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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem beweglichen Kontakt
gemäß Anspruch
1.
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In
einer Vielzahl von technischen Anwendungen sind Kontakte vorgesehen,
die zur Anlage an einen Gegenkontakt mithilfe eines Federmittels
vorgespannt werden. Dies ist beispielsweise bei beweglichen Kontakten
in Form von Kohlekontakten oder Kohlebürsten der Fall, die zur Anlage
an einen Kontakt, beispielsweise an einen Anker eines Generators oder
an einen Drehkontakt eines Elektromotors vorgespannt sind.
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Vor
der Montage des Kontaktes müssen
die beweglichen Kontakte in einer Montageposition entgegen der Vorspannung
gehalten werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung
mit einem beweglichen Kontakt bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der bewegliche Kontakt
von einem ersten Mittel in eine erste Richtung zur Anlage an einen
elektrischen Kontakt vorgespannt ist, und dass ein zweites Mittel vorgesehen
ist, das mit einem Träger
des beweglichen Kontakts und dem beweglichen Kontakt in Wirkverbindung
steht, um den beweglichen Kontakt in einer Montageposition zu halten.
Weiterhin ist das zweite Mittel lösbar ausgebildet. Auf diese
Weise wird eine einfache Vorrichtung mit einem Träger und einem
beweglichen Kontakt bereitgestellt, wobei der bewegliche Kontakt
in einer Montageposition gehalten wird und bei Bedarf nach der Montage
des Kontaktes das zweite Mittel gelöst wird und der bewegliche
Kontakt von dem ersten Mittel in Anlage an den elektrischen Kontakt
gebracht wird. Die beschriebene Vorrichtung hat den Vorteil, dass
keine zusätzlichen
Mittel zum Halten des beweglichen Kontaktes in der Montageposition
erforderlich sind.
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In
einer Ausführungsform
der Vorrichtung ist das zweite Mittel fest am Träger und lösbar am beweglichen Kontakt
befestigt und löst
sich vom beweglichen Kontakt ab einer vorgegebenen Vorspannung des
beweglichen Kontaktes in der ersten Richtung. Auf diese Weise wird
sichergestellt, dass der bewegliche Kontakt in Anlage zum elektrischen
Kontakt gebracht wird, sobald die vorgegebene Vorspannung auf den
beweglichen Kontakt in der ersten Richtung aufgebracht wird. Zusätzliche
Mittel zum Lösen
des zweiten Mittels sind nicht erforderlich.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist das zweite Mittel als Federelement ausgebildet, das an einem
Befestigungselement des beweglichen Kontaktes angreift. Die Federsteifigkeit
des Federelementes ist in der Weise ausgebildet, dass ab einer vorgegebenen
Vorspannung des beweglichen Kontaktes in der ersten Richtung sich
das Federelement vom beweglichen Kontakt löst. Die Ausbildung des zweiten
Mittels als Federelement mit entsprechender Federsteifigkeit bietet
eine konstruktiv einfache Realisierung mit einer zuverlässigen Funktionsweise.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist das Befestigungselement als Ausnehmung am beweglichen Kontakt
ausgebildet. Die Einbringung einer Ausnehmung in den beweglichen
Kontakt ist einfach und kostengünstig
möglich.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung ist das erste Mittel am Träger befestigt und zum beweglichen
Kontakt geführt,
wobei das erste Mittel am beweglichen Kontakt we nigstens anliegt. Der
bewegliche Kontakt ist in einem Gehäuse in der ersten Richtung
geführt,
wobei das Gehäuse
am Träger
befestigt ist und wobei das zweite Mittel am Gehäuse und am beweglichen Kontakt
angreift. Auch diese Ausführungsform
stellt eine konstruktiv einfache Realisierung der Vorrichtung dar.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist das Gehäuse
wenigstens einen seitlichen Schlitz auf, wobei über den seitlichen Schlitz
das erste Mittel zum beweglichen Kontakt geführt ist. Zudem ist das Gehäuse mit
wenigstens einer weiteren Öffnung
versehen, über
die das zweite Mittel an den beweglichen Kontakt geführt ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung ist das zweite Mittel einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet.
Auf diese Weise ist eine Montage des zweiten Mittels am Gehäuse nicht
erforderlich. Somit entfallen entsprechende Befestigungsmittel, so
dass die Bauteile reduziert sind und daher die mögliche Anzahl der Fehlerquellen
ebenfalls reduziert ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung ist das zweite Mittel als Federelement ausgebildet,
das zum Halten des beweglichen Kontaktes in der Montageposition
in eine erste Ausnehmung des beweglichen Kontaktes mit einem Halteabschnitt eingreift.
