete 4a, b und 8a, b sich um die Strecke X beabstandet gegenüberstehen. Darauf wird bei der Beschreibung von Fig. 3a, b näher eingegangen. Die Fig 2 d zeigt eine Aufsicht auf den Verschluss mit Konturlinien der verdeckten Linien. Hier ist die Hinterschnittfläche 50, 50', 50" schraffiert. Es ist erkennbar, dass jedes Federverriegelungselement annähernd 120° Winkelbreite betragen kann und so die drei Federverriegelungselemente annähernd 360° abdecken, wodurch die Hinterschnittfläche wesentlich größer gestaltet werden kann, was nachfolgend erläutert wird:
Mit Fig 3a wird die Erfindung dem Stand der Technik 3b gegenübergestellt. Es ist erkennbar, dass die Hinterschnittfläche, die sich aus den drei Flächen 50, 50' und 50" ergibt, bereits augenscheinlich deutlich größer ist, als die Hinterschnittfläche in Fig. 3b, die sich aus den Fläche 50 und 50' ergibt.
In Fig. 4a, 4b werden nun die Abstände X der Magnete beim Stand der Technik 4b und dem erfindungsgemäßen Verschluss 4a verglichen. Es ist erkennbar, dass bei der Erfindung der Abstand X zwischen den Magneten 4a, b und 8a, b wesentlich kleiner ist als beim Stand der Technik nach Fig. 4b. Die Ursache ist die gerin- ge Hinterschnitttiefe 60.
Es ist offensichtlich, dass bei dem erfindungsgemäßen Verschluss schwächere und/oder kleinere Magnete einsetzbar sind, was zu einem hohen Einsparpotenzial führt.
Zur weiteren Erläuterung zeigen die Fig. 5a bis 5c die funktionellen Details des öffnungsvorgangs:
Fig 5a zeigt die technische nicht-reelle Darstellung, bei der erkennbar ist, dass beim öffnen die angeschrägten Seiten vom Sperrstück und Federverriegelungselement kollidieren. Diese Kollision kann je nach Dimensionierung des Magnetsystems und der Federelastizität des verwendeten Federverriegelungselements zwei unterschiedliche Effekte bewirken:
In Fig 5b ist dargestellt, wie sich bei einer relativ harten Elastizität und/oder einem schwachem Magneten Ober- und Unterteil des Verschlusses dem Gewinde folgend öffnen.
In Fig 5c ist dargestellt, wie bei relativ weichen Federverriegelungselementen und/oder starken Magneten die Federverriegelungselemente beim öffnen beiseite gedrückt werden und so der Formschluss vorzeitig aufgehoben wird.
Häufig liegt eine Mischform zwischen Fig. 5b und Fig. 5c vor, indem zuerst bei beginnender öffnungsdrehung das Federverriegelungselement ein wenig ausein-
ander gedrückt und vorgespannt wird und bei einem vorbestimmten Drehwinkel die Anschrägungen des Sperrstücks und des Federverriegelungselements das Ober- und das Unterteil auseinander treiben. In beiden Fällen muss der Verschluss aber zur vollständigen öffnung so weit gedreht werden, bis die Gewinde- gänge vollständig außer Eingriff gedreht wurden.
Dem Fachmann ist klar, dass verschiedene Ausführungsformen der Erfindung nach Anspruch 1 gleichermaßen erfindungsgemäß sind:
- das Modul A ist mit einem ersten Element fest verbunden ist und gleichzeitig ist das Modul B mit einem zweiten Element fest verbunden und zum öffnen werden erstes und zweites Element gegeneinander verdreht. Beispielsweise kann ein fest mit einem Mobiltelefon verbundenes Modul A durch drehen des Telefons aus einer Halterung drehen entnommen werden, wobei das Modul B fest mit der Halterung verbunden ist. (Ausführung nach Fig 2a-d) - Das Modul A ist drehbar in einem zweiten Element angeordnet und das Modul B ist mit einem zweiten Element fest verbunden. Beispielsweise kann bei der Ausführung als Verschluss für eine Tasche das Modul A über einen Handdrehgriff drehbar im Taschendeckel angeordnet sein und das Modul B fest mit dem Unterteil der Tasche verbunden sein. (Ausführung nach Fig 6c, wobei das Bezugszeichen 103 das erste Element, 106 das Modul A, 104 das zweite Element und 105 das Modul B bezeichnen).
