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Die Erfindung betrifft einen Schleifkontakt mit einem Kontaktstift und einem Verfahrelement, wobei das Verfahrelement ein Kontaktierungselement zur Ausbildung einer Kontaktierung mit dem Kontaktstift aufweist, wobei das Verfahrelement relativ zum Kontaktstift entlang eines Verfahrweges bewegbar ist.
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Schleifkontakte können beispielsweise zur Signal- und Steuerübertragung dienen und beispielsweise als Leistungsschalter eingesetzt werden. Bei Schleifkontakten wird zur Ausbildung einer Kontaktierung ein an einem Verfahrelement angeordnetes Kontaktierungselement des Schleifkontaktes entlang eines Verfahrweges entlang der Länge eines Kontaktstiftes geführt. Der Verfahrweg ist dabei üblicherweise entlang der Längsachse des Kontaktstiftes ausgebildet. Der Kontaktbereich wird dabei zwischen dem Kontaktierungselement und der Oberfläche des Kontaktstiftes ausgebildet, wobei das Kontaktierungselement üblicherweise U-förmig ausgebildet ist und der Kontaktstift in der U-Form geführt ist, so dass eine Kontaktierung an zwei Seiten, vorzugsweise an der Oberseite und der Unterseite, des Kontaktstiftes erfolgt. Die Kontaktpunkte des Kontaktierungselementes mit dem Kontaktstift liegen dabei üblicherweise mittig auf der Längsachse des Kontaktstiftes. Dadurch, dass das Kontaktierungselement mittels des Verfahrelementes relativ zu dem Kontaktstift bewegt wird, um eine Kontaktierung zu realisieren, entsteht zwischen dem Kontaktierungselement und dem Kontaktstift eine hohe Reibung, was zu einem starken Abrieb, insbesondere an dem Kontaktierungselement, führt, wodurch wiederum die Lebensdauer des Schleifkontaktes reduziert wird.
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Um die Abnutzung des Kontaktierungselementes und auch des Kontaktstiftes zu verringern und damit die Lebensdauer eines derartigen Schleifkontaktes zu erhöhen, ist es bekannt, das Kontaktierungselement aus mehreren Einzelelementen, welche jeweils zwei Kontaktpunkte aufweisen, auszubilden, welche stufenförmig nebeneinander angeordnet sind, so dass auch die Kontaktpunkte entlang des Verfahrweges stufenförmig hintereinander entlang des Verfahrweges ausgebildet sind. Dadurch erfolgt eine Kontaktierung verteilt über mehrere Einzelelemente des Kontaktierungselementes und damit an verschiedenen Positionen des Kontaktierungselementes, wodurch der Abrieb an dem Kontaktierungselement auf eine größere Fläche verteilt wird und dadurch an einem Kontaktpunkt reduziert wird, was wiederum zu einer längeren Einsetzbarkeit des Kontaktierungselementes führt. Zudem erfolgt die Kontaktierung nicht mehr nur auf der Längsachse des Kontaktstiftes, sondern über im Wesentlichen die ganze Breite des Kontaktstiftes verteilt, so dass auch der Abrieb über die gesamte Breite des Kontaktstiftes verteilt wird, was zu einer längeren Einsetzbarkeit des Kontaktstiftes und damit zu einer längeren Lebensdauer des Schleifkontaktes führt. Zudem kann durch die Mehrzahl der Kontaktpunkte die Anzahl der übertragbaren Signale erhöht werden. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass derartig ausgebildete Schleifkontakte einen großen Bauraum benötigen, da sie durch die stufenförmige Ausbildung des Kontaktierungselementes mehr Platz benötigen. Zudem muss hierbei auch die Breite des Kontaktstiftes erhöht werden, was wiederum zu einem erhöhten Materialbedarf sowohl des Kontaktstiftes als auch des Kontaktierungselementes führt.
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Aus der
US 6 935 901 B2 ist eine Steckverbindung mit einem Kontaktstift und einem Kontaktierungselement bekannt, wobei der Kontaktstift und das Kontaktierungselement zur Ausbildung einer Kontaktierung aufeinander zu bewegt werden können. Der Kontaktstift umfasst einen langgestreckten Bereich, eine Feder und eine Gabel. Der Kontaktstift ist mit seinem langgestreckten Bereich schräg angeordnet. Die Kontaktierung wird dadurch ausgebildet, dass der Kontaktstift mit der Stirnfläche des langgestreckten Bereiches an die Stirnfläche des Kontaktierungselements stößt. Da der Kontaktstift eine Feder aufweist, kann der Kontaktstift nun im kontaktierenden Zustand entlang der Stirnfläche des Kontaktierungselements bewegt werden, wodurch an der Stirnfläche des Kontaktierungselements anhaftende Verschmutzungen abgekratzt werden können.
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In der
JP 2003-74 14 A ,
US 4 737 118 A und
US 6 776 624 B2 ist jeweils ein elektrischer Kontakt beschrieben, bei dem ein Kontaktstift mit einem Winkel > 0° in Bezug auf einen Verfahrweg angeordnet ist.