Der bewegliche Kontakt weist eine zweite Ausnehmung auf, die in
der ersten Richtung beabstandet zur ersten Ausnehmung angeordnet
ist. Das Federelement greift mit dem Halteabschnitt in die zweite
Ausnehmung ein, wenn sich der bewegliche Kontakt in einer Arbeitsposition
befindet und am elektrischen Kontakt anliegt. Insbesondere durch
die Ausbildung der zweiten Ausnehmung wird eine kompakte Bauform
der Vorrichtung erreicht, da wenigstens ein Teil des zweiten Mittels
in der zweiten Ausnehmung angeordnet ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung ist das zweite Mittel in Form eines Federelementes
ausgebildet, wobei das Federelement die Grundform einer Platte aufweist,
aus der eine Federzunge herausgearbeitet ist, wobei die Federzunge von
einem Randbereich der Platte umgeben ist. Auf diese Weise ist es
möglich,
mithilfe eines einfachen Verfahrens aus einer Platte das Federelement
auszubilden.
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Der
bewegliche Kontakt ist in einer Ausführungsform als Kohlekontakt
ausgebildet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 eine
erste Anordnung mit zwei Kohlekontakten in der Montageposition,
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2 einen
Querschnitt durch einen Kohlekontakt in der Montageposition,
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3 die
Vorrichtung mit den zwei Kohlekontakten in der Arbeitsposition,
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4 einen
Querschnitt durch einen Kohlekontakt in der Arbeitsposition, und
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5 eine
weitere Ausführungsform
des zweiten Haltemittels.
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1 zeigt
in einer schematischen Darstellung einen Träger 1, der in der
dargestellten Ausführungsform
in Form einer kreisringförmigen
Platte mit einer mittigen Öffnung 2 ausgebildet
ist. In bzw. über der Öffnung 2 befindet
sich ein elektrischer Kontakt 3, der beispielsweise einen
Anker eines Generators darstellen kann. Als Generator können Lichtmaschinen
für Kraftfahrzeuge
verwendet werden. Zudem kann der elektrische Kontakt 3 auch
Teil eines Elektromotors sein.
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Auf
dem Träger 1 sind
zwei Kontaktanordnungen 4, 5 vorgesehen. Die erste
und die zweite Kontaktanordnung 4, 5 sind in der
gewählten
Ausführungsform
identisch ausgebildet. Die erste Kontaktanordnung 4 weist
ein Gehäuse 6 auf,
in dem ein Kohlekontakt 7 angeordnet ist. Die Erfindung
wird am Beispiel eines Kohlekontaktes als beweglichen Kontakt erläutert. Die
Erfindung ist nicht auf Kohlekontakte beschränkt, sondern kann bei jeder
Art von beweglichem Kontakt eingesetzt werden. Der Kohlekontakt 7 weist
im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt
auf. In entsprechender Weise weist der Innenraum des Gehäuses 6 ebenfalls
einen länglichen
Kontaktraum auf, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
Auf diese Weise ist der Kohlekontakt 7 entlang einer Längsachse 12 des
Gehäuses 6 geführt. Das
Gehäuse 6 weist
an einer Seitenwand 13 einen Schlitz 10 auf, der
parallel zur Längsachse 12 angeordnet
ist und nach hinten offen ausgebildet ist. Über den Schlitz 10 ist
ein erstes Federelement 8 an eine Rückseite 14 des Kohlekontaktes 7 geführt. Das
erste Federelement 8 ist an einem Halteblock 9 befestigt,
der ebenfalls auf dem Träger 1 befestigt
ist. Das erste Federelement 8 stellt ein erstes Mittel
dar, mit dem der Kohlekontakt in der Längsachse 12 vorgespannt
ist. Anstelle des ersten Federelementes 8 kann auch jede
andere Art von Mittel verwendet werden, mit dem eine Vorspannung
des Kohlekontaktes möglich
ist.
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Das
Gehäuse 6 ist
auf dem Träger 1 befestigt und
mit einem Stirnbereich 15 angrenzend an die mittige Öffnung 2 angeordnet.
Das erste Federelement 8 ist in der dargestellten Ausführungsform
als Spiralfeder ausgebildet, die den Kohlekontakt 7 in
Richtung auf die Öffnung 2 vorspannt.