- Es können auch Modul A und Modul B beide drehbar jeweils in einem ersten und zweiten Modul angeordnet sein. Dann werden Modul A und Modul B über jeweils einen Betätigungsgriff gegeneinander verdreht. Dies ist insbesondere praktisch, wenn bei einem allseitig zugänglichen Gegenstand die Lage der Betätigungsgriffe nicht von vornherein festgelegt sein soll.
Bei der Dimensionierung der Erfindung ist zu beachten, dass der Verschluss die Tendenz hat, sich bei Belastung aufzuschrauben. Daher müssen Magnetsysteme eingesetzt werden, die ein Rückdrehmoment in die Schließposition bei maximaler Anziehung bewirken, wie z. B. ein rechteckiger Magnet und ein rechteckiger Anker oder ein zweiter Magnet. Weiterhin müssen die Gewindegeometrie und die Reibung zwischen dem Sperrstück und dem Federverriegelungselement berücksichtigt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 5 nützt genau diese Tendenz, dass die Schraube die Bestrebung hat, sich unter Belastung von selbst aufzuschrauben für eine selbsttätige Not-Entriegelung ab einer bestimmten Last. Hier haben die schraublinienförmigen Eingriffsabschnitte eine so starke Gewindesteigung, dass sich bei überschreitung einer bestimmten Last der Verschluss drehend selbsttätig öffnet.
Fig 13-15 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer solchen Weiterbildung der Erfindung nach PA5 jeweils in Seiten- und Schnittansicht in drei unterschiedli- chen Bewegungsphasen. Bei dieser Ausführungsform ist die Gewindesteigung der schraublinienförmigen Eingriffsabschnitte (5, 5', 9a, 9a')und die Form, Lage, Polung und Stärke der Magnete (4a,4b, 8a, 8b) in Modul A (51) und Modul B (52) so gewählt, dass bei überschreitung einer vorbestimmten Last FL der Verschluss öffnet.
Fig 13-15 zeigen einen Verschluss bestehend aus Stecker 51 mit öse 51b, an der beispielsweise ein Seil befestigt wird. Eine Anwendung der Erfindung nach PA5 ist eine Not-Entriegelung zwischen einem Lenkdrachen („Kite") und einem Trapez, das an einer auf einem Surfbrett surfenden Person festgegurtet ist. Hier ist eine Not-Entriegelung ab einer bestimmten Zuglast von ca. 80kg vorgeschrieben, damit bei einem Sturz der Drachen die Person nicht unter Wasser ziehen kann und die Person ertrinkt.
Fig 13 zeigt die Schließphase, in der mittels der Magnetkraft der gegenüberste- henden Magnete 4a, 4b und 8a, 8b die schraublinienförmigen Eingriffsabschnitte 5,5' und 9a, 9a' an Stecker 51 und Federring 9 in Eingriff rasten.
Fig 14 zeigt den Verschluss nach erfolgtem Einrasten.
Fig 15 zeigt, wie durch die einwirkende Last FL der Stecker 51 ein Stück weit aus dem Gehäuse 52 herausgedreht wurde.
Der Federring muss durch eine geeignete konstruktive Maßnahme verdrehsicher gehalten sein, z. B. ein Vorsprung am Gehäuse 52, der in den öffnungsschlitz im Federring 9 eingreift
Die Not-Entriegelungs-Funktion wird nachfolgend mit Hilfe der Figuren 16 und 17 näher erläutert.
Beim erfindungsgemäßen Verschluss sind in Modul A und Modul B Magnete, bzw. Magnet und Anker so angeordnet, dass diese, wenn Modul A relativ zu Mo- dul B verdreht wird, in ihrer wechselseitigen Anziehung abgeschwächt oder gegengepolt werden. Zum Verdrehen ist eine von Form, Lage, Polung und Magnetkraft der Magnete abhängige Kraft nötig. Diese Kraft kann je nach Form, Lage, Polung der Magnete sich mit zunehmender Verdrehung ändern. Es wird zur Vereinfachung der Betrachtung angenommen, dass im Anfangsbereich der Dre- hung näherungsweise ein konstantes Anfangsdrehmoment FM ZU überwinden ist. In Fig 16 ist das Anfangsdrehmoment bei einem Magnetsystem aus vier Magneten 4a, 4b und 8a, 8b gezeigt, die von einer wechselseitigen Anziehungsposition in eine Position zumindest teilweiser Abstoßung verdreht werden. Entscheidend für die Wirkungsweise der Not-Entriegelung ist hauptsächlich die- ses Anfangsdrehmoment, da nach einer teilweise erfolgten schraubenden öffnung ja auch die Magnete ein Stück getrennt werden und sowohl in ihrer anziehenden Wirkung wie zurückdrehenden Wirkung schnell an Kraft verlieren.
