机械-磁性连接结构的制作方法

专利名称：机械-磁性连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械-磁性连接结构，也就是说，借助于磁力辅助的机械联锁，所 述磁力辅助尤其适用于如在提包、背包和类似的对象上使用的锁合件，其中这些列举不应 限制本发明的使用范围。
背景技术：
原则上，这种连接结构划分为两个主要类别。存在机械连接结构，所述机械连接结 构的打开和闭合机构由大多数形状接合和力配合作用的部件组成。经常使用弹簧，以便保 持联锁状态，使得闭合和打开必须抵抗弹簧力来进行。这种连接结构为技术人员所已知，使 得只是参考小类IPC A44B的内容中的现有技术。例如，从文献US 5974 637中已知搭扣，在所述搭扣中，弹簧闭锁构成为，使得如 楔子的分隔元件借助逐渐变窄的面逐渐地撑开闭锁装置，直至其达到脱离接合并且被释 放。如这种搭扣的锁合件通过逐渐地克服闭锁具有柔和的触觉，但是具有不令人满意的闭 合触觉，因为其能够借助很大的力闭合，并且在大多数情况下只能够借助两只手闭合。连接结构的另一个主要类别为磁性作用的连接结构，在所述磁性作用的连接结构 中利用磁力使连接结合在一起。正是对于提包和其它容器的锁合件而言，这种连接结构也 为技术人员充分地已知，使得在这里也只是参考小类IPC E05C的内容中的现有技术。此外，已知在这两种主要类别之间的组合。在这些组合中通常试图如下满足连接 结构的特殊要求，通过有针对性地组合机械连接和磁性连接的不同的性质。下面，为了更好地理解本发明的优点，首先讨论机械连接结构和磁性连接结构的 一些主要性质。形状接合的机械联锁通常具有机械部件，所述机械部件在加载联锁时以拉、压和 剪切的方式被加载。该部件的机械阻力的大小限定连接结构的稳定性。机械连接结构可廉 价地制造，因为在提包锁合件中只是使用非常廉价的铁件或塑料件。这种机械连接结构原理上具有的性质是，在插在一起时，必须手动克服联锁弹簧 力。因此在一些情况下，连接结构的操纵不是十分舒适，使得不得不使用磁性连接结构，因 为磁性连接结构由于本身的磁力相互起作用。在闭合和在打开时在手上感觉到的力在下面被称为触觉。刚好在由手操控闭合 时，必须适应人手力量的触觉。在为此直接应用磁力的磁性连接中，为了防止连接的打开，必须根据保持力确定 磁体和与此有关的衔铁的尺寸。当对闭合力和触觉没有提出特殊的要求时，原理上可使用 这种连接。但是在确定的情况下，锁合件必须超过一般的尺寸，例如当满足安全性要求时。这 例如能够在用于登山者的背包中被要求。当锁合件加载有多倍标准闭合力时，这例如能够 在坠落时出现，那么该背包也不会打开。就这方面而言，具有这种要求结构的锁合件构成为 机械锁合件，因为借助机械结构在没有大的额外耗费的情况下，也可实现高的安全性系数。就这方面而言，这种连接结构在大众市场上获得成功。此外，从现有技术中已知各种机械连接结构，在所述机械连接结构中，除了机械联 锁外还使用磁体。但是磁体只用于使在闭合状态下的机械联锁结合在一起。在此，利用磁力 来替代机械弹簧的弹簧力。这种结构不具有舒适的触觉。它们能够通常相对轻松地闭合， 但是较困难地打开。在文献US 6295702中说明了一种机械地闭锁的磁性锁合件，在所述锁合件中，在 闭合过程期间，磁体和衔铁拉紧机械的闭锁装置，在能够打开磁性锁合件前，所述闭锁装置 在打开过程期间首先被解锁。打开触觉是不令人满意的，因为在打开期间，磁体和衔铁沿它们的主吸引方向分 开，也就是说，在该方向上它们在闭合时相互运动，并且因此结合着突然的触觉，因为磁性 吸引力在闭合位置上最大并且此后极度地非线性下降。此外在这里，通过在闭合位置上的 附加的磁体_衔铁_系统确保机械的闭合，所述磁体_衔铁_系统同样对抗磁场地打开，使 得用于打开锁合件的触觉具有突然的分布并且因此不令人满意。此外，从文献US 6182336中已知一种磁性锁合件的机械夹紧，所述机械夹紧通过 操作纽扣的斜面打开。但是在这里，打开触觉也不令人满意，因为在打开期间，磁体和衔铁 沿它们的主吸引方向分开，也就是说，在该方向上它们在闭合时相互运动，并且因此结合着 明显的突然的触觉，因为磁性吸引力在闭合位置上最大并且此后极度地非线性下降。对于下列要求而言，没有连接结构可从现有技术中已知a.机械地进行联锁；b.连接结构自身拉紧；c.连接结构可轻松地打开，也就是说，具有良好的触觉，所述触觉均勻地，也就是 说，平稳地经过整个操作过程。

发明内容
