Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter mit einem lösbaren
elektrischen Kontakt, der aus einem festen Teil und einem beweglichen Teil besteht.
Es ist herkömmlicherweise bekannt, dass zum Beispiel in elektrischen
Tafeln Schalter verwendet werden, die aus einem festen Teil bestehen, das dauerhaft
mit den Schienen der elektrischen Stromversorgung und Verteilerschaltungen verbunden
ist.
Die bewegliche oder entfernbare Struktur des Schalters ist mit dem
festen Teil des Schalters verbunden; in diesem Teil sind auf bekannte Art und Weise
alle Mechanismen zum Betätigen und Bedienen des Schalters angeordnet.
Den Schalter mit einem festen und einem entfernbaren Teil zu versehen,
hat den Vorteil, dass es bei Wartung, Inspektion oder Austausch des Betätigungsmechanismus
möglich ist, das entfernbare Teil zusammen mit allen elektrischen und mechanischen
Bauteilen von dem festen Teil des Schalters zu entkoppeln, der dauerhaft mit den
elektrischen Stromversorgungsschienen verbunden ist.
Bei herkömmlichen Schaltern erfolgt das Koppeln und Entkoppeln zwischen
dem festen Teil und dem beweglichen Teil des Schalters derzeit mit Hilfe einer Cförmigen
Haltestruktur, die mehrere zueinander parallele Plättchen oder Platten aufnimmt,
die stapelförmig angeordnet sind, wobei sie auf der Vorderseite und auf der Rückseite
Kontaktöffnungen oder Backen bilden, die eine elektrische Verbindung zu den elektrischen
Stromversorgungs- und Verteilerschienen ermöglichen.
Die einzelnen stapelförmig angeordneten Platten oder Plättchen sind
derart durch einen Halterahmen gehalten, dass sie oszillieren können; um die Plättchen
der Backen elastisch vorzuspannen, ist ein Satz Federn vorgesehen, der auf die einzelnen
Plättchen wirkt.
Herkömmliche Kontakte, die Backen bilden und aus einem Stapel Platten
oder Plättchen bestehen, die in Form einer Backe ausgestanzt sind, und die Vorspannfedern
und die Halterung stellen eine konstruktive Anordnung da, die ein beträchtliches
Gewicht und einen komplexen Aufbau hat. Ferner erfordert der Zusammenbau der einzelnen
Teile einen hohen Arbeitsaufwand. Desweiteren sind die Funktionalität, das elektrische
Verhalten und vor allem die Zuverlässlichkeit herkömmlicher Backen unbefriedigend.
Daher fließt beispielsweise bei einem erheblichen Fluchtungsfehler zwischen den
Leiterschienen des festen Teils und des beweglichen Teils ein Strom nur in einigen
Bereichen und nicht einheitlich und gleichmäßig durch die gesamte Ausdehnung oder
Breite des Kontakts; dielektrische Phänomene verursachen ebenfalls Störungen.
Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen herkömmlichen Kontakte
besteht darin, dass eine Vielzahl unterschiedlicher konstruktiver Elemente benötigt
wird, um den Kontakt zu bilden.
DE-A-44 14 917 offenbart eine elektrische Kontaktbaugruppe, bei der
die Kontaktelemente aus mehreren unterschiedlichen separaten Plättchen gebildet
sind.
US-A-S 482 481 offenbart einen Sammelschienenverbinder, bei dem die
Kontaktelemente aus mehreren unterschiedlichen separaten Plättchen gebildet sind.
US-A-3 097 904 offenbart einen Schalter, bei dem die Kontaktelemente
aus mehreren unterschiedlichen separaten Plättchen gebildet sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands
der Technik zu umgehen und einen elektrischen Kontakt für einen zerlegbaren oder
lösbaren Schalter bereitzustellen, der es ermöglicht, ein festes Teil mit einem
beweglichen Teil eines Schalters zu verbinden, der die oben beschriebenen Nachteile
des Stands der Technik nicht aufweist, der eine vereinfachte Bauweise und sehr wenig
Bauteile hat, der kompakt und vor allem leichter ist und der schließlich eine größtmögliche
Zuverlässigkeit hinsichtlich des Leitens von elektrischem Strom gewährleistet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der mit lösbaren elektrischen
Kontakten versehene elektrische Schalter nach Anspruch 1 definiert.