Fig 17 zeigt das Ausführungsbeispiel in Ruheposition (rechts) und teilweise schraubend geöffneter Position (links). Wenn keine Magnete im Stecker 51 und Gehäuse 52 angeordnet wären, würde eine Belastungskraft F L den Stecker schraubend herausdrehen, sofern man eine Reibung zwischen Stecker und Federring in den Gewindegängen vernachlässigt. Die Last FL bewirkt dabei ein Drehmoment F 0 . Je steiler das Gewinde ist, desto größer ist dieses Drehmo- ment, d.h. desto leichter dreht sich unter Last der Stecker schraubend aus dem Gehäuse heraus.
Um eine öffnung bei überschreitung einer vorbestimmten Last FL ZU gewährleisten, bzw. um das Zuhalten bis zum Erreichen der Last F L zu gewährleisten, muss
das magnetische Anfangsdrehmoment F M gleich dem resultierenden Drehmoment FD bei überschreitung der Last FL gewählt sein, d.h. die Gewindesteigung sowie Form, Lage, Polung und Stärke der Magnete müssen anwendungsgemäß entsprechend gewählt werden.
Die Fig 6a zeigt eine Verriegelungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht, wobei nur das Drehelement und das Federverriegelungselement gezeigt sind.
Das ringförmig ausgebildete Federverriegelungselement 9 ist hier derart weiter- gebildet, dass das schraublinienförmige Federverriegelungsstück 9a durch Unterbrechungen in mehrere Segmente 9ai...9aβ aufspalten ist. Die Vorteile dieser Weiterbildung liegen in der Kombination der hohen Hinterschnittfläche mit einer sehr weichen Federkonstante des Federverriegelungselements, die ein sehr leichtes Einschnappen ermöglicht, wobei die Verriegelung jedoch stabil bleibt. Die weiche Federkonstante des als Ring ausgebildeten Federverriegelungselements 9 wird durch die Unterbrechungen zwischen den Segmenten 9a1...9a8 gebildet, da dort jeweils eine leichte Verformung in gewünschter Richtung möglich ist.
Dem Fachmann ist klar, dass es eine Vielzahl äquivalenter Lösungen für federnde schraublinienförmige Eingriffsabschnitte gibt, z. B. ist nach Anspruch 3 in jedem Segment 9i...9s eine eigene Feder 9bi...9bs und ein eigenes schraublinienförmi- ges Federverriegelungsstück 9ai...9as angeordnet und die einzelnen Elemente sind nicht miteinander verbunden sind, wie in Fig 6b gezeigt, bilden aber zusammen ein schraublinienförmigen federnden Eingriffsabschnitt.
Auch eine Aneinanderreihung von federnden Stiften in Form einer Schraublinie nach Anspruch 4 ist funktional gleich wirksam.
Die Fig 6c zeigt eine magnetisch-mechanische Verbindungsvorrichtung, bei der das Kopplungselement 106 je nach Drehung entweder in Anziehung zum Unterteil 102 oder in Anziehung zum Oberteil 105 gelangt, wobei es mithilfe einer Winde 101 gedreht wird. Die Trennlinie 107 trennt die Teile der oberen Baugruppe von denen der unteren Baugruppe. Diese Anwendung der Erfindung kann z. B. als Koppelvorrichtung zwischen einem Rollkoffer und einer darauf stehenden Tasche
verwendet werden, wobei es darauf ankommt, dass beim Aufsetzen der Tasche auf den Rollkoffer die Kopplungselemente sich durch die magnetische Anziehungskraft sicher finden und einrasten und nach dem Abnehmen der Tasche die Kopplungselemente zurückgezogen werden, so dass sie beim Absetzen der Ta- sehe auf den Boden nicht beschädigt werden.