因此本发明的目的是，提供一种同时满足所有三个要求a至c的连接结构。该目的借助根据权利要求1的机械_磁性连接结构得以实现。该连接结构具有两 个连接模块，并且用于连接两个元件，在所述两个元件上可分别固定一个连接模块。连接结构具有下列特征联锁装置，所述联锁装置具有至少一个弹性偏离且设置 在其中一个连接模块内的弹簧联锁元件，并且具有用于形状接合地联锁连接模块且设置在 另一个连接模块内的止动件，并且具有带有使力偏转的上升的滑动面的可移动的解锁元 件。所述弹簧联锁元件构成为，使得其在连接结构闭合时朝止动件挤压。弹簧联锁元件、止 动件以及弹簧联锁元件和止动件的彼此接触的表面部分构成为，使得当联锁元件和止动件 相对彼此移动时，弹簧联锁元件侧偏转并且最终咬合在止动件内。为技术人员所清楚的是， 概念“弹簧”的使用只是应该说明性质“弹性”。因此使用弹性材料的所有实施形式也在其 列。此外清楚的是，“有弹性的”或“弹性的”性质也能够与止动件关联。止动件和联锁元件构成为，使得与实际出现的或可能的负载有关的机械强度是足 够的。此外，解锁元件是可移动的，使得弹簧联锁元件从接合位置挤压至非接合位置，在 所述接合位置上，弹簧联锁元件与止动件接合，在所述非接合位置上，弹簧联锁元件不与止动件接合。在此，弹簧联锁元件的使力偏转的上升的滑动面构成为，使得其在弹簧联锁元件 移动时抵抗弹簧力地向一侧挤压。下面将详细阐述该特征组合当连接结构咬合在一起时，存在形状接合的连接。为了解除形状接合，移动可移动 的解锁元件，直至远离使力偏转的上升的滑动面地向一侧挤压弹簧联锁元件，直至止动件 不再与弹簧联锁元件接合，也就是说，弹簧联锁元件和止动件从接合位置处于非接合位置。 在此，为技术人员所清楚的是，使力偏转的上升的滑动面不仅必然地作用于弹簧联锁元件 的端部上，而且也能够作用于弹簧联锁元件的可自由选择的另一个弹性位置上。此外，连接结构具有磁体-衔铁结构，其中磁体设置在其中一个连接模块内，并且 衔铁设置在另一个模块内。在衔铁和磁体之间的磁力选择为，使得在闭合过程中，连接模块 从规定的最小距离起彼此拉近，因此弹簧联锁元件朝止动件挤压，直至其以接合的方式咬 合。换言之，磁体和衔铁的尺寸确定为，使得克服弹簧联锁元件的弹簧力。在这里，为技术 人员所清楚的是，磁体-衔铁结构不只是能够由单个磁体和单个衔铁组成。因此在下面，磁 体-衔铁结构理解为磁体和衔铁的每个组合，所述磁体和衔铁至少相互拉近，其中为技术 人员所已知的是，衔铁由铁磁材料组成或者也能够为磁体。确定的磁体-衔铁结构不但吸 弓丨，而且当两个同名的磁极相对时还相互排斥。当没有特别的附加操作起作用时，磁体相对 于衔铁运动还是衔铁相对于磁体运动是不重要的。也清楚的是，磁体和衔铁之间的作用关 系等同于两个吸引的磁体之间的作用关系。当连接模块被连接时，存在机械联锁并且也存在磁性吸引。但是要强调的是，磁性 吸引只是接受连接的主要负载力的次要部分。磁体-衔铁结构几乎只是用于连接的自动闭
1=1 o因此，如果在磁体与衔铁分开时，出现开头所述的舒适的，也就是说平稳的触觉， 那么具有磁体的连接模块和具有衔铁的连接模块侧向相互移动，直至磁力足够地减弱，以 便能够轻松地用手分开模块。这就是当位于磁体对面的衔铁面变得足够的小时的情况。清 楚的是，磁体和衔铁之间的移动也能够为扭转或偏转。可移动的磁体与解锁元件耦联，也就是说，解锁元件也与磁体一起运动，其中概念 “耦联”不是只意味着解锁元件必须与磁体刚性地连接。耦联也可理解为通过弹簧的连接。 当拨杆移动解锁元件时，那么也存在耦联，但是该拨杆不总是紧贴解锁元件，也就是说，当 存在间隙时。在实施例的说明中还会详细地阐述这个相互关系。下面概括地说明本发明的主要特征和性质当磁体从衔铁足够远地移开，使得在磁体和衔铁之间的磁性吸引力足够地弱时， 那么弹簧联锁元件逐渐向后挤压，也就是说，处于非接合位置上。在该非接合位置上，连接 装置不仅被机械地解锁，而且也被磁性地解除。换言之，为了打开和闭合，磁力通过磁体和衔铁的借助低的力耗费的侧向移动逐 渐变弱或者完全消除，并且弹簧联锁机构借助低的力耗费逐渐打开。因此可理解为，该连接 结构具有特别柔和的打开触觉。清楚的是，在连接结构闭合时，在解锁元件和弹簧联锁机构之间以及衔铁和磁体 之间不能存在前述打开位置，也就是说，在闭合时，止动件、弹簧联锁元件和解锁元件必须 相对放置，使得能够达到咬合。另一方面，在闭合时，磁体和衔铁也必须相对位于如下位置 上，在所述位置上，磁体和衔铁之间的磁力足够地强，以便克服弹簧联锁元件的弹簧力，因此能够实现咬合过程。换言之，必须在连接结构打开后或者最迟在连接结构闭合前不久导致联锁结构和 磁体_衔铁结构分别再次回到它们的初始位置上，在所述初始位置上允许收紧或咬合。联 锁结构和磁体_衔铁结构的功能元件的这个复位通过复位机构起作用。为此，只是力必须 作用于待复位的部件上。在本发明中，最好为此使用复位弹簧的力，所述复位弹簧在连接结 构打开时预张紧。为技术人员所清楚的是，该复位弹簧必须只是非常的强，以便在打开移动 的功能元件时，复位弹簧再次被挤压到其初始位置上。为此，只是需要非常小的力，使得也 只是需要弱的复位弹簧。这是保持上述柔和的和舒适的触觉的原因。但是也能够借助机械的机构实现复位。该效果为技术人员充分已知，以致仅仅阐 述多种可能性中的一种当衔铁和磁体相互附着时，那么通过将衔铁从磁体移开，能够解除这个磁性的附 着连接。当磁体和衔铁的吸引面同样大时，那么当衔铁和磁体侧向相互移开时，吸引面部分 变小。