Vorteilhafterweise sind zum elastischen Vorspannen der Plättchen Federmittel
mit den angrenzenden Kontaktplättchen verbunden.
Vorteilhafterweise sind die Metallplatten, welche die Plättchen bilden,
zueinander parallel und mit Hilfe eines Abstandsmittels voneinander beabstandet,
um so zwei einander gegenüberliegende Sitze zu bilden, die zum Einsetzen der Leiterschienen
klemmenförmig sind.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Metallplatten plastisch
geformt und in einem Kreis angeordnet, um so zusammen mit den angrenzenden Plättchen
Ringe zu bilden, welche die Stromleiterschienen aufnehmen. Vorteilhafterweise sind
die zwei Ringe aus Plättchen zusammengesetzt, wobei die Öffnungen der Ringe in entgegengesetzten
Richtungen angeordnet sind.
Vorteilhafterweise sind Blattfedern mit den zueinander parallelen
Platten oder Plättchen verbunden und wirken auf die einzelnen Plättchen.
Falls die Plättchen in einem Ring angeordnet sind, sind die freien
Enden der Plättchen von einer toroidalen Blattfeder umgeben.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, einen Ring aus Plättchen mit einem kleineren
oder größeren Durchmesser als den anderen Ring aus Plättchen zu versehen.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung konzipierte Schalter wird nun
detaillierter beschrieben und mittels einiger Ausführungsbeispiele beispielhaft
in den beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:
1 eine Ansicht eines Kontaktes ist, der
aus zwei parallelen Plättchenstreifen besteht;
2 eine Draufsicht des Kontakts gemäß
1 ist;
3 eine. Schnittansicht zweier Kontakte
ist, die wie ein Ring aus Plättchen geformt und zusammengesetzt sind;
4 eine Schnittansicht eines ringförmigen
Plättchenkontakts ist, der mit einer Blattfeder versehen ist, die sich um den ringförmigen
Kontakt legt;
5 eine Schnittansicht eines ringförmigen
Kontakts gemäß 4 ist, der jedoch unterschiedliche ringförmige
Durchmesser hat;
6 eine Schnittansicht eines ringförmigen
Kontakts mit einem scheibenförmigen Element ist;
7 eine Schnittansicht eines ringförmigen
Kontakts mit einer kleineren feststehenden Schiene und einem Durchmesseradapter
ist;
8 eine schematische Ansicht eines Streifens
ist, der auf eine Ebene projiziert ist und das ausgestanzte Kontaktplättchen bildet.
Wie in 1 dargestellt, besteht der gezeigte
Kontakt, der im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, aus
zwei Platten 2 und 3, die aus Metall, beispielsweise Kupfer, bestehen.
Die Platten 2 und 3 sind mit Hilfe einer zentralen
Rippe 4 voneinander beabstandet, um so zwei voneinander abgewandte Öffnungen
5 und 6 zu bilden, die wie eine Klemme oder Backe geformt sind.
Die Platten 2 und 3 sind mittels Schrauben
7 mit der Abstandsrippe 4 verbunden.
Jede Platte hat an ihren freien Enden einen Bereich, der bogenförmig
geformt oder geprägt ist, um so kleine Kontaktflächen zu bilden. Die bogenförmigen
Bereiche sind im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet.
Die Platten sind mittels Blattfedern 9 vorgespannt.
Schienen 10 und 11 zum Zuführen bzw. Verteilen von
Strom können in die klemmenähnlichen Öffnungen 5 und 6 eingesetzt
werden.
Mittels der Vorspannung, die mit Hilfe der Blattfedern 9
erfolgt, sind die bogenförmigen Bereiche 8 der Plättchen 14 immer
in engem Kontakt mit den Leiterschienen 10 und 11. Vorteilhafterweise
nimmt die Abstandsrippe 4 einen Halter 12 auf, der ausgerichtet
werden kann; der Halter 12 ist beispielsweise mittels Schrauben mit den
Enden der Schiene 11 verbunden, um elektrische Energie zu liefern.