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Die
US 6 000 975 A beschreibt einen elektrischen Buchsenkontakt zum Anschließen eines Kontaktanschlusses durch Einsetzen des Kontaktanschlusses entlang einer Anschlusseinsetzachse in den Buchsenkontakt. Der Buchsenkontakt weist einen Körperbereich, einen ersten längsverlaufenden Arm und einen zweiten längsverlaufenden Arm, die von dem Körperbereich vorstehen, und eine Mittelebene, die mit der Anschlusseinsetzachse zusammenfällt und mittig zwischen dem ersten Arm und dem zweiten Arm verläuft, auf. Der erste längsverlaufende Arm und der zweite längsverlaufende Arm kreuzen die Anschlusseinsetzachse aus einer senkrecht zu der Mittelebene verlaufenden Richtung aus betrachtet in einem spitzen Winkel.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Schleifkontakt zur Verfügung zu stellen, welcher sich durch einen verringerten Platzbedarf auszeichnet und gleichzeitig eine hohe Lebensdauer aufweist.
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Bei einem Schleifkontakt der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kontaktstift mit einem Winkel > 0° zu der Richtung des Verfahrweges des Verfahrelementes angeordnet ist, wobei das Verfahrelement entlang des Verfahrweges bei einer Zieh- oder Steckbewegung des Verfahrelementes entlang des Kontaktstiftes bewegt wird, wobei sich dabei ein auf einer Oberseite und einer gegenüberliegenden Unterseite des Kontaktstiftes ausgebildeter Kontaktpunkt innerhalb eines Kontaktbereiches des Kontaktierungselements verschiebt, wodurch die Position der Kontaktierung des Kontaktierungselementes mit dem Kontaktstift kontinuierlich bei einer Bewegung des Verfahrelementes entlang des Verfahrweges verändert wird, indem der Kontaktpunkt seitlich verschoben wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gegenüber den bisher bekannten Schleifkontakten zeichnet sich der Schleifkontakt gemäß der Erfindung dadurch aus, dass der Kontaktstift nicht mehr mit seiner Längsachse in Richtung des Verfahrweges bzw. parallel zu dem Verfahrweg angeordnet ist, sondern winklig dazu, so dass zwischen der Längsachse des Kontaktstiftes und der Richtung des Verfahrweges ein Winkel > 0°, vorzugsweise zwischen 5° und 45°, bevorzugt zwischen 10° und 40°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 30°, ausgebildet ist. Durch die winklige bzw. schräge Anordnung des Kontaktstiftes relativ zu dem Verfahrweg, wird erreicht, dass sich der Kontaktbereich zwischen dem Kontaktstift und dem Kontaktierungselement, welches auch bei dieser Lösung in Richtung des Verfahrweges mittels des Verfahrelementes bewegt wird, auf dem Kontaktstift und dem Kontaktierungselement seitlich verschiebt. Das Kontaktierungselement ist dabei derart breit ausgebildet, dass über die Länge des Kontaktstiftes eine Kontaktierung durch eine seitliche Verschiebung des Kontaktpunktes entlang des Kontaktierungselementes ermöglicht wird. Der Winkel der Schrägstellung des Kontaktstiftes steht somit im Verhältnis zu der Breite des Kontaktierungselementes. Das Kontaktierungselement weist somit mehrere Kontaktpunkte auf, welche sich über im Wesentlichen die gesamte Breite des Kontaktierungselementes erstrecken. Der Kontaktbereich, bei dem eine tatsächliche Kontaktierung stattfindet, verschiebt sich entlang der Breite des Kontaktierungselementes in Abhängigkeit der Position des Verfahrelementes auf dem Verfahrweg. Durch die Verschiebung des Kontaktbereiches des Kontaktierungselementes entlang des Verfahrweges, wird eine Reduzierung des Abriebes erreicht, wodurch insbesondere die Oberfläche des Kontaktierungselementes geschont werden kann und damit die Lebensdauer des Schleifkontaktes erhöht und die Anzahl der Steck- und Ziehzyklen des Schleifkontaktes erhöht werden kann. Zudem können auch bei dieser Ausgestaltung des Schleifkontaktes eine größere Anzahl von Signalen übertragen werden. Ferner zeichnet sich der Schleifkontakt durch eine kompakte Bauform aus, wodurch der Schleifkontakt gemäß der Erfindung im eingebauten Zustand einen gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Schleifkontakt geringeren Bauraum benötigt. Zudem wird durch die kompakte Ausbildung des Schleifkontaktes weniger Material für den Schleifkontakt benötigt, wodurch die Herstellungskosten eines solchen Schleifkontaktes reduziert werden können.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Kontaktierungselement eine Längsausdehnung quer zum Verfahrweg auf, welche größer ausgebildet ist, als die Längsausdehnung des Kontaktierungselementes in Richtung des Verfahrweges. Dadurch ist auch der Kontaktbereich des Kontaktierungselementes quer zur Richtung des Verfahrweges breiter ausgebildet als in Richtung des Verfahrweges. Durch die reduzierte Längsausdehnung des Kontaktierungselementes in Richtung des Verfahrweges kann der Bauraum des Schleifkontaktes weiter reduziert werden.