在移开时必须克服复位力，因为磁体和衔铁通过磁力保持在初始位置上。吸引面之 间的摩擦越小，复位力越大。当磁体和衔铁具有确定的形式和/或磁化强度时，更能够加强 这个已知的效果。因此例如清楚的是，三角形的衔铁面在适合的磁化强度的情况下对准大 约相同大小的，同样为三角形的磁体面。技术人员也能够将上述借助于移动运动的技术理论类似地应用到旋转运动或翻 转运动，而为此不需要创造性的工作。根据本发明的根据权利要求2的有利的改进方案，磁体_衔铁结构具有多个联锁 元件或带有多个联锁部分的一个联锁元件。借助本发明的这个改进方案，例如更好的分配 作用的负载力是可能的。根据本发明的根据权利要求3的有利的改进方案，磁体_衔铁结构具有耦联装置， 所述耦联装置在可移动的磁体的运动方向上具有间隙，使得只有当具有间隙时，解锁元件 才借助于止挡沿磁体的方向被拉动。该实施形式的优点在于，磁体的从衔铁的移开行程能 够大于必须移开解锁元件直至弹簧联锁元件与止动件脱离接合的行程。借助该实施形式能 够构成连接结构，在所述连接结构中，磁体的有条件的通过结构的边界条件从衔铁的移开 行程必须大于解锁元件移动的行程。根据本发明的根据权利要求4的有利的改进方案，磁体_衔铁结构具有作为耦联 弹簧作为耦联装置，所述耦联弹簧的弹簧力沿着磁体和解锁元件的运动方向延伸。该实施 形式的优点在于，借助这个特征组合提供在负载的情况下防止连接结构的打开的安全性。 耦联弹簧的尺寸确定为，使得在机械联锁装置的无负载的状态下，在磁体移动时也通过耦 联装置一起拉动解锁元件。但是在负载状态下，弹簧联锁元件和止动件之间的摩擦力大于 弹簧力，也就是说，例如能够用手移动磁体，而不打开机械的联锁。当在状态下此后解除机 械的联锁时，弹簧立即沿打开方向拉动或挤压解锁元件，使得打开连接。 根据本发明的根据权利要求5的有利的改进方案，磁体_衔铁结构具有耦联装置， 所述耦联装置在可移动的磁体的运动方向上具有间隙，使得只有当具有间隙时，解锁元件 才借助于止挡沿磁体的方向被拉动。此外，设有用于解锁元件的复位弹簧，所述复位弹簧的 弹簧力沿着解锁元件的运动方向延伸。当磁体从衔铁移开并且具有耦联装置的间隙时，复 位弹簧张紧。当解除连接时，磁体和衔铁移动至相对位置上，并且同时解锁元件被挤压到其初始位置上。由从属权利要求3至5可看出，还具有这个类型的多个组合，在所述多个组合中使 用止挡、拨杆和弹簧，但是所述止挡、拨杆和弹簧遵循相同的技术理论，使得技术人员按照 技术的边界条件能够选择适合的组合，而为此不需要创造性的工作。尤其是能够组合拉力 弹簧和压力弹簧。根据本发明的根据权利要求6的有利的改进方案，设有用于使磁体或衔铁移动的 可用手或借助脚操纵的操纵装置，所述磁体或衔铁安装在两个连接模块中的一个内。根据本发明的根据权利要求7的有利的改进方案，在其中一个连接模块上设有可 用手握住的对象，所述对象可用手安装到另一个连接模块上。本发明的这个实施形式例如 适用于，以便将自行车车灯与自行车车把连接。在这种情况下，衔铁直接与对象连接为一 体。根据本发明的根据权利要求8的有利的改进方案，磁体_衔铁结构在一个连接模 块内具有至少一个磁体，并且在另一个连接模块内具有至少一个铁磁的衔铁或至少一个为 吸引而极化的磁体。当需要低成本的连接时，优选这个构造。根据本发明的根据权利要求9的有利的改进方案，磁体_衔铁结构在一个连接模 块内具有带有两个铁磁的导片的磁体，并且在另一个连接模块内具有铁磁的衔铁，其中导 片设置成，使得其与铁磁的衔铁处于磁性的作用关系，并且磁体不接触衔铁。当需要结实的 连接时，优选这个构造，因为在该磁体-衔铁结构中，磁体表面与衔铁的表面不接触，以致 即使例如沙子的异物位于它们之间，也避免例如在重复移动时易损的磁体表面的损坏。根据本发明的根据权利要求10的有利的改进方案，磁体-衔铁结构在一个连接模 块具有带有一个铁磁的导片的磁体，并且在另一个连接模块内具有铁磁的衔铁，其中磁体 和导片设置成，使得它们与铁磁的衔铁处于磁性的作用关系。当更好地利用磁力时，这通过 在磁导片中的磁场线的聚束实现，优选这个构造。根据本发明的根据权利要求11的有利的改进方案，磁体-衔铁结构在每个连接模 块内具有带有铁磁的导片的磁体，其中导片在闭合状态下相互吸引地相对放置。当在闭合 状态下需要借助高的吸引力结实地连接时，并且当在打开时希望至少略微排斥时，优选这 个构造。根据本发明的根据权利要求12的有利的改进方案，磁体-衔铁结构具有至少各两 个相对的磁体，所述两个磁体在连接的闭合形态下都处于吸引位置，并且在打开形态下处 于排斥位置。当在闭合状态下需要借助高的吸引力连接，并且在打开时需要借助高的排斥 力时，优选这个构造。根据本发明的根据权利要求13的有利的改进方案，磁体-衔铁结构具有磁体构 造，在所述磁体构造中，磁体和铁磁的衔铁设置在每个连接模块内，使得在闭合状态下，磁 体位于衔铁的相对位置上并且极化成，使得在打开状态下，为排斥而极化的磁体相对放置。 当在闭合状态下需要借助高的吸引力低成本地连接，并且在打开时需要借助低的排斥力 时，优选这个构造。根据本发明的根据权利要求14的有利的改进方案，解锁元件除了使弹簧联锁元 件不与止动件接合的使力偏转的上升的滑动面外，还具有第二滑动面，所述第二滑动面在 弹簧联锁元件被挤压至非接合位置上后，张紧的弹簧联锁元件的力偏转为在第一连接模块