Die Spiralfeder ist aus einem Federdraht gebildet. Der Federdraht
ist mit einem Ende am Halteblock 9 befestigt und mit mindestens
einer Windung um einen Stift geführt,
der aus einer Oberseite des Halteblocks 9 herausragt. Ein zweites
Ende des Federdrahtes ist durch den Schlitz 10 zur Rückseite 14 des
Kohlekontaktes geführt.
An den Kohlekontakt 7 ist eine elektrische Leitung 21 angeschlossen.
Auf einer Oberseite des Gehäuses 6 ist eine
weitere Öffnung 16 ausgebildet.
Durch die weitere Öffnung 16 ist
ein zweites Federelement 11 zu einer Oberseite des Kohlekontaktes 7 geführt.
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1 zeigt
die erste und die zweite Kontaktanordnung 4, 5 in
einer Montageposition, in der die Kohlekontakte 7 der ersten
und der zweiten Kontaktanordnung 4, 5 von dem
zweiten Federelement 11 in einer Montageposition gehalten
werden. In dieser Situation kann ein elektrischer Kontakt 3 in
die Öffnung 2 des
Trägers 1 eingeführt werden,
wie in 1 dargestellt ist.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch die erste Kontaktanordnung 4. Wie
bereits oben erläutert,
ist die zweite Kontaktanordnung 5 identisch zur ersten Kontaktanordnung 4 ausgebildet.
Abhängig
von der verwendeten Ausführungsform
können
die erste und die zweite Kontaktanordnung 4, 5 auch
unterschiedlich ausgebildet sein.
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2 zeigt
den Träger 1 mit
dem Gehäuse 6.
Das Gehäuse 6 und
der Träger 1 können abhängig von
der gewählten
Ausführungsform
auch einstückig ausgebildet
sein. Der erste Kohlekontakt 7 weist auf der Rückseite 14 eine
erste Ausnehmung 17 auf, in die ein Endstück des ersten
Federelementes 8 eingelegt ist. In der gewählten Ausführungsform
liegt ein Ende des Federdrahtes in der ersten Ausnehmung. Der erste
Kohlekontakt 7 wird durch das erste Federelement 8 in
der Längsachse 12 in
Richtung auf die Öffnung 2 vorgespannt.
Die erste Ausnehmung 17 ist in der gewählten Ausführungsform auf der Höhe des Schlitzes 10 angeordnet
und bis zu einer Seitenfläche
des ersten Kohlekontaktes 7 ausgebildet, über die
das erste Federelement 7 an den Kohlekontakt geführt wird.
Dadurch kann das erste Federelement 8, wie in 1 und 2 ersichtlich,
von der Seite in die erste Ausnehmung 17 eingeführt werden.
Dadurch ist eine kurze Bauform möglich.
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Auf
einer Oberseite des ersten Kohlekontaktes 7 ist eine zweite
Ausnehmung 18 ausgebildet, in die ein Haltestück 20 des
zweiten Federelementes 11 eingreift. Das zweite Federelement 11 ist
von einer Oberseite des Gehäuses 6 über die
weitere Öffnung 16 zur
zweiten Ausnehmung 18 geführt. In der ge wählten Ausführungsform
ist das Haltestück 20 in Form
eines Streifens ausgebildet, der teilkreisförmig gebogen ist. Auf diese
Weise wird eine relativ großflächige Anlage
an einer Fläche
der zweiten Ausnehmung 18 ermöglicht. Das Haltestück 20 liegt
an einem Seitenwandbereich der zweiten Ausnehmung 18 an
und hält
den ersten Kohlekontakt 7 entgegen der Vorspannkraft durch
das erste Federelement 8 in der Montageposition.
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Beabstandet
zur zweiten Ausnehmung 18 ist entlang der Längsachse 12 in
Richtung der Rückseite 14 des
ersten Kohlekontaktes 7 eine dritte Ausnehmung 19 in
der Oberseite des ersten Kohlekontaktes 7 angeordnet. Die
dritte Ausnehmung 19 ist in Richtung auf die Rückseite 14 offen
ausgebildet.