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Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass der Schleifkontakt zwei oder mehr Verfahrelemente aufweist, welche nebeneinander angeordnet sind, wobei jedem Verfahrelement jeweils ein Kontaktstift zugeordnet ist. Durch eine derartige Ausbildung des Schleifkontaktes ist es möglich, die Anzahl der möglichen Signalübertragungen an einem Schleifkontakt weiter zu erhöhen und dabei gleichzeitig eine kompakte Ausbildung des Schleifkontaktes zu erreichen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Schleifkontaktes gemäß der Erfindung, und
- 2 eine weitere schematische Darstellung eines Schleifkontaktes gemäß der Erfindung mit drei Verfahrelementen.
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In 1 ist schematisch ein Schleifkontakt gezeigt, welcher einen Kontaktstift 10 und ein Verfahrelement 12 aufweist. Das Verfahrelement 12 ist in Form eines Verfahrschlittens ausgebildet und weist ein Kontaktierungselement 14 zur Ausbildung einer Kontaktierung mit dem Kontaktstift 10 auf. Der Kontaktstift 10 kann in Form einer Federkappe ausgebildet sein. Die Kontaktierung erfolgt in dem gestrichelt gezeichneten Kontaktbereich 16 des Kontaktierungselementes 14. In dem hier gezeigten Beispiel erfolgt die Kontaktierung an der Stelle des Kontaktpunktes 18 des Kontaktbereiches 16, wobei der Kontaktpunkt 18 vorzugsweise jeweils auf der Oberseite und der gegenüberliegenden Unterseite des Kontaktstiftes 10 ausgebildet ist.
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Das Verfahrelement 12 ist relativ zu dem Kontaktstift 10 entlang eines Verfahrweges 20 bewegbar, wobei der Kontaktstift 10 nicht parallel zu dem Verfahrweg 20 bzw. entlang der Richtung des Verfahrweges 20 angeordnet ist, sondern winklig bzw. schräg, so dass zwischen der Längsachse des Kontaktstiftes 10 und der Richtung des Verfahrweges 20 ein Winkel > 0°, vorzugsweise zwischen 5° und 45°, ausgebildet ist.
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Wird das Verfahrelement 12 entlang des Verfahrweges 20 bei einer Zieh- oder Steckbewegung des Verfahrelementes 12 auf bzw. entlang des Kontaktstiftes 10 bewegt, verschiebt sich der Kontaktpunkt 18 innerhalb des Kontaktbereiches 16, wodurch die Position der Kontaktierung des Kontaktierungselementes 14 mit dem Kontaktstift 10 kontinuierlich bei einer Bewegung des Verfahrelementes 12 entlang des Verfahrweges 20 verändert wird, indem der Kontaktpunkt 18 seitlich, d. h. quer zum Verfahrweg 20, verschoben wird.
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Bei der hier gezeigten Ausgestaltung ist die Längsausdehnung des Kontaktierungselementes 14 quer zum Verfahrweg 20 größer ausgebildet, als die Längsausdehnung des Kontaktierungselementes 14 in Richtung des Verfahrweges 20.
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Beispielsweise kann ein derartiger Kontaktstift 10 eine Breite von 1 mm aufweisen, wobei der Kontaktbereich 16 eine Länge von 3 - 4 mm aufweisen kann, innerhalb welcher sich der Kontaktpunkt 18 bewegt.
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In 2 ist schematisch eine Ausführungsform eines Schleifkontaktes gezeigt, bei welchem der Schleifkontakt drei Verfahrelemente 12 mit jeweils einem Kontaktierungselement 14 aufweist, wobei die Verfahrelemente 12 nebeneinander angeordnet sind. Jedem Verfahrelement 12 ist jeweils ein Kontaktstift 10 zugeordnet ist. Die einzelnen Verfahrelemente 12 sind dabei miteinander gekoppelt, so dass diese zusammen den gleichen Verfahrweg 20 zurücklegen.
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2 zeigt den Schleifkontakt in einer Betriebsstellung, bei welcher eine Signalübertragung stattfindet, wobei durch die Anordnung von mehreren Verfahrelementen 12 nebeneinander, wobei jedem Verfahrelement 12 ein Kontaktstift 10 zugeordnet ist, die Anzahl der Signalübertragungen pro Schleifkontakt bei einem relativ geringen Platzbedarf des Schleifkontaktes erhöht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kontaktstift
- 12
- Verfahrelement
- 14
- Kontaktierungselement
- 16
- Kontaktbereich
- 18
- Kontaktpunkt
- 20
- Verfahrweg
- 22
- Längsachse