8和第二连接模块之间的弹出力，以便第一连接模块从第二连接模块中弹出。为技术人员所 清楚的是，在如下情况下产生弹出力，当弹簧联锁件从直的位置被挤压至倾斜的位置上时， 并且通过产生的斜面使弹簧联锁元件的弹簧应力部分地转换为弹出力，只要第二滑动面允 许元件借助低的摩擦相互滑动，或者当具有第二滑动面的解锁元件压在弹簧联锁元件上的 斜面上，或者在解锁元件上的倾斜地构成的第二滑动面与弹簧联锁元件处于交替作用，或 者上述可能性的组合，借助于技术人员已知的斜面和滑动面使弹簧应力至少部分地转换为 弹出力。


下面借助于实施例和所属附图详细地阐述本发明图la至le、图lz示出本发明的原理图；图If示出本发明的特别的应用情况；图lg至li、图lg’至li’示出本发明的特别的应用情况；图2a至2b示出具有第一特殊的耦联装置的本发明的原理图；图3a至3b示出具有第二特殊的耦联装置的本发明的原理图；图4a至4b示出具有第三特殊的耦联装置的本发明的原理图；图5a至5c示出具有第四特殊的耦联装置的本发明的原理图；图6示出本发明的第一特殊的实施例；图7示出本发明的另一个特殊的实施例；图8示出本发明的另一个特殊的实施例；附图标记清单1第一连接模块2第二连接模块3 分隔线4 磁体5 止动件7 耦联装置7a耦联板7b耦联凹部7c耦联接合件7d耦联间隙8 衔铁、衔铁磁体9 弹簧联锁元件9a弹簧联锁元件的联锁件9b弹簧联锁元件的弹簧部分10a止动件-复位弹簧10b磁体-复位弹簧10c磁体-止动件-耦联弹簧40解锁元件
40a使力偏转的上升的滑动面40b第二滑动面50 操纵杆
具体实施例方式借助图la至le中的原理图说明本发明的一般功能。图If示出特殊功能。借助附图标记1和2表示待连接的连接模块的，为了提高简明性，通过分隔线3分 隔所述连接模块。因此两个连接模块分开，也就是说，相对分开。连接模块1由磁体4、止动件5和具有力偏转部分40a的解锁元件40。解锁元件 40通过耦联装置7与磁体4连接。连接模块2由铁磁的衔铁8和具有联锁件9a和弹簧部分9b的弹簧联锁元件9组 成。当可移动的连接模块2从下面，也就是说，沿箭头方向A接近固定的连接模块1时，那 么达到如图lb的位置。在该位置上，具有能够逐渐变小的接合面9c的联锁件9a紧靠在止动件5上。借 助于在磁体4和8之间的磁力F，弹性地保持的联锁件9a朝止动件5的下边缘挤压。磁力 F和弹簧部分9b的弹簧系数确定为，使得弹簧部分9b沿箭头方向回弹，以致达到如图lc的位置。在该中间位置上，联锁件9a沿箭头方向向回挤压。当其达到止动件5的上边缘时， 弹簧部分％沿图Id中所示的箭头方向挤压联锁件9a。在该位置磁体面和衔铁面接触或者紧密地并在一起，并且现在联锁件9a位于止 动件5的表面上，也就是说，联锁被咬合。因此不再可能的是，连接模块2向下，也就是说， 沿负载方向B拉动，因为联锁阻止该连接模块。要强调的是，磁力对于连接强度而言没有显著的影响。在图le中示出连接模块1和2相互脱离。为此磁体4侧向沿箭头方向C从衔铁 8推开。因为执行两个功能a.在耦联方向上移动弹簧联锁元件9，使得联锁件9a通过解锁元件40的使力偏 转的上升的滑动面40a向回挤压，直至联锁件9a和止动件5不再处于接合。b.通过磁体4的侧向移动出现磁力F的显著减弱，使得衔铁8不再由磁体吸引或 者只是仍然弱地由磁体吸引。这个两个功能导致连接的触觉舒适地柔和打开，因为通过至少极度减弱的磁力F， 不发生对于磁性连接而言通常典型的突然的分开。为技术人员所清楚的是，是否如在图le’中所示，止动件5固定地设置在连接模块 1内并且只是解锁元件40移动，或者是否如在图le中所示，止动件和解锁元件一体地构成 并且共同移动，都是等效的。图lz和lz’示出具有可移动的或固定的止动件的分开的连接模块。在连接模块分开后，通过合适的且还待说明的措施，磁体-衔铁构造又回到如图 la的初始位置，其中在这里要注意的是，通过磁性性质已经产生自动的复位。技术人员知 道，复位的程度取决于多种因素，其中磁体和衔铁之间的摩擦是主要因素。下面阐述耦联装置7。耦联装置7为磁体4和止动件5之间的刚性或弹性的连接。然而，耦联装置7也能够为部分固定和部分松开的连接，也就是说，具有间隙的连接。首先假设，耦联装置7为刚性的连接。在这种情况下，磁体4、耦联装置7和止动件 5被视为一体。因此，移动力Fv的力作用点可自由地选择。在图le中，移动力Fv作用在磁 体4上。当耦联装置7为拉力弹簧时，那么力作用点不再可自由地选择，也就是说，移动力 Fv的力作用点必须在磁体4上选择，如在图If中所示。在图If中示出本发明的尤其普遍的实施形式，所述实施形式与图le的结合随后 阐述。