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3 zeigt
die erste und die zweite Kontaktanordnung 4, 5 in
der Arbeitsposition, in der die Kohlekontakte 7 am elektrischen
Kontakt 3 anliegen und die elektrischen Leitungen 21 mit
dem elektrischen Kontakt 3 verbinden. Die Kohlekontakte 7 werden durch
die ersten Federelemente 8 in Richtung auf den elektrischen
Kontakt 3 vorgespannt. Zum Lösen der Kohlekontakte 7 aus
der Montageposition werden die Kohlekontakte 7 mit einer
zusätzlichen
Kraft auf der Rückseite 14 beaufschlagt,
so dass die zweiten Federelemente 11 nach oben aus der
zweiten Ausnehmung 18 herausgedrückt werden. Aufgrund der auf
die ersten Kohlekontakte 7 einwirkenden Vorspannkräfte durch
die ersten Federelemente 8 werden die ersten Kohlekontakte 7 nach
dem Lösen
der zweiten Federelemente 11 in Anlage an den elektrischen
Kontakt 3 geschoben. Dabei bewegen sich die ersten Federelemente 8 in
den Schlitzen 10 in Richtung auf den elektrischen Kontakt 3.
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4 zeigt
einen Querschnitt durch die erste Kontaktanordnung 4 in
der Arbeitsposition. In der Arbeitsposition befindet sich das Haltestück 20 des zweiten
Federelementes 11 in der dritten Ausnehmung 19.
Dabei liegt das Haltestück 20 in
einer Ausführungsform
nicht auf dem ersten Kohlekontakt 7 auf, sondern ist beabstandet
davon. Auf diese Weise wird der erste Kohlekontakt 7 nicht
durch das zweite Federelement 11 in der freien Bewegung
behindert.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das zweite Mittel in Form einer Blattfeder ausgebildet, die aus
einem Metallstreifen gefertigt ist. In einem Ausführungsbeispiel
ist die Blattfeder aus einer Metallplatte hergestellt, aus deren
Mitte eine Federzunge herausgearbeitet und mit einem Halteabschnitt
versehen ist.
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Das
plattenförmige
Federelement ist auf der Oberseite des Gehäuses 6 befestigt und
weist in einer Ausführungsform
die Breite des Gehäuses 6 auf. Anstelle
der beschriebenen ersten und zweiten Mittel können auch andere Federelemente
oder Vorspannelemente verwendet werden.
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Die
beschriebene Vorrichtung eignet sich für Kohlekontakte oder auch andere
beweglich gelagerte Kontakte, die auf einen elektrischen Kontakt
vorgespannt werden und für
eine Montage des elektrischen Kontaktes in einer Montageposition
gehalten werden müssen.
Insbesondere eignet sich die Vorrichtung für den Einsatz bei Generatoren,
wie z.B. Lichtmaschinen, oder bei Elektromotoren, um einen sich
bewegenden elektrischen Kontakt auf einem Träger zu montieren und zu kontaktieren.
Anstelle von Kohle können
die beweglichen Kontakte auch aus anderen Materialien bestehen.
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Abhängig von
der gewählten
Ausführungsform
kann das Gehäuse 6 und
das zweite Mittel 11 einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise
kann das zweite Mittel als Haltenocken oder Haltefeder und aus dem
gleichen Material wie das Gehäuse
ausgebildet sein.
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Der
Haltenocken oder die Haltefeder können beispielsweise aus Kunststoff
hergestellt sein und mit dem Gehäuse 6 hergestellt
werden.
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5 zeigt
einen schematischen Teilquerschnitt durch eine Ausführung, in
der das Gehäuse 6 mit
einem Haltenocken 22 als zweites Mittel versehen ist, und
der in die zweite Ausnehmung 18 in der Montageposition
eingreift. Zum Lösen
des beweglichen Kontaktes 7 wird ein Druck auf die Rückseite 14 ausgeübt und der
Haltenocken 22 nach oben aus der zweiten Ausnehmung 18 herausgedrückt, wie
mit einem Pfeil dargestellt. Der bewegliche Kontakt 7 wird durch
die ersten Mittel 8 in Anlage zum elektrischen Kontakt 3 bewegt,
wobei der Haltenocken 22 von der dritten Ausnehmung 19 aufgenommen
wird. Der Haltenocken 22 kann in Form eines elastischen
Steges am Gehäuse
ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Deckplatte
des Gehäuses 6 geschlossen
ausgebildet sein und an einer Unterseite der Deckplatte den Haltenocken 22 aufweisen.
In dieser Form ist die Deckplatte elastisch ausgebildet, um ein
Anheben des Haltenockens 22 zu ermöglichen.