Die klemmenähnliche Öffnung, die mit dem Bezugszeichen 5
bezeichnet ist, nimmt die Verteilerschiene 10 auf, die Teil der beweglichen
Struktur (f) des Schalters (nicht dargestellt) ist.
2, welche eine Draufsicht des Kontakts
ist, zeigt, dass die Metallstreifen 2 und 3 parallele Nuten
13 haben, um mehrere angrenzende Plättchen 14 zu bilden, die sich
elastisch bewegen können.
1 und 2
zeigen das spezielle Ausführungsbeispiel der Blattfeder 9, die vorgespannt
ist und darauf abzielt, die Plättchen 14 gegen die Leiterschienen
10 und 11 zu drücken.
Die Metallplatten 2 und 3 und die Federn
9 sind mittels Schrauben 7 fest mit der Abstandsrippe
4 verbunden.
Durch das Vorsehen des Halters 12, der mit der Rippe
4 verbunden ist, so dass diese oszillieren kann, kann der gesamte Kontakt
1 fest mit der Stromversorgungsschiene 11 verbunden werden, und
mittels Schrauben 15, die den Halter 12 mit der Abstandsrippe
4 verbinden, ist es möglich, den Halter 12 bezüglich der Schiene
11 anzupassen (zu schwenken).
Die Platten 2 und 3, welche die Kontaktplättchen
14 bilden, sind in dem Beispiel gemäß 1 und
2 als flache Streifen ausgebildet, die parallel
zueinander angeordnet sind, und bilden eine Öffnung 5 und 6, die
klemmenförmig oder bakkenförmig und an den zwei entgegengesetzten Seiten offen ist.
3 ist eine Schnittansicht eines Kontakts
100, der aus zwei Ringen 101 und 102 besteht, die aus
zweckmäßig geformten Metallplatten bestehen. Die Ringe 101 und
102 sind entlang dem Umfang durch Plättchen 103 gebildet, die
Öftnungen 104 und 105 bilden, um das Einsetzen einer zylindrischen
Stromversorgungsschiene 106 und einer Stomverteilerschiene (nicht dargestellt)
zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise ist die Schiene 106 im Inneren des Rings
aus Plättchen 101 durch Zwischenschalten einer Buchse 130 und
mittels einer Sicherungsschraube 107 befestigt.
Die zylindrische Kontaktschiene (nicht dargestellt), die zu der lösbaren
Struktur des Schalters gehört, kann in die Öffnung 104 des Rings aus Plättchen
102 eingesetzt werden.
Um sicherzustellen, dass die Kontaktflächen 108 und
109 der Plättchen 103 immer in engem Kontakt mit jeweils der Stromversorgungsschiene
106 und der Verteilerschiene stehen, sind die Plättchen 103 an
ihren freien Enden jeweils von einer ringförmigen Feder 110 und
111 umgeben. Die Federn drücken die Plättchen 103 dauerhaft zu
dem Innerem der Ringe 101 und 102 hin.
Besonders vorteilhaft ist es, dass der Ring 101 einen zentralen
Kragen 112 hat, der durch den Boden des Rings 102 hindurch tritt,
und dass am Boden des Rings 102 das Ende des Kragens derart geformt ist,
dass es ein schmales kreisförmiges Element 113 bildet, das eine zurückgebogene
Kante hat, um so die Ringe 101 und 102 fest miteinander zu verbinden.
In dem Beispiel gemäß 4 ist der Ring
101 mit dem Ring 102 mittels eines rohrförmigen Niets
120 verbunden, das den Durchtritt für den Schaft der Verbindungsschraube
107 ermöglicht. Desweiteren sind anders als in 3
die Plättchen von einer Feder 121 bzw. 122 umgeben, die entlang
dem Umfang liegt und vorteilhafterweise aus ausgestanztem harmonischen Stahl besteht,
der so geformt ist, dass er Plättchen bildet, die den Plättchen 103 entsprechen.