耦联装置7为拉力弹簧。从图le中可看出，借助磁体4的移动也可产生止动件5的 移动。在图If中，连接模块1和2在沿负载方向B的拉应力的作用下处于连接，也和就是 说，止动件5和弹簧联锁元件9的联锁件9a相互挤压。通过彼此搭接的表面部分的这个表 面挤压来防止解锁元件40由拉力弹簧沿移动的磁铁的方向拉动。因此存在安全联锁，所述 安全联锁在负载情况下不会打开，因为仅仅磁体4是可移动的。因为摩擦力大于拉力弹簧 的弹簧力，所以解锁元件40被卡住。图lg至li示出本发明的另一个尤其有利的改进方案。在此，图lg’至li’从另 一个角度示出与图lg至li相同的状态。图lg示出相应于图Id的在闭合状态下的锁合。 在图lh中新的是，解锁元件40具有第二滑动面40b，所述滑动面在打开时朝联锁件9a挤 压。第二滑动面40b和联锁件9a具有这样的几何结构，使得如在图li中所示，张紧的联锁 弹簧9b的弹簧应力沿箭头方向偏转为弹出力。这在锁合件中是尤其有利的，所述锁合件具 有磁体_衔铁系统，所述磁体_衔铁系统在打开位置上还具有弱的剩余吸引力。通过使联 锁弹簧9b的弹簧力与在磁体4和衔铁8之间的打开位置上的剩余吸引一致，以及借助于力 偏转部分40b的几何结构以及联锁件9c的斜面的几何结构，沿箭头方向的弹出力能够测定 为，使得克服磁体4和衔铁8之间的这个剩余吸引力，并且自动打开锁合件。最后还阐述图lc’。为技术人员所清楚的是，当止动件5能够借助于弹簧部分5a 沿箭头方向弹性地移位时，弹簧部分9b的功能也能够由止动件5承担。同样，组合也是可 能的，也就是说，设有弹簧部分9b和弹簧部分5a。因此图lc’示出与图lc相同的功能状 态。相对于耦联装置的目前的实施方式涉及刚性和弹性的耦联装置。当耦联装置为具 有间隙的连接时，不能够借助图1阐述功能。为此使用下面的图。图2a至2b示出特殊的耦联装置7。因为本发明的一般的功能已经在图1中说明， 所以在下面不再图解说明所有的功能阶段。图2a示出闭合的连接结构，也就是说，这个功 能阶段2a相当于图Id中的功能阶段。磁体4通过耦联装置7与解锁元件40连接。耦联装置7具有沿着磁体的在打开 时的运动方向的间隙7d。从图2中可看出，与解锁元件40固定地连接的耦联接合件7c接 合在耦联凹部7b内。耦联凹部7b比耦联接合件7c长，以致产生耦联间隙7d。在图2a中， 耦联接合件7c紧靠在耦联凹部7b的左端。当磁体4沿箭头方向移动时，具有耦联凹部7b 的耦联板7a同样也沿该方向移动，直至耦联建7c紧靠在耦联凹部7b的右端，也就是说，通 过耦联间隙7b，而在止动件5不移动。当磁体更远地移动时，解锁元件40也随着被拉动，使 得如从图le中已知的一样，联锁件9a由解锁元件40的使力偏转的上升的滑动面40a向一 侧挤压，直至达到非接合位置。因此连接结构被打开，因为不但解除形状接合的联锁，而且还磁体4和衔铁8之间的吸引力减弱或极度减弱。因此当用手打开连接结构时，获得触觉 舒适的打开特性。通过适合的措施，在如图2a的初始位置上实现复位。这个具有间隙的耦联装置的优点是，磁体_衔铁结构能够构成为，使得通过磁体4 的移动距离非常长，而同时解锁元件40的移动距离能够较短并且在这里出现较少的摩擦， 在选择的吸引非常强的磁体_衔铁系统中获得尤其柔和的触觉。例如，这能够有利地用于 锁合件，在所述锁合件中，引起均勻地保持闭合的多个窄的弹簧联锁元件应该同时被解锁。图3a至3b示出另一个特殊的耦联装置7。一般的功能已经在根据图1说明，并且 具有间隙的耦联的特殊的作用根据图2说明。在图3中耦联凹部7b长得多。在解锁元件 40上附加地耦联有复位弹簧10，当具有耦联间隙7d时，所述复位弹簧10在磁体4移动时 被拉伸。在连接结构打开后，也就是说，在解锁后，解锁元件复位弹簧10a再次拉回解锁元 件40。具有间隙的这个耦联装置的优点是在闭合位置上的非常可靠的复位，并且与磁性 复位无关。该耦联装置例如用于安全带锁合件。图4a至4b示出另一个特殊的耦联装置7。一般的功能已经根据图1说明，并且具 有间隙的耦联的特殊的作用已经根据图2说明。在磁体4上附加地耦联有复位弹簧10b，所 述复位弹簧在磁体4移动时收缩。在连接结构打开后，也就是说，在解锁后，磁体复位弹簧 10b将磁体压在耦联装置7上，并且因此当具有耦联间隙7d时，解锁元件40也再次返回。这个具有间隙的耦联装置的优点是，模块接近时，磁体总是位于最大吸引的位置 上，并且因此尤其有效地相互吸引。该耦联装置用于不易达到锁合件，所述锁合件应该最佳 地相互吸引。图5a至5c示出另一个特殊的耦联装置7。一般的功能已经根据图1说明，并且具 有间隙的耦联的特殊的作用已经根据图2说明。这个连接结构涉及在载荷情况下防止打开 的安全功能，如已经在图If中所说明。图5a示出在载荷情况下的闭合的连接结构，也就是 说，联锁件9a沿箭头方向挤压在止动件5上。在止动件5和磁体4之间设置有磁体_解锁 元件-耦联弹簧10c。