Die erfindungsgemäße besonders stabile Verbindung der beiden Baugruppen wird durch den Formschluss des oben beschriebenen Federverriegelungselements 9 mit den segmentartig geteilten, schraublinienförmigen Federverriege- lungsstücken 9ai...9a 8 und dem Drehteil 106 mit den schraublinienförmig ansteigenden Sperrstücken 5, 5' erreicht.
Die Fig. 7 und Fig 8 zeigen ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel nach Anspruch 1. Als Magnetsystem sind zwei rechteckförmige Magnete gewählt. Das Federverriegelungselement ist als Federring 9 mit den schraublinienförmigen Eingriffsabschnitten 9a und 9a' ausgeführt. Der Federring wird im Gehäuse 52 gehalten. Der Stecker 51 mit Befestigungsöse 51b ist in das Gehäuse steckbar und im Gehäuse drehbar. Im Stecker und Gehäuse sind zwei rechteckige Magnete 4 und 8 angeordnet. Im Schließzustand nach Fig 7 überlappen sich die Rechtecke voll- ständig, es besteht maximale Anziehung. Nach einer Betätigung, einer Drehung um 90°, nach Fig 8, überlappen sich die Rechtecke nur noch teilweise. Die magnetische Anziehung ist also abgeschwächt worden und dazu war eine Kraft nötig, die das magnetische Rückdrehmoment FD überwunden hat. Im betätigten Zustand nach Fig 8 ist das Gewinde durch eine Drehung um 90° außer Eingriff ge- dreht worden. Dem Fachmann ist klar, dass das Magnetsystem und die Anzahl und Winkelbreite der Gewindegänge aufeinander abgestimmt sein müssen. Im vorliegenden Beispiel wären für eine maximale Zuhaltung 4 Gewindegänge a 90° Winkelbreite konstruktiv möglich. Gezeichnet sind jedoch nur zwei Gewindegänge a 90°. Hier ist dann die Hinterschnittfläche entsprechend kleiner. Der Federring muß durch einen geeignete konstruktive Maßnahme verdrehsicher gehalten sein, z. B. ein Vorsprung am Gehäuse 52, der in den öffnungsschlitz im Federring 9 eingreift
Fig.9-12 zeigen ein Ausführungsbeispiel nach Anspruch 7.
Fig 12 zeigt in perspektivischer Explosionsansicht die wichtigsten Einzelteile separiert. Im Gehäuse 52 sind zwei Magnete 4a und 4b angeordnet. Im Stecker 51 sind zwei Magnete 8a und 8b angeordnet. Im Gehäuse ist das Federverriegelungselement 9 gelagert. Am Federverriegelungselement und am Stecker sind schraublinienförmige Eingriffsabschnitte 9a, 9a' und 5,5' auf den konischen Flächen 161 , 162 angeordnet.
Fig. 9 zeigt in Schnittansicht den Verschluss im geschlossenem Zustand, in dem die schraublinienförmigen Eingriffsabschnitte 9a, 9a' und 5,5' ineinander eingeras- tet sind und maximale Hinterschnittfläche und damit maximale Verschluss- Belastbarkeit bieten.
Fig. 10 zeigt in Schnittansicht den Punkt, an dem sich Stecker und Gehäuse um den Abstand x beabstandet gegenüberstehen und die schraublinienförmigen Ein- griffsabschnitte ersten Kontakt haben. An diesem Punkt muss nun die Magnetkraft größer sein als die Federkraft des Federverriegelungselements 9, das durch die Anschrägungen auf den Eingriffsabschnitten nun seitlich beiseite gedrückt wird. Die vorliegende Ausführungsform bietet den Vorteil, dass mehrere Eingriffsabschnitte übereinander einrasten können und so eine große Hinterschnittfläche bieten, obwohl der Abstand x minimal klein ist. Dieses Ausführungsbeispiel weist also ein besonders gutes Verhältnis von mechanischer Belastbarkeit und Magnetgröße auf und kann besonders preisgünstig hergestellt werden.
Fig. 11 zeigt die Lage des Schnittes A-A in Fig. 9 und Fig. 10.