Die aus harmonischem Stahl bestehenden Ringe 121 und
122 wirken als Federmittel, die darauf abzielen, die einzelnen
Plättchen 103 der Ringe 101 und 102 zur Mitte der backenähnlichen
Öffnungen hinzudrücken.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Kontakts, der im Wesentlichen dem in 4 gezeigten
Kontakt entspricht, außer, dass der backenähnliche Öffnungsdurchmesser des Rings
aus Plättchen 102 größer ist als der Durchmesser der Öffnung des Rings
aus Plättchen 101.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie die Verwendung von
Stromversorgungsschienen ermöglicht, die einen anderen Durchmesser haben als die
elektrischen Stromverteilerschienen oder umgekehrt.
Die 6 bis 8
zeigen einen ringförmigen Kontakt mit einem scheibenförmigen Element, das allgemein
mit dem Bezugszeichen 200 bezeichnet ist, das ein tragendes scheibenförmiges
Element 201 hat, das, wie im Folgenden beschrieben ist, mit der feststehenden
Schiene 202 verbunden ist. Ein Ring aus Plättchen 203 und
204 ist an dem Umfangsbereich des scheibenförmigen Elements 201
vorgesehen; die Plättchen sind jeweils auf die sich bewegende Kontaktschiene und
die feststehende Kontaktschiene 202 gerichtet.
Wie in 8 deutlicher gezeigt, erhält man
die Plättchen 203 und 204 durch Ausstanzen eines Kupferstreifens,
der derart geformt ist, dass er die gewünschte Konfiguration annimmt.
Desweiteren ist es wahlweise möglich, einzelne Plättchen bereitzustellen,
die in entsprechende Nuten eingesetzt werden, die in dem Umfangsbereich des scheibenförmigen
Elements gebildet sind.
Die aus dem Streifen oder einzeln hergestellten Plättchen sind von
einer Blattfeder 205 umgeben und außen gehalten, die durch einen an dem
Umfangsbereich des scheibenförmigen Elements 201 angeordneten externen
Begrenzungsrings 207, oder wahlweise durch elastische Ringe 208
in Stellung gehalten ist, die, wie in 7 gezeigt ist,
in den Ring aus Plättchen 203 und den Ring aus Plättchen 204 eingreifen.
Um eine Oszillation des Rings aus Plättchen zu ermöglichen, ist das
scheibenförmige Element 201 durch eine Schraube 210 in Stellung
gehalten, die einen Flansch 211 hält, der über dem Loch 212 liegt,
in das ein auf dem festen Kontakt gebildeter Zapfen 213 eingreift.
Um die Oszillation zu führen, hat der feste Kontakt ein stumpfförmiges
Ende 214, das eine leichte Oszillation des scheibenförmigen Elements
201 und dementsprechend des gesamten Plättchenkontakts ermöglicht.
Diese Form kann, anstatt dass sie wie in 6
gezeigt monolitisch auf der Schiene 202 ausgebildet ist, auf einem Einsatz
220 ausgebildet sein, der mit der Schiene 202 verbunden ist Um
die unterschiedlichen Durchmesser der feststehenden Schienen 202 wie in
7 gezeigt auszugleichen, kann ein Adapterflansch
230 vorgesehen sein, der an der kleineren Schiene befestigt ist, so dass
diese die Abmessungen der größten Schiene annimmt, für die die Abmessungen des Plättchenkontakts
gewählt sind.
Wie in 7 gezeigt, kann der Adapterflansch
mittels der Kopplung des Einsatzes 220 in Stellung halten werden.
Die so konzipierte Erfindung kann auf vielfältige Weise im Rahmen
ein und desselben Erfindungsgedankens abgeändert und variiert werden.
Ebenso können alle Detailteile durch andere technisch entsprechende
Elemente ersetzt werden.
In der Praxis können die verwendeten Materialien sowie die möglichen
Formen und Abmessungen je nach Anforderung verschieden sein.
Folgen in den Patentansprüchen auf technische Merkmale Bezugszeichen,
dienen diese lediglich der besseren Verständlichkeit der Ansprüche und haben folglich
keine einschränkende Wirkung auf den Zweck eines Elements, das beispielhaft durch
solche Bezugszeichen gekennzeichnet ist.