如果根据图5b的磁体4沿箭头方向移动，那么磁体-解锁元件-耦 联弹簧10c拉伸，而解锁元件40借助于联锁件9a固定保持在其位置上。当消除负载力B 时，磁体_解锁元件_耦联弹簧10c向左拉动止动件5，使得联锁件9a由解锁元件挤压在非 接合位置上。解锁元件40的向回推动通过耦联凹部7b的左侧端部向右进行。这个具有间隙的耦联装置的优点是，防止在载荷的情况下的打开。该耦联装置例 如用于负载的带、绳、索等的确保安全的闭合件，如它们要求用于登山者需求或游艇需求。下面以特殊的实施例说明来自图1至5的原理图。只要可能，都在特殊的实施例 中指出，涉及的特殊的实施例基于图1至5的原理图的所述特殊的实施例。为技术人员所清楚的是，磁体和解锁元件40以及其它元件的运动不局限于直线 运动。然而，直线运动最适合于阐述，使得为了说明本发明的在图1至5中的原理图，选择 直线运动。也为技术人员所清楚的是，在耦联装置的结构和构造方面具有多个变形方案， 仅仅已经通过所说明的变形方案的组合，使得技术人员在需要时能够使用合适的组合或更 改，而不必成为自己的发明创造。在下面的实施例中，磁体的运动是直线的。图6示出用于提包或书包的锁合件。图6a示出锁合件的主要的组成部分的立体
12图。锁合件由固定在提包上的连接模块1和2组成。原则上能够以各种方式固定，例如通 过缝合、粘贴、铆接或旋拧。在下面的实施形式中不进一步指出固定可能性的方式。连接模 块1构成为具有纵向延伸的楔形的插接部分11的插头。在插接部分11中设有固定的止动 件5和与插头11构成为一体的具有使力偏转的上升的滑动面40al、40a2、40a3、40a4的解 锁元件40。弹簧联锁元件9分开地示出，并且沿箭头方向插入弹簧联锁元件容纳孔12内。 磁体在下面的视图中示出。图6b和图6c示出各两个剖视图A-A-l、A-A-2和B_B_1、B-B-2，从所述剖视图中 可看出，两个连接模块如何解锁。在剖视图A-A-1或B-B-1中，弹簧联锁元件9al和9a2平 放在止动件5和5’上。这相当于图Id中的功能阶段。在剖视图A-A-2或B-B-2中，弹簧 联锁元件9al和9a2已经由使力偏转的上升的滑动面40al和40a3向后折弯。这相当于图 le中的功能阶段。从图6d中的纵向剖视图C-C-1和C-C-2中可看出，由铁磁的材料制成的磁体4a和 4b以及衔铁8a和8b的位置。为技术人员所清楚的是，衔铁8a和8b同样能够为磁体。磁 体4a和4b以及衔铁8a和8b的位置由技术人员确定为，使得在所示剖视图C_C_1中，两个 连接模块彼此吸引，也就是说，两个彼此吸引的磁体或磁体和衔铁必须相对放置。当例如衔 铁8a和8b同样吸引地位于磁体4a和4b对面时，那么磁体4a和4b以及衔铁8a和8b非 同名地极化。当磁体4a和4b以及衔铁8a和8b彼此移动时，那么两个同名的磁极相对放 置，所述磁极引起排斥，这在连接模块的分开中说明。图7示出本发明的作为插入式带扣的实施例。图7a示出可对比图Id的在闭合状 态下的插入式带口的立体图。连接模块2设置为插头2，所述插头具有带容纳部64并且插 入外壳la内。在外壳la内，翻转杆lb通过轴末端62a、b可翻转地安装在轴支撑件63a、b 内。翻转杆能够通过操纵杆50翻起。图7b示出类似于图Id的闭合的插入式带扣的剖视图C-C。衔铁8设置在插头2 内，磁体4设置在翻转杆lb内。衔铁和磁体在闭合位置上相互吸引地相对放置。连接模块 1和2之间的形状接合的连接通过具有止动件5a、b的联锁件9al、2的闭锁来形成。止动 件与外壳la固定地连接。图7f示出在类似于图le的阶段中的插入式带扣。在这里，解锁元件的使力偏转 的上升的滑动面40al、2抵抗联锁弹簧9bl、2的弹簧力地向后挤压联锁件9al、2，使得联锁 件9al、2不与止动件5a、b接合并且解除形状接合。在图7f的右侧视图中可看出，磁体4 和衔铁8翻起地相对移动并且磁性吸引相对减弱，使得插入式带扣也为了打开而磁性地释 放。此外，在相当于图lh的图7f中示出根据权利要求15的弹出支撑装置。在移动的 状态下，解锁机构的滑动面40bl、2和/或弹簧联锁机构的斜面配合成，使得弹簧9bl、2的 弹簧应力偏转为外壳la中的插头2的弹出力。图8示出用于背包或提包上的带端或者也用于破冰凿的夹持件的锁合件。在该锁 合件中，两个连接模块1和2不再线性地彼此移动，而是同心地相互旋转。图8a示出除了磁体和衔铁以外的主要的组成部分的分解图。用于容纳磁体4a、 b (未示出)的转动部分lb具有构成为环绕的边缘的、与转动件固定地连接的止动件5和具 有上升的滑动面40a的、同样固定地连接的解锁元件40。转动件lb可转动地安装在第一连接模块la内。它借助操纵杆50转动，所述操纵杆在组装时与转动件lb固定地连接。弹簧联锁元件9设计成具有尤其柔和的弹性，并且因此在通过联锁件9al、2上的 横向拉力同时稳定地机械联锁时，提供尤其柔和的触觉。弹簧联锁元件9为环状，其中环形 成弹簧部分％。两个联锁件9al和9a2在相对位置上与环连接，也就是说，弹簧联锁元件9 一体地构成。在联锁件9al和9a2上为每个斜面9c，所述斜面与图1中的斜面9c相同。联 锁件9al、9a2可移动地安装在第二连接模块2的凹部12a、b内。图8b示出剖面B-B的位置。图8d示出剖视图B-B-1，在所述剖视图中示出闭合的 锁合件。在这里，在闭合时，联锁件9al、9a2由止动件5向一边挤压，并且在这里，在止动件 5的后面以锁定的方式表示。图8c示出剖视图B-B-2，在所述剖视图中示出在类似于图le的操纵状态下的锁合 件。在这里，借锁元件40的使力偏转的上升的滑动面40al、40a2向一侧挤压联锁件9al、 9a2，使得联锁件9al、9a2和止动件5脱离接合。此外，图8c和8d示出磁体-衔铁系统的构造。磁体4a、4b连同转动件lb可转动 地安装在连接模块la内。衔铁8a和8b固定地设置在连接模块2内。在闭合状态下，磁体 4a、4b和衔铁8a、8b相对放置，使得在图8d中同名的磁极相互吸引地相对放置，或者各一个 衔铁和磁体相互吸引地相对放置。在图8c中移动磁体4a、4b，并且至少两个同名的磁极相 对放置，使得通过磁力撞开锁合件。图8e在剖视图A-A-1中再次示出类似于图Id的闭合位置，并且在剖视图A_A_2 中示出如图le的移动的位置，在所述位置上，使力偏转的上升的滑动面40al、40a2将联锁 件9al、9a2挤压至非接合位置上。根据这些详尽的阐述可看出，本发明的其它的实施方式是可能的，即通过在每个 运动形式中，也就是说，在旋转、翻转或推动中，连接模块作为整体彼此相对移动，或者通过 操纵装置彼此相对移动，也就是说，磁体或衔铁可移动地安装在连接模块内。此外，为技术 人员所清楚的是，能够使用各种磁性系统，所述磁性系统在移动状态下相互排斥。最后，为 技术人员所清楚的是，具有用于止动件5的最不同的构造。止动件5能够与可移动地安装 在连接模块la内的磁铁4固定地连接，如在根据图8的实施例中所示。可替代的是，止动 件5能够与连接模块la固定地连接，而磁体可移动地安装在连接模块la内，如在根据图7 的实施例中所示。下面再次以概括的方式说明根据权利要求1的本发明的以不同的实施形式示出 的使用闭合阶段和打开阶段循环地进行闭合阶段1:在接近期间，也就是说，在磁力的作用区域内，半个闭合件从侧面径直回到具有最 大吸引的相对位置。阶段2:在具有最大吸引的闭合位置上的磁力克服闭锁。打开阶段3:
14
磁力通过磁体4和衔铁的侧向移动而减弱。阶段4:连同这个移动，闭锁逐渐通过使力偏转的上升的滑动面40a脱离接合地受到挤压。在所述循环中，力如下作用阶段1 磁力侧向相互作用。阶段2 磁力在短的路程上克服闭锁力。阶段3 操作者通过移动力引起磁力的在较长的路程上的逐渐的克服，这导致舒 适的触觉。阶段4:操作者通过引起闭锁力的在较长的路程上的逐渐的克服，这导致舒适的 触觉。
1权利要求
一种用于连接两个元件的机械-磁性连接结构，在所述两个元件上能够分别固定一个连接模块(1、2)，其中连接模块具有如下特征-联锁装置，所述联锁装置具有-至少一个沿y方向偏离的弹簧联锁元件(9)，所述弹簧联锁元件(9)设置在其中一个所述连接模块内，以及-用于形状接合地联锁所述连接模块的止动件(5)，所述止动件(5)设置在另一个所述连接模块内，以及-具有使力偏转的上升的滑动面(40a)的能够移动的解锁元件(40)，所述解锁元件(40)同样设置在另一个所述连接模块内；-磁体-衔铁结构，所述磁体-衔铁结构具有-至少一个磁体(4)，所述磁体(4)设置在其中一个所述连接模块内，以及-至少一个衔铁(8)，所述衔铁(8)设置在另一个所述连接模块内，其中-所述联锁装置和所述磁体-衔铁结构通过如下特征有效连接a.所述具有磁体(4)的连接模块和所述具有衔铁(8)的连接模块能够侧向地彼此移动并且构成为，使得所述磁体(4)和衔铁(8)相对彼此移动得越远，越出现磁力的减弱；b.所述具有磁体(4)的连接模块或所述具有衔铁(8)的连接模块通过耦联装置(7)与所述解锁元件(40)耦联，使得在磁体(4)和衔铁(8)之间侧向移动时，所述弹簧联锁元件(9)通过所述解锁元件(40)从接合位置移动至非接合位置，在所述接合位置上，所述弹簧联锁元件(9)与所述止动件(5)接合，在所述非接合位置上，所述弹簧联锁元件(9)不再与所述止动件(5)接合，其中所述使力偏转的上升的滑动面(40a)向一侧挤压所述弹簧联锁元件(9)；c.磁力设计成，使得-在闭合过程中，所述连接模块从规定的最小距离起彼此拉近，因此所述弹簧联锁元件(9)朝所述止动件(5)挤压，直至其以接合的方式咬合，并且-在打开过程中，在达到止动件(5)和弹簧联锁元件(9)之间的非接合位置后，磁力足够地减弱，以便使模块分开，并且d.设有至少用于使所述解锁元件(40)复位到初始位置上的复位机构，在所述初始位置上，所述弹簧联锁元件(9)能够与所述止动件(5)接合。
2.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，设有多个联锁元件或设有具 有多个联锁部分的一个联锁元件。
3.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述耦联装置在所述能够移 动的磁体的运动方向上具有间隙，使得只有当具有所述间隙时，解锁元件才借助于止挡沿 磁体的方向被拉动。
4.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述耦联装置为耦联弹簧， 所述耦联弹簧的弹簧力沿着所述磁体和所述解锁元件(40)的运动方向延伸，其中所述弹 簧力和在所述止动件(5)和所述弹簧联锁元件(9)之间的摩擦力确定为，使得在连接装置 负载时，在磁体移动时也通过耦联装置一起拉动解锁元件。但是在负载状态下，所述摩擦力 大于所述弹簧力，并且所述解锁元件(40)保持在闭合位置上。
5.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述耦联装置在所述能够移动的磁体的运动方向上具有间隙，使得只有当具有所述间隙时，解锁元件才借助于止挡 沿磁体的方向被拉动，并且设有复位弹簧，所述复位弹簧力沿着所述磁体和所述解锁元件 (40)的运动方向延伸，使得所述解锁元件(40)在打开连接结构后被向回挤压到其初始位置上。
6.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，设有能够用手或借助脚移动 的操纵装置，所述操纵装置与所述磁体-衔铁结构连接，使得所述磁体(4)能够相对于所述 衔铁(8)移动，并且所述移动的部分能够移动地安装在所述两个连接模块中的一个内。
7.如权利要求1所述的机械_磁性连接结构，其特征在于，所述一个连接模块为对象， 所述对象能够安装在所述另一个连接模块上并且为了拆卸是能够移动的，使得在磁体(4) 和衔铁(8)之间导致相对运动。
8.如权利要求1所述的机械_磁性连接结构，其特征在于，所述磁体_衔铁结构在一个 连接模块内具有至少一个磁体，并且在另一个连接模块内具有a.至少一个铁磁的衔铁，或者b.至少一个为吸引而极化的磁体。
9.如权利要求1所述的机械_磁性连接结构，其特征在于，所述磁体_衔铁结构在一个 连接模块内具有带有两个铁磁的导片的磁体，并且在另一个连接模块内具有铁磁的衔铁， 其中所述导片设置成，使得其与所述铁磁的衔铁处于磁性的作用关系。
10.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述磁体-衔铁结构在 一个连接模块内具有带有一个铁磁的导片的磁体，并且在另一个连接模块内具有铁磁的衔 铁，其中所述磁体和所述导片设置成，使得它们与所述铁磁的衔铁处于磁性的作用关系。
11.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述磁体-衔铁结构在每 个连接模块内具有带有铁磁的导片的磁体，其中所述导片相互吸引地相对放置并且机械地 接触。
12.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述磁体-衔铁结构具有 带有至少各两个相对的磁体的磁体构造，所述磁体在连接的闭合形态下处于吸引位置，并 且在打开形态下处于排斥位置。
13.如权利要求1所述的机械_磁性连接结构，其特征在于，所述磁体_衔铁结构具有 磁体构造，在所述磁体构造中，磁体和铁磁的衔铁设置在每个连接模块内，使得在闭合状态 下，所述磁体位于衔铁的相对位置上，并且在打开状态下，所述为排斥而极化的磁体相对放 置。
14.如权利要求1所述的机械-磁性连接结构，其特征在于，所述解锁元件(40)除了迫 使所述弹簧联锁元件(9)不与所述止动件(5)接合的使力偏转的上升的滑动面(40a)夕卜， 还具有另一滑动面(40b)，所述另一滑动面在所述弹簧联锁元件(9)移动至非接合位置上 后，所述张紧的弹簧联锁元件(9)的力偏转为在第一连接模块(1)和第二连接模块(2)之 间的弹出力。
全文摘要
本发明涉及一种机械-磁性连接结构，也就是说，借助于磁力辅助的机械联锁，所述磁力辅助尤其适用于如在提包、背包和类似的对象上使用的锁合件，其中连接结构具有下列特征联锁装置，所述联锁装置具有至少一个沿y方向偏离且设置在其中一个连接模块内的弹簧联锁元件(9)，并且具有用于形状接合地联锁连接模块且设置在另一个连接模块内的止动件(5)，并且具有带有使力偏转的上升的滑动面(40a)且同样设置在另一个连接模块内的可移动的解锁元件(40)；磁体-衔铁结构，所述磁体-衔铁结构具有至少一个设置在其中一个连接模块内的磁体(4)，并且具有至少一个设置在另一个连接模块内的衔铁(8)。
文档编号H01F7/02GK101854827SQ200880107514
公开日2010年10月6日 申请日期2008年7月12日 优先权日2007年7月17日
发明者约阿希姆·菲德勒 申请人:费得洛克有限公司